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    座艙內的算力競爭升級 國產高算力SoC芯片如何突圍?

    2022-08-01 13:47 愛集微APP

    導讀:從駕駛座艙到智能空間,在“軟件定義汽車”的大背景下,汽車座艙成為全球芯片廠商競逐的下一個戰場。

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    從駕駛座艙到智能空間,在“軟件定義汽車”的大背景下,汽車座艙成為全球芯片廠商競逐的下一個戰場。最近兩年每一款上市的智能電動汽車車型,無一不不把各自在智能座艙、自動輔助駕駛系統、人機交互、車機流暢度等方面的性能作為重要賣點。近期熱度很高的理想L9新車發布會上,更是用三分之一的時間來著重介紹其“智能空間”。

    上述這一些列產品體驗的優劣很大程度上取決于一顆小小的芯片。于此同時,汽車座艙內的應用正和手機越來越像,高算力SoC芯片正成為新一代智能汽車的剛需。而隨著高通等消費電子芯片廠商的入局,以及國內汽車芯片廠商的崛起,這一顆車載芯片市場競爭格局也在悄然發生變化。

    座艙內的算力競賽

    在當前“軟件定義汽車”的浪潮下,海量的數據處理正在如今的汽車智能座艙內發生——多顯示器接入、音頻處理、圖像處理(GPU)、車載藍牙/WiFi連接,以及近年來越來越多的多攝像頭接入、AI處理(比如,語音、視覺交互等),這諸多功能的背后驅動力,就在于這顆座艙SoC。這意味著,它不僅僅需要更強大的計算能力、集成能力,還需要更強大的人工智能處理能力。

    從終端車企最直觀的需求來看,比如,小鵬汽車對于智能汽車的核心理解就是“加減法”,即在駕駛上做減法,讓駕駛更簡單;在座艙空間體驗上做加法,讓體驗更愉悅。

    隨著更多更豐富的互聯網生態內容及服務的接入,響應速度、啟動時間、連接速度等開始成為座艙系統重點強調的用戶體驗指標,對于對性能和計算能力的要求也隨之越來越高。

    “汽車座艙芯片為什么對算力要求越來越高,原因很簡單,就是想要把手機里面的性能搬到車上去,使車載應用的各項性能達到手機的水平。那么就需要芯片算力的顯著提高?!毙厩婵萍级录鍯EO汪凱博士對集微網指出,汽車智能化發展使汽車本身越來越具備智能手機的功能,支持高算力的軟、硬件和零部件需求將爆發式增長,其中主控高算力處理器會成為智能汽車上的標配,并將成為汽車上單體價值最大的細分賽道。

    智能座艙的集成主要呈現“一芯多系統”的特點,即將液晶儀表、HUD、車載信息娛樂系統、DMS&OMS、語音識別以及ADAS功能融合在一起,為用戶帶來更直觀、更個性化的駕乘體驗。

    但在技術層面,智能芯片座艙與消費級芯片的要求相似,其特殊性主要體現在使用壽命、適應車載溫度和濕度環境等安全層面的要求,出錯率及驗證標準要求更為嚴苛。羅蘭貝格預計,未來5年內,高端手機芯片的算力仍能支持下一代座艙電子算力需求。這也是為什么消費電子芯片廠商切入智能座艙領域具備一定的先天優勢。例如,高通上一代座艙芯片驍龍820A脫胎自消費級芯片驍龍820,最新一代SA8155P基于驍龍855設計。再加上消費芯片廠商在手機等消費電子領域已形成規模優勢,能夠實現低成本開發。因此消費級芯片在滿足車規級要求后移植入座艙領域具有天然優勢。

    座艙的智能化革命打開了車載芯片的巨大潛在空間,在消費電子步入下行周期的同時,汽車芯片有望成為繼智能手機之后,下一個半導體行業最大的細分市場。這將開啟消費電子和汽車兩大工業的大融合。眼下造車的入局造手機,造手機的則紛紛下場造車,這種雙向流動也反應了這一態勢。

