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文檔簡介
整車EE架構升級加速-中國智能汽車車載芯片發(fā)展研究報告前言汽車智能化浪潮下,智能駕駛、智能座艙、智能車控功能成為車企“必爭之地”,各功能的車輛滲透率逐年上升。智能駕駛L2/L2+級別功能目前已經在乘用車型中實現量產應用,其中并線輔助、車道偏離預警、主動剎車、巡航系統、車道保持等功能在新勢力品牌車型中實現大規(guī)模上車。智能座艙在經歷了座艙數字化、交互擬人化發(fā)展后,目前已經來到人機共駕階段,在實現多模態(tài)交互的同時,以應用場景為核心打造服務生態(tài)。其中,中控屏與語音識別控制系統的滲透率高達70%-100%,行車記錄儀、全液晶儀表盤、DMS、HUD等功能也在逐步上車中。隨著整車E/E架構的集中式發(fā)展以及智能駕駛功能的不斷升級,智能車控在整車功能當中扮演越來越重要的角色,如車身控制、智駕控制、電池管理、汽車網關以及智能性和實時性的安全系統及動力系統。汽車產業(yè)智能化發(fā)展使主機廠對于芯片需求的大幅增加,同時使得主機廠、Tier1、芯片廠商三者合作關系在智能汽車供應鏈新格局之下發(fā)生改變。主機廠負責整車架構與定義,并直接參與到如計算芯片、基礎軟件、功能應用等部件的選擇與采購工作。芯片供應商與主機廠會建立更加緊密的協作協作關系,并在產業(yè)生態(tài)中地位提升,議價能力增強?!墩嘐E架構升級加速-中國智能汽車車載芯片發(fā)展研究報告》聚焦于中國智能汽車車載芯片,并圍繞車載芯片的產品屬性、發(fā)展現狀、競爭格局展開一系列研究與討論,調研當前的市場、技術發(fā)展現狀與痛點,并對當前主流企業(yè)的產品與應用進行多維度研究與解讀,使行業(yè)內外人士可以更直觀的了解當下中國車載芯片的技術應用進程與市場動態(tài)。目錄C
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S中國智能汽車及車載芯片發(fā)展綜述中國汽車(乘用車)市場發(fā)展變化中國汽車(乘用車)智能化水平用戶消費習慣變化汽車供應鏈變化:“從供應到共贏”中國車載芯片綜述0103中國智能汽車車載芯片生態(tài)的構建與發(fā)展研究3.1
汽車電子架構的生態(tài)體系圖譜02中國智能汽車車載芯片市場發(fā)展現狀分析和洞察整車E/E架構持續(xù)演進路線中央計算成為E/E架構發(fā)展終局智艙芯片市場發(fā)展現狀智駕芯片市場發(fā)展現狀智駕、智艙芯片融合演進發(fā)展現狀智能控制芯片發(fā)展現狀04中國智能汽車車載芯片發(fā)展未來展望中國智能汽車車載芯片商業(yè)化落地的挑戰(zhàn)與進展中國智能汽車車載芯片行業(yè)未來市場空間和格局展望目錄C
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S中國智能汽車及車載芯片發(fā)展綜述中國汽車(乘用車)市場發(fā)展變化中國汽車(乘用車)智能化水平用戶消費習慣變化汽車供應鏈變化:“從供應到共贏”中國車載芯片綜述0103中國智能汽車車載芯片生態(tài)的構建與發(fā)展研究3.1
汽車電子架構的生態(tài)體系圖譜02中國智能汽車車載芯片市場發(fā)展現狀分析和洞察整車E/E架構持續(xù)演進路線中央計算成為E/E架構發(fā)展終局智艙芯片市場發(fā)展現狀智駕芯片市場發(fā)展現狀智駕、智艙芯片融合演進發(fā)展現狀智能控制芯片發(fā)展現狀04中國智能汽車車載芯片發(fā)展未來展望中國智能汽車車載芯片商業(yè)化落地的挑戰(zhàn)與進展中國智能汽車車載芯片行業(yè)未來市場空間和格局展望1.1
