汽車智能座艙芯片競爭格局
2021-11-24 11:14:32??????點擊：
11月15日,高通宣布其第四代驍龍汽車智能座艙平臺已經出樣,這一代智能座艙平臺定名為SA8295,并支持新出貨標致308車型。
年初,第四代驍龍智能座艙由高通在一次線上活動中推出,采用5nm制程,搭載高通Kryo CPU、Hexagon DSP、Adreno GPU以及Spectra ISP,高通宣稱CPU、GPU等比上一代SA8155提升一半以上。
上月28日,國內首顆7nm車規級智能座艙芯片“龍鷹一號”成功流片,這款芯片將在吉利汽車上試用,由芯擎科技自研。芯擎科技“龍鷹一號”采用了7nm工藝,集成了88億個晶體管,同樣集成了CPU、GPU、ISP、DSP以及LPDDR5。
智能座艙逐漸成為現代轎車的標配,國內國外都在這一領域攻城略地。同時,一芯多屏成為智能座艙主要的架構形式,座艙芯片正駛在快車道上。
大廠玩家的競爭格局
在汽車之家的一份數據報告中,全球智能座艙的市場在2020年達到447億美元,到2030年將達到681億美元,而在2016年智能座艙的市場規模還只是39億美元。另據綜合數據,中國智能座艙市場預計將在2025年達到1030億元規模。目前中國市場座艙智能配置水平的新車滲透率約為48.8%,到2025年預計可以超過75%,均高于全球市場的裝配率水平。
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。
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,供應商有瑞薩、恩智浦、德州儀器。過渡到智能座艙階段,三家仍占據了大量份額。英特爾收購Mobileye后增強了智能駕駛的實力,而高通是一擊勃發,它在第二代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。
R-Car Gen3是瑞薩經典的智能座艙產品,在2018年推出,基于Arm Cortex-A57 / A53內核,使用了Arm 64位架構。Gen3系列包含了從R-Car V3M到R-Car H3的產品,其中R-CarV3M適用于入門級車輛,R-CarH3則為高端汽車打造。2021年,瑞薩又推出了新的R-Car Gen3e,包含了R-Car D3e、R-Car E3e、R-Car M3Ne、R-Car M3e、R-Car H3Ne和R-Car H3e。相比于R-Car Gen3,Gen3e整體的CPU性能提升到了50k DMIPS和2GHz。瑞薩繼續使用了Arm Cortex-R7的架構,并將Gen3e和Gen3做到了順暢遷移,目前gen3e的客戶包括了長城、大眾等車型。
除了瑞薩之外,傳統汽車元件大廠德州儀器和恩智浦也有市占,但是這些傳統大廠的份額都在逐步下降。2018年,恩智浦量產了i.mx主控芯片,距離2013發布足足過了5年。5年之間,恩智浦已經失去了智能座艙的時機,同樣在這一年,高通宣布收購恩智浦一案“已死“,以向恩智浦支付20億美元分手費告終。
未能成功的收購案對恩智浦的事業或許造成了不小的影響,i.mx8之后,恩智浦沒有新的高端產品問世。i.mx8的出貨量同樣不如人意,目前,恩智浦的主要智能座艙芯片還是發布于10年前的i.mx6,其在國內入門級汽車上得到廣泛應用,具有一席之地。
德州儀器的上一個智能座艙芯片是Jacinto6,在2016年發布,仍然針對成本敏感性客戶,使用了ARM Cortex-A15內核。德州儀器于2016年發布了智能座艙芯片Jacinto6，一貫針對成本敏感性客戶，使用了ARM Cortex-A15內核。2020年年初發布了Jacinto 7處理器系列，主攻汽車ADAS，成為德州儀器的又一重磅產品。德州儀器智能座艙芯片的主要客戶是日系車和德系車。