    對此,億咖通科技董事長兼CEO、芯擎科技董事長、魅族科技董事長沈子瑜道出背后的產業技術邏輯:“一切智能化終端的背后,運算一定是關鍵。這需要要把軟件做好,同時更需要硬件的配合——就是那顆芯片。目前做終端做得非常優秀的,比如蘋果、華為等廠商都是非常深度地定義這顆關鍵的主控SOC芯片,這也是智能化應用的底層邏輯,即‘人機交互+OS+芯片’?!?/p>

    座艙芯片市場格局生變

    在很長一段時間里,汽車座艙芯片市場由幾家傳統汽車電子廠商主導。2015年前,車載系統的運算和控制主要由MCU和低算力的SoC為主,主要供應商有瑞薩、恩智浦、德州儀器。這三家在智能座艙發展的初期階段也曾一度占據大量份額。此后,英特爾收購Mobileye后增強了智能駕駛的實力,而高通則更是是一擊勃發,它在第二代座艙產品之后市占穩步上升,成為現階段出貨量最多的廠商,用幾年的時間在行業競爭中做到了第一。

    智能座艙體現在ADAS和車載娛樂系統的升級,智能化、數字化造車的要求前提下,車廠需要擴容并合并單個ECU。因此,包含CPU、GPU、ISP、DSP的SoC主控成為主流選擇。

    從當前供給結構來看,目前上述傳統廠商座艙芯片主要覆蓋中端及低端市場。而高通、英偉達、三星、英特爾、聯發科等消費電子芯片廠商憑借性能及迭代優勢在中高端芯片市場快速發展。近幾年隨著對算力要求的不斷提高,這些消費電子芯片廠商在汽車中高端座艙SoC芯片芯片的市場份額持續增長。

    大致梳理一下過去一兩年里上市的智能汽車就會發現,近年來大部分新上市的智能車型中,高算力智能座艙芯片的提供方多來自于一家手機芯片大廠——高通。據億歐EqualOcean統計,包括奔馳、奧迪、本田、吉利、長城、比亞迪、小鵬、理想等在內的國內外主流車企中的約30款車型均已宣布搭載驍龍汽車數字座艙平臺。

    高通2019年1月發布的驍龍SA8155P芯片(下稱“8155),不僅是當時全球首個7nm及以下制程的汽車芯片,也是目前高通應用最為廣泛的汽車芯片。自2021年年初長城摩卡于首發搭載8155以來,該芯片在一年半的時間里幾乎橫掃了除比亞迪之外的智能汽車車型,包括蔚來ET7、2022款蔚來ES8、2022款蔚來ES6、2022款EC6、小鵬P5、理想L9、威馬W6、長城WEY拿鐵、廣汽AionLX、吉利星越L、智己L7等國產熱門車型。截止目前,高通已發布四代智能座艙芯片,分別為第一代平臺28nm制程的驍龍620A、第二代平臺14nm制程的驍龍820A、第三代平臺7nm制程的驍龍SA8155P、第四代平臺5nm制程的驍龍SA8295P。

    另外,還有三星電子也在近兩年加入了智能座艙SoC芯片的市場。據了解,目前三星的智能座艙SoC主要有Exynos 8890及ExynosAuto V9,相關機構表示ExynosAuto V9整體性能與高通的8155可以打平手。

    此外,中國的廠商也在不斷深入智能座艙領域。比如華為的智能座艙芯片麒麟系列,包括其2020年發布的710A 和去年4月發布的麒麟 990A。990A目前已經用在北極狐阿爾法S以及比亞迪部分車型中。

    智能座艙芯片的競爭格局已經隨著消費電子芯片廠商的爭相入局而發生改變。于此同時,還有受到資本青睞、正在崛起中的本土汽車芯片初創企業也將是一大變量。過去兩年,本土廠商芯擎、芯馳、四維圖新(杰發)、瑞芯微等相繼推出了面向中高端市場的智能座艙芯片。其中芯擎的7nm座艙芯片芯片“龍鷹一號”則劍指8155,也是首款國產車規級7nm智能座艙芯片。目前該芯片在量產車型的測試和驗證的各項工作已陸續完成,并預計今年下半年實現量產。