中國乘用車周期性發(fā)展,自主品牌實現反超,中低價位車型仍為消費主流資料來源:億歐數據、億歐智庫10萬元以下10-15萬元
15-25萬元
25-35萬元
35-50萬元
50萬元以上2020 2021 2022備注:由于部分車型的價位區(qū)間跨度較大,因此數據統計時存在重復計算情況,數據僅供參考100%其他歐系11.9%88.1%傳統品牌2023年H1自主品牌中傳統品牌與新勢力品牌占比
新勢力品牌
50.0%2017年之前,在政策刺激與市場需求拉動下,中國的乘用車市場呈現穩(wěn)步快速增長態(tài)勢。2018年開始,整體市場開始呈現周期性波動,經歷了3年下行調整后,2021年乘用車在穩(wěn)增長、促消費等政策拉動下開始回暖。市場回暖,同時在汽車電動化、智能化的轉型下,自主品牌的市場份額實現上升。2022年9月起,自主品牌乘用車的銷量開始持續(xù)保持50%以上的份額,認可度不斷上升。自主品牌中,傳統品牌得益于成熟的產業(yè)鏈與品牌力,仍是中國汽車市場的中流砥柱。從價格區(qū)間來看,10-25萬元的車型銷量占比最大,中低價位品牌車型仍是消費市場中的主流。億歐智庫:2015-2022年中國乘用車市場銷量銷量變化統計(萬輛)21112429247423672143201521472355201820192020 2021 2022億歐智庫:2020-2022年中國乘用車市場不同價位結構分析2015 2016 2017億歐智庫:2022年9月-2023年6月中國乘用車市場國別銷量結構變化250020001500100050023- 23-05 06自主23- 23- 23-03 04日系 德系02美系22- 22- 23-11 12 01法系 韓系22-1022-091.2
智能駕駛、智能座艙、智能車控部分功能實現規(guī)?;瘽B透,智能化持續(xù)升級資料來源:專家訪談、億歐智庫部分功能滲透率傳統品牌合資品牌新勢力四周環(huán)視系統45.7%19.6%33.7%并線輔助18.6%18.4%83.9%車道偏離預警系統31.0%41.2%86.5%主動剎車系統31.4%53.9%85.8%巡航系統32.1%40.1%78.9%自動泊車入位8.6%14.7%25.9%車道保持輔助系統26.8%36.1%78.5%道路交通標識識別26.4%12.2%28.5%部分功能滲透率傳統品牌合資品牌新勢力中控屏92.8%88.0%98.5%全液晶儀表盤38.7%27.3%41.2%內置行車記錄儀7.2%10.2%79.7%HUD抬頭數字顯示1.6%8.7%5.0%流媒體后視鏡0.5%4.2%0.1%后排液晶屏幕0.2%0.1%0.1%疲勞駕駛提示23.4%29.5%18.6%語音識別控制系統72.3%75.0%95.7%部分功能&模塊滲透率滲透率前裝BCM集成式域控制器6.3%OTA升級54.2%第二階段:交互擬人化人機交互擬人化、情感化、多語種覆蓋,連續(xù)對話等運用了現代的信息通訊控制技術,通過雷達、攝像頭、高精度地圖等先進傳感器體系感知車輛周圍環(huán)境,基于高階智能算法、車載中央計算平臺等做出路徑規(guī)劃、行為決策,應用于車輛啟停、車身控制、輔助駕駛等車輛控制。國標汽車駕駛自動化分級L0 L1 L2 L3 L4 L5已實現乘用車量產第一階段:座艙數字化設備數字化、多屏聯動、車載娛樂應用第三階段:人機共駕多模態(tài)交互、車載服務生態(tài)、場景引擎第四階段:第三生活空間車機萬物互聯、無縫場景互聯汽車智能化浪潮下,智能駕駛、智能座艙、智能車控功能成為車企“必爭之地”,車輛滲透率逐年上升。