Apollo Lake是英特爾2016年推出的車載處理器,現為凌動系列,該芯片基于英特爾的Goldmont架構,擁有2-4個CPU內核和多個視頻輸出接口,可以支持車載信息娛樂系統等駕駛艙體驗,是英特爾在駕艙上的主打產品。
而說到目前出貨量最多的高通,高通已經商用落地了三代智能座艙平臺,第三代智能座艙平臺SA8155于兩年前推出,高通官方稱在全球前25的車企中,已有23家采購了SA8155智能座艙平臺。SA8155可以稱得上是目前經典的智能座艙平臺。在威馬W6、吉利星越L、小鵬P5等汽車均已搭載高通SA8155智能座艙平臺。
SA8155P作為第三代智能座艙的主控芯片,運算速度是第二代智能座艙芯片820A的3倍,在相關報道中SA8155P的運算速度360萬次/秒,SA8155P還支持新一代的聯網技術,包括 WiFi6、藍牙 5.0 等等。和它的上一代產品820A相比,8155的體積更小、發熱更低、算力有了較高量級的提升。有消息稱,高通第三代車載芯片8155在電動車智能座艙中占據8成以上的份額。
高通從2014年開始部署智能座艙市場, 2014年1月高通推出了其第一代汽車智能座艙平臺驍龍602A。602A基于驍龍600平臺,滿足了4G、手勢識別、車上WiFi等一系列需求。
2016年,高通成功推出了第二代智能座艙S820A,成為高通逐漸吞并智能座艙市場的主要戰斗力。高通推出第二代智能座艙,用較大的技術進步和生態能力在來自英特爾、瑞薩、德州儀器、恩智浦的猛烈攻勢中突出。820芯片使用Kryo CPU、四核,64位。目前,高通的S820A客戶覆蓋了理想、比亞迪、奧迪A4、豐田雅閣、大眾高爾夫等國產和外資車型。
三星是近兩年才加入智能座艙SoC的廠商,在今年的CES上,三星展示其智能座艙的駕駛場景。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SA8155P打平。今年,奧迪突然轉向,離開原有的合作對象,轉身擁抱三星Exynos 8890,并訂立了長期的合同關系。
新人層出,各有千秋
除了以上半導體廠商之外,華為的半導體部門近年來也有產品問世。
華為的智能座艙芯片主要是麒麟系列,包括了去年發布的710A 和今年4月發布的麒麟 990A。麒麟990A基于ARM V7A,其中麒麟 990A 同樣可以平替SA8155P并且具備更高的AI算例。990A目前已經用在北極狐阿爾法S以及比亞迪部分車型中。
目前,智能座艙的芯片多以ARM打造的CPU為主,消費級產品和車規產品均有一定市場份額。傳統汽車芯片廠商遇到了消費類芯片廠家的挑戰。華為海思麒麟成為現階段國產智能座艙芯片的領頭羊,吉利旗下芯擎科技成為汽車廠商自研的代表?；ヂ摼W公司如百度也打造了Apollo的自動駕駛車并且提出 “智座“的業務方向。
有部分智能座艙半導體公司也有了一定規模,南京芯馳半導體便是其中之一,其自研X9系列處理器是專為新一代汽車電子座艙設計的車規級汽車芯片,以64位ARM Cortex-A55內核打造。公司表示,X9總算力達到了100KDMIPS,3D性能達到300GFLOPS,AI計算達到1.2TOPS,最多高達8個FullHD顯示。除了硬件之外,芯馳科技還推出UniDrive全開放自動駕駛平臺,幫助X9芯片落地。
自動駕駛公司早先落子
某些專攻自動駕駛技術的公司也沒有落下。2018年,地平線發布了征程5系列ASIC芯片,基于16nm工藝,與自動駕駛領域較為強勢的Mobileye(英特爾于2017年收購的ADAS公司)產品不同,征程可以用于動駕駛和智能座艙兩種場景,支持交互等能功能,DMS、多模態語音交互等艙內感知計算成為亮點。
9月,四維圖新在投資平臺上提及,四維圖新子公司合肥杰發科技自研智能座艙芯片AC8015已于上半年實現量產出貨,使用四核ARM Cortex-A53架構, 8015包含了AC8015I、AC8015H、AC8015M、AC8015A四大產品系列,支持Hypervisor虛擬座艙、導航、雙娛樂屏、信息娛樂控制面板、高端IVI系統等。目前,該芯片已經通過AEC-Q100 Grade 3認證,公司稱智能座艙芯片已經進入Tier1車廠目錄。