    中國市場的突圍賽

    高工智能汽車研究院監測數據顯示,2021年度中國市場交付乘用車搭載信息娛樂的占比已經超過80%,其中,NXP、TI、全志、杰發等傳統低算力芯片占比超過50%。這意味著,高性能座艙SoC替代市場巨大??梢灶A見,伴隨著整車電子電氣架構加速由分布式向集中式演進,接下來的一段時間內,傳統低算力芯片將加速被高性能座艙SoC替代。

    產業人士指出,短期來看,座艙內將由多SoC芯片組成,分別負責不同模塊的運算任務。而長期來看,智能座艙作為人車交互的直接觸點,功能將進一步進化。隨著流媒體后視鏡、HUD功能的滲透以及顯示分辨率的提升,將對芯片的算力提出更高要求,促進運算類芯片從簡單的MCU 向更高算力的SoC 演變。

    同時,從全球范圍來看,座艙智能化的滲透速度上,目前中國市場快于全球。IHS的數據顯示,2020年中國市場智能座艙滲透率為48.8%,到2025 年滲透率有望達到75%以上(屆時全球滲透率為59.4%),呈快速增長態勢。瑞銀也預計,在政策支持、市場逐步成熟和技術進步的推動下,汽車座艙將加速智能化進程,到2025年國內座艙電子市場規模有望達到近1500億元,2020至2025年市場規模CAGR可達15%。瑞銀指出,自動駕駛向更高級別發展的過程中,可帶來單車增量硬件/軟件價值量的顯著提升,技術成熟后L4/L5級別的單車硬件/軟件價值量或為L1/L2級別的8倍/4倍。

    那么國產廠商的機會幾何?

    中金公司梳理國內廠商在智能座艙芯片的發展指出,從時間上看,國內座艙芯片市場發展處于初期階段。以地平線2020年發布征程2為起點來算,至今僅兩年有余,與海外市場至少存在5年左右差距(接近一輪車載智能芯片開發周期);從入局廠商看,國內市場聚集了汽車AI企業、消費芯片廠商、初創汽車芯片廠商,大多成立時間不長、營收規模較小。其中,汽車AI企業如地平線、黑芝麻智能等,它們產品可同時用于駕駛和座艙領域;消費芯片廠商如華為、全志科技等,在手機、電腦、智能家居、通信等領域廣泛布局。另外還有芯馳科技、芯擎科技等一批車規芯片初創團隊。

    整體而言,現階段國內座艙芯片的競爭格局尚未定型。國產廠商中,僅有幾款芯片有落地場景,

    如華為麒麟990A搭載于北汽極狐αS;地平線征程2已經在長安UNI-K中落地;芯擎科技綁定吉利汽車,尚未出現市占率特別高的國產座艙芯片廠商,主流座艙域控制器仍主要采用海外的品牌。

    國內座艙芯片主要供應商

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    資料來源:各公司官網,中金公司研究部

    不過在經歷了過去兩年的汽車芯片供應緊缺的困境,有望倒逼自主品牌車廠在核心芯片環節發展多供應商策略,積極推進國產供應商的測試與定點。這是國內廠商難得的“上車”機會。

    但是向更高算力、更先進工藝的高性能智能座艙SOC邁進基本已經是確定的方向。集微咨詢總經理韓曉敏對此指出,隨著汽車智能化深入,對芯片的算力和性能需求越來越高是必然的,“上一代14nm工藝的座艙芯片現在從直觀上來看,已經難以支持了。就像智能手機堆跑分、堆參數一樣,算力是一定要提上去的?!彼赋?,此外,芯片廠商產品的時間節點和車廠需求的配合程度是接下去競爭的關鍵。


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