智能駕駛L2/L2+級別功能目前已經在乘用車型中實現量產應用,其中并線輔助、車道偏離預警、主動剎車、巡航系統、車道保持功能在新勢力品牌車型中實現大規(guī)模上車。智能座艙在經歷了座艙數字化、交互擬人化發(fā)展后,目前已經來到人機共駕階段,實現多模態(tài)交互,并以場景為核心打造服務生態(tài)。其中,中控屏與語音識別控制系統的滲透率高達70%-100%,行車記錄儀、全液晶儀表盤、DMS、HUD等功能也在逐步上車中。隨著整車架構的集中式發(fā)展以及智能駕駛功能的不斷升級,智能車控在整車功能當中扮演越來越重要的角色,如車身控制、智駕控制、電池管理、汽車網關以及智能性和實時性的安全系統及動力系統。智能駕駛 智能座艙 智能車控伴隨整車E/E架構的集中式發(fā)展,車身域控制器(傳統BCM、PEPS以及網關等獨立ECU集成),將過去分散化的功能組合逐漸過渡到集成所有車身電子控制功能,同時主控芯片也開始進入集合算力SoC、網絡信息安全以及以太網等高速通訊模塊。智能駕駛驅動智能車控發(fā)展隨著智能駕駛等級不斷提升,車中集成越來越多的各類傳感器,包括攝像頭、雷達和激光雷達,信息娛樂和各種車身/安全/照明應用,為了保證應用和通信的安全,智能車控的需求以及性能都將大幅提高。電動化驅動智能車控發(fā)展隨著新能源汽車的發(fā)展,車載MCU還需要為車載充電機、電池管理,整車控制器和馬達主驅等應用提供支持。1.3
自主品牌影響力提升,消費者將智能化功能視為購車重要參考因素在智能化與電動化的發(fā)展趨勢下,自主品牌影響力有了明顯提升。隨著自主品牌在電動化與智能化上的發(fā)力,并持續(xù)推出創(chuàng)新車型,部分自主品牌汽車,例如比亞迪、吉利已進入此前由國際品牌主導的“高認知、高喜好度”區(qū)間,消費者對自主品牌汽車整體擁有了更高的購買意向。據億歐智庫統計,在影響購車參考因素當中,25.7%的用戶將品牌視為首要參考因素,這部分消費者多數為豪華品牌的忠實用戶;有10.3%的用戶將智能化程度視為首要參考因素,排名第四。消費者需求偏好方面,排在第一位的是智能駕駛功能,59.1%的用戶表現出濃厚興趣。盡管L3級別智能駕駛功能的量產化進程相對緩慢,但用戶對于日后智能駕駛功能的規(guī)模應用已形成認知并將其視為智能座艙功能的附加關注點。數據來源:億歐數據、億歐智庫億歐智庫:
2023年H1中國消費者智能化需求偏好億歐智庫:2023年H1中國消費者購車參考因素車型價格 26.9%車型品牌 25.7%車型能耗 13.2%智能化程度 10.3%車型安全性 9.1%動力表現 9.0%車型尺寸 5.5%外觀形象 2.9%功能種類 1.6%內飾設計 1.5%購買體驗1.0%兒童專屬功能28.2%豪華配置0.4%女性專屬功能27.0%38.2%39.0%43.1%43.5%45.4%45.8%45.8%45.9%46.7%59.1%57.9%智能駕駛功能中控大屏/連屏/多屏聯動OTA車載語音助手DMS空氣凈化及殺毒車內娛樂車聯網智能家居HUD香氛、按摩、氛圍燈OMS銷量排名品牌SEV車型數量銷量1比亞迪新能源1718685432特斯拉24397703埃安52737574合眾汽車31486615理想汽車41332466蔚來71224857小鵬汽車41207578零跑汽車41111689賽力斯汽車27808110吉利汽車新能源474687億歐智庫:2022中國智能電動汽車品牌銷量Top102022中國智能電動汽車銷量榜Top10中,僅有特斯拉一家外資品牌,而大眾2022年智能電動汽車銷量僅為72229輛,并未上榜。自主品牌當中,比亞迪、蔚來、埃安,分別推出了17款、7款、以及5款車型,產品創(chuàng)新力明顯高于外資品牌。注:問卷樣本量981,問卷調研時間2023年H11.4.1