除了杰發科技、地平線等專注于自動駕駛起家的公司,Minieye也是其中一員。這家2014年成立的公司主要業務有智能駕駛和車載應用。2018年,minieye推出前裝ADAS產品X1,使用Xilinx FPGA技術,目前已經量產上車,在載貨汽車、危化品運輸公司等領域落地應用。Minieye的智能座艙更側重于安全場景,可以檢測駕乘人員的實時視線方向、面部狀態以及行為姿態,判斷疲勞、分神程度,以及乘客危險行為,打造全新的車內交互體驗。Minieye表示, FPGA更適用深度學習,研發體系成熟可以降本增效。
行業仍在嬗變
玩家身份融合。智能座艙芯片的研發難度和成本并非高不可及,因此吸引了大量不同基因的半導體公司加入,車廠、自動駕駛、通訊廠商、芯片傳統大廠都涌了進來,架構等也有不同,基于不同的使用場景、車型、消費層次均有不同的方案進駐。中國是汽車保有量第一的國家,國內廠商在技術上并不算落后,超前也有希望。
同時,智能座艙技術還在不停變動。ECU堆積是過去座艙的主要模式,現在智能座艙和自動駕駛都在平行演進,汽車電子電器架構向集中式過渡。有分析師稱,近期汽車芯片將形成智能座艙域主控芯片和自動駕駛域主控芯片的雙腦結構,域成為主要的主控形式,未來汽車芯片將向“中央計算平臺”演進。2030年以后,自動駕駛汽車的電子電氣架構將發展至基于域融合的帶狀架構,智能座艙和自動駕駛會逐步向中央計算芯片融合。
除了硬件之外,軟件也成為智能座艙現階段必須要考慮的問題,也就是說智能座艙的整體解決方案和生態打造力成為提高市占的重要抓手。此前,IHS Markit汽車技術高級分析師Chen Dexin曾預測,與電子電氣架構相關的軟件部分會更加完善,OTA也會廣泛流行。過去,汽車制造商并不會過多地考慮軟件,或者把軟件作為打造或定義一輛汽車的核心?，F在開始,這種局面將會改變。
不過整體來說,智能座艙的硬件仍是決定產品的天花板的所在,這也是屬于它們的黃金時代。
年初,第四代驍龍智能座艙由高通在一次線上活動中推出,采用5nm制程,搭載高通Kryo CPU、Hexagon DSP、Adreno GPU以及Spectra ISP,高通宣稱CPU、GPU等比上一代SA8155提升一半以上。
上月28日,國內首顆7nm車規級智能座艙芯片“龍鷹一號”成功流片,這款芯片將在吉利汽車上試用,由芯擎科技自研。芯擎科技“龍鷹一號”采用了7nm工藝,集成了88億個晶體管,同樣集成了CPU、GPU、ISP、DSP以及LPDDR5。
智能座艙逐漸成為現代轎車的標配,國內國外都在這一領域攻城略地。同時,一芯多屏成為智能座艙主要的架構形式,座艙芯片正駛在快車道上。
大廠玩家的競爭格局
在汽車之家的一份數據報告中,全球智能座艙的市場在2020年達到447億美元,到2030年將達到681億美元,而在2016年智能座艙的市場規模還只是39億美元。另據綜合數據,中國智能座艙市場預計將在2025年達到1030億元規模。目前中國市場座艙智能配置水平的新車滲透率約為48.8%,到2025年預計可以超過75%,均高于全球市場的裝配率水平。
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。
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,供應商有瑞薩、恩智浦、德州儀器。過渡到智能座艙階段,三家仍占據了大量份額。英特爾收購Mobileye后增強了智能駕駛的實力,而高通是一擊勃發,它在第二代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。
