技術(shù)
導(dǎo)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(jìng)逐的下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)。
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(jìng)逐的下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)。最近兩年每一款上市的智能電動(dòng)汽車車型,無(wú)一不不把各自在智能座艙、自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)、人機(jī)交互、車機(jī)流暢度等方面的性能作為重要賣點(diǎn)。近期熱度很高的理想L9新車發(fā)布會(huì)上,更是用三分之一的時(shí)間來(lái)著重介紹其“智能空間”。
上述這一些列產(chǎn)品體驗(yàn)的優(yōu)劣很大程度上取決于一顆小小的芯片。于此同時(shí),汽車座艙內(nèi)的應(yīng)用正和手機(jī)越來(lái)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(fèi)電子芯片廠商的入局,以及國(guó)內(nèi)汽車芯片廠商的崛起,這一顆車載芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局也在悄然發(fā)生變化。
座艙內(nèi)的算力競(jìng)賽
在當(dāng)前“軟件定義汽車”的浪潮下,海量的數(shù)據(jù)處理正在如今的汽車智能座艙內(nèi)發(fā)生——多顯示器接入、音頻處理、圖像處理(GPU)、車載藍(lán)牙/WiFi連接,以及近年來(lái)越來(lái)越多的多攝像頭接入、AI處理(比如,語(yǔ)音、視覺(jué)交互等),這諸多功能的背后驅(qū)動(dòng)力,就在于這顆座艙SoC。這意味著,它不僅僅需要更強(qiáng)大的計(jì)算能力、集成能力,還需要更強(qiáng)大的人工智能處理能力。
從終端車企最直觀的需求來(lái)看,比如,小鵬汽車對(duì)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(jiǎn)單;在座艙空間體驗(yàn)上做加法,讓體驗(yàn)更愉悅。
隨著更多更豐富的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)內(nèi)容及服務(wù)的接入,響應(yīng)速度、啟動(dòng)時(shí)間、連接速度等開(kāi)始成為座艙系統(tǒng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的用戶體驗(yàn)指標(biāo),對(duì)于對(duì)性能和計(jì)算能力的要求也隨之越來(lái)越高。
“汽車座艙芯片為什么對(duì)算力要求越來(lái)越高,原因很簡(jiǎn)單,就是想要把手機(jī)里面的性能搬到車上去,使車載應(yīng)用的各項(xiàng)性能達(dá)到手機(jī)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(duì)集微網(wǎng)指出,汽車智能化發(fā)展使汽車本身越來(lái)越具備智能手機(jī)的功能,支持高算力的軟、硬件和零部件需求將爆發(fā)式增長(zhǎng),其中主控高算力處理器會(huì)成為智能汽車上的標(biāo)配,并將成為汽車上單體價(jià)值最大的細(xì)分賽道。
智能座艙的集成主要呈現(xiàn)“一芯多系統(tǒng)”的特點(diǎn),即將液晶儀表、HUD、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、DMS&OMS、語(yǔ)音識(shí)別以及ADAS功能融合在一起,為用戶帶來(lái)更直觀、更個(gè)性化的駕乘體驗(yàn)。
但在技術(shù)層面,智能芯片座艙與消費(fèi)級(jí)芯片的要求相似,其特殊性主要體現(xiàn)在使用壽命、適應(yīng)車載溫度和濕度環(huán)境等安全層面的要求,出錯(cuò)率及驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)要求更為嚴(yán)苛。羅蘭貝格預(yù)計(jì),未來(lái)5年內(nèi),高端手機(jī)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(fèi)電子芯片廠商切入智能座艙領(lǐng)域具備一定的先天優(yōu)勢(shì)。例如,高通上一代座艙芯片驍龍820A脫胎自消費(fèi)級(jí)芯片驍龍820,最新一代SA8155P基于驍龍855設(shè)計(jì)。再加上消費(fèi)芯片廠商在手機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域已形成規(guī)模優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)低成本開(kāi)發(fā)。因此消費(fèi)級(jí)芯片在滿足車規(guī)級(jí)要求后移植入座艙領(lǐng)域具有天然優(yōu)勢(shì)。
座艙的智能化革命打開(kāi)了車載芯片的巨大潛在空間,在消費(fèi)電子步入下行周期的同時(shí),汽車芯片有望成為繼智能手機(jī)之后,下一個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)最大的細(xì)分市場(chǎng)。這將開(kāi)啟消費(fèi)電子和汽車兩大工業(yè)的大融合。眼下造車的入局造手機(jī),造手機(jī)的則紛紛下場(chǎng)造車,這種雙向流動(dòng)也反應(yīng)了這一態(tài)勢(shì)。
