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中国车规芯片系列(9):国产智能座舱芯片崭露头角

2023/12/05
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智能电动汽车发展热潮下,算力正在替代马力,成为衡量汽车产品力的新标准。作为承载算力的主体,芯片的重要性随之被提升到了前所未有的高度。

大家好,这里是盖世汽车。

在前面几期视频中,我们已经对全球以及中国芯产业链发展的整体情况和竞争格局进行了详细介绍,本期视频将重点聚焦智能座舱芯片,聊聊这个领域产业化进程和国产化发展情况。

在智能座舱领域,芯片是推动座舱智能化升级的核心驱动力,芯片性能的高低,直接决定了座舱智能化水平的高低。但和其他很多智能汽车核心技术一样,早期智能座舱芯片市场主要由外资巨头主导。近年来,随着中国新能源智能网联汽车的快速发展,叠加复杂多变的市场环境,为本土芯片企业自主突围提供了前所未有的窗口期,国内芯片厂商开始逐渐崭露头角。

高性能芯片,驱动智能座舱发展

根据盖世汽车研究院统计数据显示,今年上半年国内市场智能座舱整体渗透率已经超过了58%,这里“智能座舱”的定义是同时具备8英寸以上中控屏、语音交互、车联网OTA四大核心功能的座舱。

图片来源:盖世汽车

从不同价格区间来看,10~30万元级别车型搭载率提升最为明显。

如果要看整体配置率情况,则以30万元以上市场普及程度较高,普遍在70%以上,其中60万元以上车型,智能座舱渗透率甚至超过了90%。

分析这背后的原因,过去几年终端市场消费持续升级,购车群体年轻化,与此同时,车企端出于差异化竞争需要,也争相将智能座舱作为提升产品力的核心卖点,不遗余力进行市场教育,都使得用户对智能座舱相关功能的需求和付费意愿不断增强。毕竟,当越来越多的汽车渠道进入商超模式,智能座舱是除了颜值之外,最重要也是消费者最容易体验和感知的核心区域所在。

纵观智能座舱过去几年的演进,从硬件层面的大屏化和多屏化,到人机交互方式的多模态化,舱内功能应用的复杂化,都离不开芯片的支持,尤其是高性能的座舱芯片。

智能座舱芯片的数据承载能力、处理速度以及图像渲染能力,不仅直接决定了座舱内屏显数量、质量以及应用丰富度,还会影响整个座舱系统的运行流畅度。可以说,座舱芯片的性能,直接决定着智能座舱功能和用户体验的上限。

图片来源:盖世汽车

近年来,智能座舱芯片性能大幅提升就是最直接的证明。目前,市场上已经量产的智能座舱芯片,CPU和GPU算力较高,已分别超过了200 KDMIPS及3TFLOPS,AI算力则提升到了30 TOPS之多,比如高通的第四代骁龙汽车数字座舱平台8295。而早期的座舱芯片,CPU算力多在20~50KDMIPS之间,GPU算力普遍低于500GFLOPS,并且几乎不具备AI算力。

不难预见,接下来随着智能座舱功能进一步丰富,应用场景更趋多元化,对芯片的性能要求有望进一步提升。

座舱芯片格局生变,国产突围正当时

早期智能座舱芯片市场主要是由外资巨头占据主导地位,传统车规级芯片厂商如瑞萨电子恩智浦半导体NXP)、德州仪器(TI)等都是这个领域的重要玩家。

比如瑞萨电子,早在2015年就推出了面向座舱应用的R-Car H3/M3芯片,并先后在丰田、本田、长城、吉利等品牌多款车型上实现大规模批量出货。

而NXP的座舱产品主要是i.MX6和i.MX8两个系列,核心客户包括福特、长安、上汽等。另外,TI的Jacinto6 也在智能座舱域控市场占据了一部分份额。

近年来,智能电动汽车的快速发展,让汽车与其他消费电子终端融合成为可能,紧跟这一趋势,以三星、高通、英特尔、AMD、英伟达等为代表的消费电子芯片厂商,也纷纷开始跨界布局座舱芯片。

特别值得一提的是高通,迄今已先后推出了四代智能座舱芯片,分别是第一代平台28nm制程的骁龙602A、第二代平台14nm制程的骁龙820A、第三代平台7nm制程的骁龙SA8155P、第四代平台5nm制程的骁龙SA8295P。其中第三代8155芯片,在过去两年几乎成为了国内中高端智能电动汽车市场标配,目前正在重点推进量产的是8295,此前已在极越01和极氪001 FR两款车型上率先搭载。

据相关分析数据显示,2022年,恩智浦、瑞萨、高通、TI、英特尔在国内乘用车智能座舱芯片市场份额分别为 24.3%、21.6%、18.8%、14.5%、9.3%,其中高通的增长尤为迅猛。

外资巨头大力布局座舱芯片的同时,一批本土厂商借助国内智能电动汽车的爆发契机,也纷纷开始涌向市场,主要玩家包括华为、芯擎科技、芯驰科技、杰发科技、全志科技、瑞芯微、紫光展锐等。