OTA功能實現“軟件定義”,主機廠OTA頻次提升帶動車載芯片需求增加OTA(云端升級)能力帶來的持續(xù)升級使智能汽車常用常新,給消費者帶來智能愉悅的駕乘體驗。OTA功能包括FOTA與SOTA,其中FOTA為固件更新,而具有“軟件定義”屬性的SOTA功能的實現是從TBox端經網關,通過總線通訊將軟件刷寫到車內嵌入式設備ECU(目標ECU)。OTA功能的實現,對于車載芯片提出了更高的需求。目前以智能化體驗為產品特色的自主品牌已基本形成穩(wěn)定的OTA節(jié)奏,逐步構建起產品競爭力。OTA能力帶來的軟件升級、訂閱等新型服務,驅動著汽車產品的價值延伸,使商業(yè)模式向“硬件預埋+軟件持續(xù)收費”模式轉變。數據來源:億歐智庫億歐智庫:智能汽車品牌通過常態(tài)化OTA持續(xù)提升產品競爭力,創(chuàng)造潛在持續(xù)創(chuàng)收渠道以智能化體驗為產品特色的車企已基本形成穩(wěn)定的OTA節(jié)奏,
持續(xù)優(yōu)化和豐富產品體驗,構建產品競爭力護城河;較高的消費者付費意愿背景下,OTA能力也為車企帶來新的價值增長點,OTA軟件升級、訂閱等形式成為潛在持續(xù)創(chuàng)收渠道。軟件定義汽車開發(fā)模式硬件軟件SOP軟件開發(fā)周期分離A版本
B版本軟件持續(xù)迭代滿足用戶個性化和長尾需求版本1版本2版本NOTAOTAOTA售出免費付費功能1功能N新需求驅動車輛置換基礎軟件/功能付費軟件/功能?
軟件定義汽車開發(fā)模式通過軟硬件解耦,將車輛硬件與軟件開發(fā)流程與周期分離;?
車輛售出后,通過軟件持續(xù)迭代,滿足用戶個性化和長尾需求,同時車企在OTA功能下,可持續(xù)獲取市場反饋并加以改進優(yōu)化,形成軟件研發(fā)閉環(huán)。一手車使用周期(5年+N年)車輛開發(fā)周期(3年)1615822143222.72.51.30.20.60.50.3 0.3OTA次數0.3 0.3OTA頻率(次/月)2022年H1自主品牌OTA次數及頻率統計FOTA,Firmware
OTA,即固件更新?
支持FOTA的車輛,其整車操作系統打通了車輛絕大多數ECU,實現了整車操作系統對全車幾乎100%的硬件控制。SOTA,Software
OTA,即軟件更新?
SOTA類似手機上的應用程序APP的在線升級,對應到汽車上,SOTA
更新僅限于以汽車中控大屏及相關
ECU(行車電腦)為主的更新。1.4.2
智能化發(fā)展使芯片供應商話語權逐漸加重,新型合作模式產生產業(yè)智能化發(fā)展推動了汽車產品定義重塑以及主機廠軟件組織形式的轉變,使得主機廠、Tier1、芯片廠商三者合作關系在智能汽車供應鏈新格局之下發(fā)生改變。主機廠開始直接參與到如計算芯片、基礎軟件、功能應用等部件的選擇與采購工作。在新型合作關系中,主機廠負責整車架構與定義,并主導除了基礎計算平臺和基礎軟件以外的大部分應用層算法與軟件的開發(fā)與集成工作。芯片廠商與主機廠會建立更加緊密的協作關系,并在產品定義與設計環(huán)節(jié)建立更多合作溝通。芯片廠商的話語權加重,并在產業(yè)生態(tài)中地位提升,議價能力增強。數據來源:專家訪談、億歐智庫傳統的主機廠-Tier1-芯片廠商鏈狀合作模式新型的主機廠-Tier1-芯片廠商網狀合作模式主機廠傳統的軟件組織形式?
呈按域劃分的煙囪狀軟硬件結合開發(fā)與采購模式,軟件功能單一且簡單,軟件只屬于分布式ECU工程開發(fā)中的一部分,軟件成本未被單獨定價,被認為是硬件系統成本的一部分。主機廠新型的軟件組織形式?