R-Car Gen3是瑞薩經典的智能座艙產品,在2018年推出,基于Arm Cortex-A57 / A53內核,使用了Arm 64位架構。Gen3系列包含了從R-Car V3M到R-Car H3的產品,其中R-CarV3M適用于入門級車輛,R-CarH3則為高端汽車打造。2021年,瑞薩又推出了新的R-Car Gen3e,包含了R-Car D3e、R-Car E3e、R-Car M3Ne、R-Car M3e、R-Car H3Ne和R-Car H3e。相比于R-Car Gen3,Gen3e整體的CPU性能提升到了50k DMIPS和2GHz。瑞薩繼續使用了Arm Cortex-R7的架構,并將Gen3e和Gen3做到了順暢遷移,目前gen3e的客戶包括了長城、大眾等車型。
除了瑞薩之外,傳統汽車元件大廠德州儀器和恩智浦也有市占,但是這些傳統大廠的份額都在逐步下降。2018年,恩智浦量產了i.mx主控芯片,距離2013發布足足過了5年。5年之間,恩智浦已經失去了智能座艙的時機,同樣在這一年,高通宣布收購恩智浦一案“已死“,以向恩智浦支付20億美元分手費告終。
未能成功的收購案對恩智浦的事業或許造成了不小的影響,i.mx8之后,恩智浦沒有新的高端產品問世。i.mx8的出貨量同樣不如人意,目前,恩智浦的主要智能座艙芯片還是發布于10年前的i.mx6,其在國內入門級汽車上得到廣泛應用,具有一席之地。
德州儀器的上一個智能座艙芯片是Jacinto6,在2016年發布,仍然針對成本敏感性客戶,使用了ARM Cortex-A15內核。德州儀器于2016年發布了智能座艙芯片Jacinto6，一貫針對成本敏感性客戶，使用了ARM Cortex-A15內核。2020年年初發布了Jacinto 7處理器系列，主攻汽車ADAS，成為德州儀器的又一重磅產品。德州儀器智能座艙芯片的主要客戶是日系車和德系車。
Apollo Lake是英特爾2016年推出的車載處理器,現為凌動系列,該芯片基于英特爾的Goldmont架構,擁有2-4個CPU內核和多個視頻輸出接口,可以支持車載信息娛樂系統等駕駛艙體驗,是英特爾在駕艙上的主打產品。
而說到目前出貨量最多的高通,高通已經商用落地了三代智能座艙平臺,第三代智能座艙平臺SA8155于兩年前推出,高通官方稱在全球前25的車企中,已有23家采購了SA8155智能座艙平臺。SA8155可以稱得上是目前經典的智能座艙平臺。在威馬W6、吉利星越L、小鵬P5等汽車均已搭載高通SA8155智能座艙平臺。
SA8155P作為第三代智能座艙的主控芯片,運算速度是第二代智能座艙芯片820A的3倍,在相關報道中SA8155P的運算速度360萬次/秒,SA8155P還支持新一代的聯網技術,包括 WiFi6、藍牙 5.0 等等。和它的上一代產品820A相比,8155的體積更小、發熱更低、算力有了較高量級的提升。有消息稱,高通第三代車載芯片8155在電動車智能座艙中占據8成以上的份額。
高通從2014年開始部署智能座艙市場, 2014年1月高通推出了其第一代汽車智能座艙平臺驍龍602A。602A基于驍龍600平臺,滿足了4G、手勢識別、車上WiFi等一系列需求。
2016年,高通成功推出了第二代智能座艙S820A,成為高通逐漸吞并智能座艙市場的主要戰斗力。高通推出第二代智能座艙,用較大的技術進步和生態能力在來自英特爾、瑞薩、德州儀器、恩智浦的猛烈攻勢中突出。820芯片使用Kryo CPU、四核,64位。目前,高通的S820A客戶覆蓋了理想、比亞迪、奧迪A4、豐田雅閣、大眾高爾夫等國產和外資車型。
三星是近兩年才加入智能座艙SoC的廠商,在今年的CES上,三星展示其智能座艙的駕駛場景。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SA8155P打平。今年,奧迪突然轉向,離開原有的合作對象,轉身擁抱三星Exynos 8890,并訂立了長期的合同關系。
新人層出,各有千秋
除了以上半導體廠商之外,華為的半導體部門近年來也有產品問世。
