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国产首颗7nm智能座舱芯片量产:高通领跑,竞争者众多,千亿市场需要怎样的芯片?
2023-03-31 来源:网络整理
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关键词:芯片晶体管MCU

3月30日,湖北芯擎科技有限公司(以下简称“芯擎科技”)在武汉举行发布会,正式宣布旗下新一代7nm智能座舱芯片“龍鷹一号”实现量产出货。

芯擎科技表示,“龍鹰一号”开辟了国产高算力车规级SoC的先河,在产品设计、工艺和性能方面对标目前国际市场最先进的产品。“龍鹰一号”的量产,意味着国产高端汽车芯片迎来新的突破。



具体参数方面,龍鹰一号采用7nm制程工艺,集成了87层电路,拥有88颗亿晶体管,配备了8核CPU(整数计算力可达90K),其中大核是Cortex-A76,14核GPU(浮点计算能力可达900G),集成了可编程的NPU内核,INT8算力可达8TOPS。此外,还拥有强大的VPU、ISP、DPU、DSP 集群,以及与之匹配的高带宽低延迟 LPDDR5 内存通道,为智能座舱的应用提供全方位的算力支持。

随着传统座舱向智能座舱升级,汽车座舱算力和功能需求正在急剧上升,传统的MCU芯片渐渐难以满足需求,而能够满足现有功能和后续升级空间的智能座舱芯片SoC正在成为市场亟需的核心产品。

不难发现,智能座舱已经成为中高端车辆的新刚需。在这种情况下,算力更高、更为安全可靠的智能座舱芯片,也成为了车企新车宣传的新卖点。


1、逐渐模糊的消费级和车规级边界

考虑到智能座舱SoC在散热、性能等要求上远低于智能手机SoC,智能座舱SoC市场远未形成定局。但可以肯定的是,智能座舱SoC市场集中程度将远远低于智能手机SoC市场。



同时,在智能座舱芯片应用上,消费级产品向车规级产品转向的技术壁垒并不算高。也即是说,至少在智能座舱芯片上,消费级和车规级的边界并没有那么明确。

目前智能座舱领域的主要玩家,均来自于消费电子时代。高通、联发科、华为等智能座舱芯片产品均是基于消费级芯片改造而来,通过车规级认证来实现量产上车。

此外,更有“艺高胆大”的车企直接采用消费级芯片,来实现智能座舱的功能。

电动汽车领导者特斯拉此前采用了英特尔的Atom A3950芯片,而在今年,特斯拉Model 3和 Model Y均已转向AMD,换装了AMD Ryzen V1000系列芯片。值得注意的是,AMD Ryzen V1000系列芯片属于消费级芯片,此前应用于掌上电脑等产品,游戏娱乐功能极为强大。

而在国内,比亚迪也并未直接采用高通的车规方案,而是走了一条特立独行的路。目前,比亚迪旗下车型均采用了高通的消费级SoC产品,如旗下畅销的比亚迪汉,采用的是高通625芯片,比亚迪宋plus采用的为高通665芯片,2022年以后比亚迪5G平台将采用高通690等芯片。在消费级芯片应用于智能座舱领域,比亚迪探索出了一条独特的发展之路。

从目前市场反馈来看,比亚迪采用消费级SoC产品作为智能座舱核心芯片,也得到了市场的认可。这得益于两个原因:第一,目前比亚迪并不主打智能属性,因此可以采用高通625或高通665芯片。第二,目前消费者是从燃油车糟糕的车机体验转过来的,对更强大的车机系统感知不足,因此对车机芯片要求并不高。

固然消费级芯片应用于车机仍然拥有广阔的空间。但随着更多智能座舱功能成为标配,比亚迪势必也将采用更高性能的芯片来升级自身的车机系统。


2、车规级芯片新趋势

随着电动化、网联化和智能化的提速,汽车芯片广泛应用在动力系统、车身、座舱、底盘和安全等诸多领域,主要分为计算控制芯片(主要有功能芯片MCU和主控芯片SOC)、存储芯片、功率半导体(主要有IGBT和MOSFET)、通信芯片、传感器芯片(主要有CIS、MEMS、陀螺仪等)五大类。

车规芯片的新趋势:

首先,汽车的电子电器架构已经由分布式向域控制器架构演进,并正在逐渐进化为中央集中式架构,芯片的数量、结构布置等也随之发生了变化,为满足个性化、差异化的汽车产品策略,实现系列化、产业化的智能汽车平台目标,车载控制域标准系列化的低功耗、低成本的控制芯片将逐步成为产业主流。

其次,随着点到点领航驾驶整车服务化,驾舱控融合、中央计算等技术的用户场景连续体验的提升,将推动更高性能算力的车规芯片在新汽车领域的应用。

有数据显示,L3级别是算力需求的分水岭,需要的AI算力大致在100TOPS,L4需要的算力将达到500TOPS,L5算力要求则更为严苛,预计将超过1000TOPS,当然这取决于各方的算法的优化程度。