對(duì)此,億咖通科技董事長(zhǎng)兼CEO、芯擎科技董事長(zhǎng)、魅族科技董事長(zhǎng)沈子瑜道出背后的產(chǎn)業(yè)技術(shù)邏輯:“一切智能化終端的背后,運(yùn)算一定是關(guān)鍵。這需要要把軟件做好,同時(shí)更需要硬件的配合——就是那顆芯片。目前做終端做得非常優(yōu)秀的,比如蘋果、華為等廠商都是非常深度地定義這顆關(guān)鍵的主控SOC芯片,這也是智能化應(yīng)用的底層邏輯,即‘人機(jī)交互+OS+芯片’。”
座艙芯片市場(chǎng)格局生變
在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,汽車座艙芯片市場(chǎng)由幾家傳統(tǒng)汽車電子廠商主導(dǎo)。2015年前,車載系統(tǒng)的運(yùn)算和控制主要由MCU和低算力的SoC為主,主要供應(yīng)商有瑞薩、恩智浦、德州儀器。這三家在智能座艙發(fā)展的初期階段也曾一度占據(jù)大量份額。此后,英特爾收購(gòu)Mobileye后增強(qiáng)了智能駕駛的實(shí)力,而高通則更是是一擊勃發(fā),它在第二代座艙產(chǎn)品之后市占穩(wěn)步上升,成為現(xiàn)階段出貨量最多的廠商,用幾年的時(shí)間在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中做到了第一。
智能座艙體現(xiàn)在ADAS和車載娛樂(lè)系統(tǒng)的升級(jí),智能化、數(shù)字化造車的要求前提下,車廠需要擴(kuò)容并合并單個(gè)ECU。因此,包含CPU、GPU、ISP、DSP的SoC主控成為主流選擇。
從當(dāng)前供給結(jié)構(gòu)來(lái)看,目前上述傳統(tǒng)廠商座艙芯片主要覆蓋中端及低端市場(chǎng)。而高通、英偉達(dá)、三星、英特爾、聯(lián)發(fā)科等消費(fèi)電子芯片廠商憑借性能及迭代優(yōu)勢(shì)在中高端芯片市場(chǎng)快速發(fā)展。近幾年隨著對(duì)算力要求的不斷提高,這些消費(fèi)電子芯片廠商在汽車中高端座艙SoC芯片芯片的市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)。
大致梳理一下過(guò)去一兩年里上市的智能汽車就會(huì)發(fā)現(xiàn),近年來(lái)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(lái)自于一家手機(jī)芯片大廠——高通。據(jù)億歐EqualOcean統(tǒng)計(jì),包括奔馳、奧迪、本田、吉利、長(zhǎng)城、比亞迪、小鵬、理想等在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外主流車企中的約30款車型均已宣布搭載驍龍汽車數(shù)字座艙平臺(tái)。
高通2019年1月發(fā)布的驍龍SA8155P芯片(下稱“8155),不僅是當(dāng)時(shí)全球首個(gè)7nm及以下制程的汽車芯片,也是目前高通應(yīng)用最為廣泛的汽車芯片。自2021年年初長(zhǎng)城摩卡于首發(fā)搭載8155以來(lái),該芯片在一年半的時(shí)間里幾乎橫掃了除比亞迪之外的智能汽車車型,包括蔚來(lái)ET7、2022款蔚來(lái)ES8、2022款蔚來(lái)ES6、2022款EC6、小鵬P5、理想L9、威馬W6、長(zhǎng)城WEY拿鐵、廣汽AionLX、吉利星越L、智己L7等國(guó)產(chǎn)熱門車型。截止目前,高通已發(fā)布四代智能座艙芯片,分別為第一代平臺(tái)28nm制程的驍龍620A、第二代平臺(tái)14nm制程的驍龍820A、第三代平臺(tái)7nm制程的驍龍SA8155P、第四代平臺(tái)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(chǎng)。據(jù)了解,目前三星的智能座艙SoC主要有Exynos 8890及ExynosAuto V9,相關(guān)機(jī)構(gòu)表示ExynosAuto V9整體性能與高通的8155可以打平手。
此外,中國(guó)的廠商也在不斷深入智能座艙領(lǐng)域。比如華為的智能座艙芯片麒麟系列,包括其2020年發(fā)布的710A 和去年4月發(fā)布的麒麟 990A。990A目前已經(jīng)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(jìng)爭(zhēng)格局已經(jīng)隨著消費(fèi)電子芯片廠商的爭(zhēng)相入局而發(fā)生改變。于此同時(shí),還有受到資本青睞、正在崛起中的本土汽車芯片初創(chuàng)企業(yè)也將是一大變量。過(guò)去兩年,本土廠商芯擎、芯馳、四維圖新(杰發(fā))、瑞芯微等相繼推出了面向中高端市場(chǎng)的智能座艙芯片。其中芯擎的7nm座艙芯片芯片“龍鷹一號(hào)”則劍指8155,也是首款國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)7nm智能座艙芯片。目前該芯片在量產(chǎn)車型的測(cè)試和驗(yàn)證的各項(xiàng)工作已陸續(xù)完成,并預(yù)計(jì)今年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
中國(guó)市場(chǎng)的突圍賽