其中华为的智能座舱芯片主要是麒麟系列,包括710A、980A、 990A三款产品。目前应用较广泛的麒麟990A,已先后搭载于问界M5、阿维塔11、北汽魔方、北汽极狐阿尔法 S等多款车型,另外比亚迪部分车型也使用了这款芯片。

成立于2018年的芯擎科技,作为本土新初创的代表,在2022年底成功量产首款智能座舱芯片“龍鷹一号”。该款芯片采用了7nm先进制程,具备高达100K DMIPS的CPU算力、900GFLOPS的GPU算力,以及8 TOPS NPU算力。值得一提的是,“龍鷹一号”也是中国首款7nm车规级智能座舱芯片,目前已在领克08上大规模交付上路,更多量产车型接下来将陆续上市。

芯驰科技也是2018年成立,2020年正式推出“舱之芯”智能座舱芯片X9,采用16nm工艺,可支持“一芯十屏”,覆盖众多座舱主流应用。今年4月,芯驰科技发布升级版的智能座舱芯片X9SP,相比前一代产品CPU性能提升2倍、GPU性能提升1.6倍,并集成了全新的NPU,AI处理能力达到8TOPS。目前,上汽、奇瑞、长安、广汽、北汽、东风日产等车企旗下搭载X9系列芯片的车型均已量产上车。

而杰发科技的第一代入门级智能座舱AC8015,据官方公布目前出货量已超百万颗,覆盖的量产车型多达几十款。在此基础上,杰发科技正在推进量产的是下一代高性能智能座舱域控芯片AC8025,该款芯片已于今年6月成功点亮,此前计划于年底正式量产。

可以发现,尽管在智能座舱芯片市场,外资巨头仍占据绝大部分的份额。但是,本土产商凭借在核心技术方面不断取得新突破,更开放的合作模式,以及就近服务、随时随地响应客户需求的优势,已经开始在智能座舱芯片市场占据一席之地。

下一个赛点,跨域融合

如果说智能座舱芯片上半场,竞争的是域内功能集成,那么下半场跨域融合将是不容回避的话题。

当前,伴随着整车功能越来越复杂,正不断突破传统电子电气架构极限。一方面,基于传统分布式架构的功能拓展,由于要不断增加ECU数量,无论对于成本控制还是设计装配都会带来巨大挑战;另一方面,分布式架构的可拓展性终归是有限的,随着整车功能复杂度大幅提升,必然将超出承受极限。更何况分布式架构还天然存在着车内信息孤岛、算力浪费、软硬件耦合深等弊端,变革势在必行。

过去一段时间,主流车企及Tier1都在积极推进整车电子电气架构架构变革,往域集中式甚至更高阶的中央计算+区域控制架构发展。

图片来源:盖世汽车

比如小鹏汽车的X-EEA3.0电子电气架构,就采用了中央超算+区域控制的高度集成化架构,目前已搭载于小鹏G9;蔚来的域集中式架构,已在蔚来ET7、ET5、ES7等车型上搭载,下一代中央集中式架构也正在研发当中;而理想汽车,从LEEA1.0到LEEA2.0再到LEEA3.0,同样是沿着“分布式—域集成—中央计算平台+区域控制”的路线进行架构变革。

在此背景下,智能座舱芯片竞赛也开始从单纯的性能竞争、域内功能集成竞争,进入到了跨域融合的新竞争阶段。目前,主流芯片厂商都在争相研发面向下一代中央计算架构的高性能SOC。

2022年9月,英伟达发布新一代AI芯片Drive Thor,这款芯片就主要瞄准的是中央计算架构,算力高达2000TOPS,是Orin的8倍。根据此前规划,Thor计划于2025年开始投入生产,极氪将会是首批客户。另外,联想也表示将基于Thor芯片打造新的自动驾驶域控制器,计划于2025年开始生产。

今年初,高通宣布推出Snapdragon Ride™ Flex SoC,作为一款全新的系统级芯片,Snapdragon Ride Flex 通过单颗SoC也可同时支持数字座舱、ADAS和AD等功能,这款芯片预计2024年开始量产。

而在本土阵营,则以黑芝麻智能反应较为迅速,在今年4月率先发布了其跨域计算芯片平台“武当”系列,以及该系列的首款芯片C1200。通过集成CPU、GPU、NPU、DSPISP等多种不同类型的算力,C1200通过单颗芯片可以覆盖智能驾驶、智能座舱等多个核心功能域的研发需求。近日,这款芯片已正式完成流片后的完整测试,可以为客户送样。

事实上,不仅仅是座舱芯片,伴随着智能座舱的快速发展,功能越来越多样化,相关产业链细分市场如车载显示、人机交互、车载声学等都将迎来全新变革期。特别是在中国市场,消费升级推动智能座舱加速应用,市场规模预计将持续保持高速增长,这一切都预示着座舱领域的竞争将更加激烈,但同时也充满广阔的发展前景。

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