另外,由于芯片遍布新汽车全身,下一代汽车要求未来的芯片可靠性更高、性能更强、管理体系更为严格。相对消费电子而言,传统车规芯片的应用环境苛刻,其工作温度横跨零下40-155度,目标工作寿命长达15年,车规芯片功能安全与可靠认证标准严格,目标实施效率为零,而由自动驾驶带来的高性能计算芯片的迭代速度要远快于传统控制类芯片。


3、多场景处理能力成智能座舱芯片关键

汽车智能化的过程中主要包含自动驾驶和智能座舱。其中,由于座舱是与用户最接近的产品和界面,也被看作是汽车这一智能终端的流量入口,因此在近几年汽车智能化的话题中,备受关注。

据总部位于香港的 ICV Tank称,2025年中国智能座舱市场价值将增长至 1072 亿元人民币(159 亿美元),是 2020年水平的2.14倍。

汽车座舱智能化的过程中,液晶仪表开始取代机械仪表,中控大屏、多屏逐渐成为标配,HUD加快推广,同时座舱娱乐系统不断丰富,导航、游戏、生活类等多个应用逐步搭载在车载系统上,交互方式也逐渐转向语音交互。

“当前购车的人群越来越年轻、越来越追求便捷性、越来越拥抱智能化,催生了全场景的需求的出现。”联发科技股份有限公司汽车电子事业处资深处长熊健表示。



在和车企沟通的过程中,他发现“过去几年用户的需求是两频、三频、四频,而未来的趋势是要五频、六频、七频甚至八频,甚至要到8K 、120HZ的超高清屏的需求。摄像头也越来越多,目前来看,未来可能都会需要十个以上的摄像头,同时对应的SP处理能力要变强,以及音效处理能力——DSP能力要增强,多场景的能力变成是一个非常重要的参数。”

在这样的背景下,芯片企业如何因应?对此,他表示,从芯片的角度而言,支撑多场景能力其实是要求芯片有非常非常强大的并行处理能力,那就要求芯片具有高算力,CPU、GPU、NPU的算力越来越高,当然成本也要控制,能力要强,规格要高,但成本要控制住。

在这个过程中,就存在两个挑战:一个是如何把芯片算力真正有效地应用起来,另一个则是如何保障系统安全,比如如何能够保护用户的个人隐私、重要的数据安全、未来支付的数字人民币的安全等。

他透露道,联发科正在与合作伙伴一起开发一些新的可执行环境、可信的虚拟化,能够在最大程度上做到系统安全,为用户提供一个好用、能力强、功能多且安全性高的座舱环境。


4、正在追赶的竞争者

除原有智能手机SoC巨头和走消费替代路线的特斯拉和比亚迪之外,更多智能座舱芯片企业正在迎头赶上。综合来看,这些企业主要可以分为两类:智能座舱芯片新势力和消费SoC转向汽车领域的企业。

在智能座舱新势力中,杰发科技、芯擎科技和芯驰科技目前展现出了极强的发展势头。杰发科技是四维图新旗下专注于汽车电子的企业,其智能座舱芯片AC8015已于2021年3月实现前装量产,在国内入门级智能座舱芯片市场的份额不断成长,截至2021年底累计出货已超20万片。

而芯擎科技作为吉利旗下亿咖通和安谋中国共同建立的本土芯片企业,继承了亿咖通E系列智能座舱芯片的基础,在2021年推出了首款车规级纳米智能座舱芯片SE1000(龍鹰一号),将应用于吉利的新车型上。

芯驰科技在2020年发布智能座舱芯片X9,并在2021年发布升级版芯片X9U。X9U处理器支持10个独立全高清显示屏,并且不同的屏幕之间支持共享和互动。不过截至目前,芯驰科技智能座舱芯片产品尚未量产上车。

除此之外,面对智能座舱SoC的发展机遇,国内多家消费级SoC企业也推出了智能座舱芯片产品。如瑞芯微,作为国内消费级和工业级SoC第二梯队企业,其产品广泛应用于平板电脑、Chromebook、机顶盒、安防等等。在今年3月,瑞芯微发布了智能座舱解决方案RK3588M,可实现“一芯多屏”,但相比较于头部产品,瑞芯微此款芯片综合性能并不出色。

此外,同为国内消费级SoC领先企业的全志科技也推出了T7/T5系列车规级产品,并实现了大规模量产。

其中,T7芯片是第一颗通过车规认证的国内自主平台型SoC芯片,可以满足信息娱乐系统、数字仪表、360环视系统、ADAS、 DMS、流媒体后视镜、云镜等多个不同智能化系统的运行需求。据全志科技表示,目前公司旗下车规级产品已应用于长安、上汽、一汽等前装车厂,同时在后装市场也已经实现大规模量产落地。

总的来说,目前智能座舱芯片的技术发展趋势和市场发展格局并未确定。虽然高通在智能座舱芯片领域展现出了极强的统治力,但汽车市场的特点、以及座舱芯片的技术壁垒和应用场景决定了竞争者仍有极大的发展机会。

换句话说,在现阶段的智能座舱芯片市场上,一切皆有可能。



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