華為的智能座艙芯片主要是麒麟系列,包括了去年發布的710A 和今年4月發布的麒麟 990A。麒麟990A基于ARM V7A,其中麒麟 990A 同樣可以平替SA8155P并且具備更高的AI算例。990A目前已經用在北極狐阿爾法S以及比亞迪部分車型中。
目前,智能座艙的芯片多以ARM打造的CPU為主,消費級產品和車規產品均有一定市場份額。傳統汽車芯片廠商遇到了消費類芯片廠家的挑戰。華為海思麒麟成為現階段國產智能座艙芯片的領頭羊,吉利旗下芯擎科技成為汽車廠商自研的代表?；ヂ摼W公司如百度也打造了Apollo的自動駕駛車并且提出 “智座“的業務方向。
有部分智能座艙半導體公司也有了一定規模,南京芯馳半導體便是其中之一,其自研X9系列處理器是專為新一代汽車電子座艙設計的車規級汽車芯片,以64位ARM Cortex-A55內核打造。公司表示,X9總算力達到了100KDMIPS,3D性能達到300GFLOPS,AI計算達到1.2TOPS,最多高達8個FullHD顯示。除了硬件之外,芯馳科技還推出UniDrive全開放自動駕駛平臺,幫助X9芯片落地。
自動駕駛公司早先落子
某些專攻自動駕駛技術的公司也沒有落下。2018年,地平線發布了征程5系列ASIC芯片,基于16nm工藝,與自動駕駛領域較為強勢的Mobileye(英特爾于2017年收購的ADAS公司)產品不同,征程可以用于動駕駛和智能座艙兩種場景,支持交互等能功能,DMS、多模態語音交互等艙內感知計算成為亮點。
9月,四維圖新在投資平臺上提及,四維圖新子公司合肥杰發科技自研智能座艙芯片AC8015已于上半年實現量產出貨,使用四核ARM Cortex-A53架構, 8015包含了AC8015I、AC8015H、AC8015M、AC8015A四大產品系列,支持Hypervisor虛擬座艙、導航、雙娛樂屏、信息娛樂控制面板、高端IVI系統等。目前,該芯片已經通過AEC-Q100 Grade 3認證,公司稱智能座艙芯片已經進入Tier1車廠目錄。
除了杰發科技、地平線等專注于自動駕駛起家的公司,Minieye也是其中一員。這家2014年成立的公司主要業務有智能駕駛和車載應用。2018年,minieye推出前裝ADAS產品X1,使用Xilinx FPGA技術,目前已經量產上車,在載貨汽車、危化品運輸公司等領域落地應用。Minieye的智能座艙更側重于安全場景,可以檢測駕乘人員的實時視線方向、面部狀態以及行為姿態,判斷疲勞、分神程度,以及乘客危險行為,打造全新的車內交互體驗。Minieye表示, FPGA更適用深度學習,研發體系成熟可以降本增效。
行業仍在嬗變
玩家身份融合。智能座艙芯片的研發難度和成本并非高不可及,因此吸引了大量不同基因的半導體公司加入,車廠、自動駕駛、通訊廠商、芯片傳統大廠都涌了進來,架構等也有不同,基于不同的使用場景、車型、消費層次均有不同的方案進駐。中國是汽車保有量第一的國家,國內廠商在技術上并不算落后,超前也有希望。
同時,智能座艙技術還在不停變動。ECU堆積是過去座艙的主要模式,現在智能座艙和自動駕駛都在平行演進,汽車電子電器架構向集中式過渡。有分析師稱,近期汽車芯片將形成智能座艙域主控芯片和自動駕駛域主控芯片的雙腦結構,域成為主要的主控形式,未來汽車芯片將向“中央計算平臺”演進。2030年以后,自動駕駛汽車的電子電氣架構將發展至基于域融合的帶狀架構,智能座艙和自動駕駛會逐步向中央計算芯片融合。
除了硬件之外,軟件也成為智能座艙現階段必須要考慮的問題,也就是說智能座艙的整體解決方案和生態打造力成為提高市占的重要抓手。此前,IHS Markit汽車技術高級分析師Chen Dexin曾預測,與電子電氣架構相關的軟件部分會更加完善,OTA也會廣泛流行。過去,汽車制造商并不會過多地考慮軟件,或者把軟件作為打造或定義一輛汽車的核心?，F在開始,這種局面將會改變。
不過整體來說,智能座艙的硬件仍是決定產品的天花板的所在,這也是屬于它們的黃金時代。
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