高工智能汽車研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2021年度中國(guó)市場(chǎng)交付乘用車搭載信息娛樂(lè)的占比已經(jīng)超過(guò)80%,其中,NXP、TI、全志、杰發(fā)等傳統(tǒng)低算力芯片占比超過(guò)50%。這意味著,高性能座艙SoC替代市場(chǎng)巨大。可以預(yù)見(jiàn),伴隨著整車電子電氣架構(gòu)加速由分布式向集中式演進(jìn),接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi),傳統(tǒng)低算力芯片將加速被高性能座艙SoC替代。
產(chǎn)業(yè)人士指出,短期來(lái)看,座艙內(nèi)將由多SoC芯片組成,分別負(fù)責(zé)不同模塊的運(yùn)算任務(wù)。而長(zhǎng)期來(lái)看,智能座艙作為人車交互的直接觸點(diǎn),功能將進(jìn)一步進(jìn)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(duì)芯片的算力提出更高要求,促進(jìn)運(yùn)算類芯片從簡(jiǎn)單的MCU 向更高算力的SoC 演變。
同時(shí),從全球范圍來(lái)看,座艙智能化的滲透速度上,目前中國(guó)市場(chǎng)快于全球。IHS的數(shù)據(jù)顯示,2020年中國(guó)市場(chǎng)智能座艙滲透率為48.8%,到2025 年滲透率有望達(dá)到75%以上(屆時(shí)全球滲透率為59.4%),呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。瑞銀也預(yù)計(jì),在政策支持、市場(chǎng)逐步成熟和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下,汽車座艙將加速智能化進(jìn)程,到2025年國(guó)內(nèi)座艙電子市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到近1500億元,2020至2025年市場(chǎng)規(guī)模CAGR可達(dá)15%。瑞銀指出,自動(dòng)駕駛向更高級(jí)別發(fā)展的過(guò)程中,可帶來(lái)單車增量硬件/軟件價(jià)值量的顯著提升,技術(shù)成熟后L4/L5級(jí)別的單車硬件/軟件價(jià)值量或?yàn)長(zhǎng)1/L2級(jí)別的8倍/4倍。
那么國(guó)產(chǎn)廠商的機(jī)會(huì)幾何?
中金公司梳理國(guó)內(nèi)廠商在智能座艙芯片的發(fā)展指出,從時(shí)間上看,國(guó)內(nèi)座艙芯片市場(chǎng)發(fā)展處于初期階段。以地平線2020年發(fā)布征程2為起點(diǎn)來(lái)算,至今僅兩年有余,與海外市場(chǎng)至少存在5年左右差距(接近一輪車載智能芯片開(kāi)發(fā)周期);從入局廠商看,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)聚集了汽車AI企業(yè)、消費(fèi)芯片廠商、初創(chuàng)汽車芯片廠商,大多成立時(shí)間不長(zhǎng)、營(yíng)收規(guī)模較小。其中,汽車AI企業(yè)如地平線、黑芝麻智能等,它們產(chǎn)品可同時(shí)用于駕駛和座艙領(lǐng)域;消費(fèi)芯片廠商如華為、全志科技等,在手機(jī)、電腦、智能家居、通信等領(lǐng)域廣泛布局。另外還有芯馳科技、芯擎科技等一批車規(guī)芯片初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)。
整體而言,現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)座艙芯片的競(jìng)爭(zhēng)格局尚未定型。國(guó)產(chǎn)廠商中,僅有幾款芯片有落地場(chǎng)景,
如華為麒麟990A搭載于北汽極狐αS;地平線征程2已經(jīng)在長(zhǎng)安UNI-K中落地;芯擎科技綁定吉利汽車,尚未出現(xiàn)市占率特別高的國(guó)產(chǎn)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(guó)內(nèi)座艙芯片主要供應(yīng)商
資料來(lái)源:各公司官網(wǎng),中金公司研究部
不過(guò)在經(jīng)歷了過(guò)去兩年的汽車芯片供應(yīng)緊缺的困境,有望倒逼自主品牌車廠在核心芯片環(huán)節(jié)發(fā)展多供應(yīng)商策略,積極推進(jìn)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商的測(cè)試與定點(diǎn)。這是國(guó)內(nèi)廠商難得的“上車”機(jī)會(huì)。
但是向更高算力、更先進(jìn)工藝的高性能智能座艙SOC邁進(jìn)基本已經(jīng)是確定的方向。集微咨詢總經(jīng)理韓曉敏對(duì)此指出,隨著汽車智能化深入,對(duì)芯片的算力和性能需求越來(lái)越高是必然的,“上一代14nm工藝的座艙芯片現(xiàn)在從直觀上來(lái)看,已經(jīng)難以支持了。就像智能手機(jī)堆跑分、堆參數(shù)一樣,算力是一定要提上去的。”他指出,此外,芯片廠商產(chǎn)品的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和車廠需求的配合程度是接下去競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。