主機廠內部的開發(fā)與采購鏈條分為軟件設計與集成、硬件設計與集成、硬件制造三部分;軟件開發(fā)與采購組織形式呈現跨域集中式,軟件功能越來越復雜;軟件預算獨立于車型項目。主機廠Tier1芯片廠商?
主機廠負責整車架構與產品定義以及來自Tier1的軟硬件耦合的零部件系統集成、應用工作,對最終整車產品負責,且不與芯片廠商直接溝通。?
Tier1根據車企需求,定制生產含傳統傳感器、黑盒子式ECU、執(zhí)行器等零部件,依靠強大的整合能力、標準化產品生產能力,具有很強話語權、定價權。?
芯片廠商在汽車供應鏈中一般處于Tier2甚至更靠后的位置,較少直接與主機廠進行合作,一般面向上游Tier1提供芯片硬件與相關開發(fā)軟件服務支持。?
主機廠負責整車架構與定義,并主導除了基礎計算平臺和基礎軟件以外的大部分應用層算法與軟件的開發(fā)與集成工作;直接參與到如計算芯片、基礎軟件、功能應用等部件的選擇與采購工作。?
主機廠通過面向服務的SOA架構,要求Tier1開放產品的底層代碼和數據算法,對車內各域進行統一部署,Tier1負責向主機廠提供基礎硬件平臺、基礎軟件以及工具鏈等開發(fā)支持服務。?
在新型合作關系中,芯片廠商與主機廠建立更加緊密的協作關系,主機廠在產品定義與設計環(huán)節(jié)就與芯片廠商產生更多合作溝通;芯片廠商的話語權加重,并在產業(yè)生態(tài)中地位提升,議價能力增強。主機廠Tier1芯片廠商1.4.3
中國車載芯片市場空間巨大,國產芯片在多因素加持下快速崛起中國車載芯片的需求市場龐大,但目前中國車載芯片市場95%依賴進口,其中計算、控制類芯片的自主率低于1%。在國家政策支持、產學研融合等方式的驅動下,本土企業(yè)不斷提升汽車芯片設計能力,加快補全芯片生產制造側的生產設備與設計工具的國產化能力,推動供應鏈自主可控。預計2025年,中國市場的汽車芯片國產化率將達到30%。相較于國際供應商,本土供應商與國產化芯片也存在天然優(yōu)勢。當下產業(yè)智能化加速發(fā)展的過程中,芯片生態(tài)系統的構建尤為重要,本土供應商貼近中國市場且具備良好的配套能力。本土供應商的供應鏈穩(wěn)定性更強,且產品更具性價比,在產業(yè)智能化發(fā)展過程中,迎來快速崛起。從車規(guī)級SoC芯片專利公開的趨勢來看,2022年中國已超過美國成為全球車規(guī)級SoC芯片專利公開最多的國家。數據來源:專家訪談、億歐智庫傳統汽車芯片供應鏈國產化程度不足:中國汽車芯片市場需求大但由于缺少自主可控的芯片產業(yè)鏈,當前中國汽車芯片市場被國際芯片廠商占據,造成中國主機廠在全球汽車芯片產能分配中缺少話語權。國家大力推動國產芯片發(fā)展通過政策支持、產學研融合等方式,提升汽車芯片設計能力,加快補全芯片生產制造側的生產設備與設計工具的國產化能力,推動供應鏈自主可控。本土供應商優(yōu)勢逐漸顯現,國產化芯片正快速崛起1
行業(yè)標準利好,產品性價比高隨著智能汽車處理數據增多,信息安全成為關鍵,國密認證成為車規(guī)級芯片重要認證標準,其為本土芯片企業(yè)帶來天然優(yōu)勢。車企品牌對于降本增效的訴求提升,將選擇性價比更高且技術相對成熟的國產芯片以降低硬件成本。2
貼近中國市場,協同開發(fā)生態(tài)系統隨著國產汽車企業(yè)的崛起以及智能化演變,軟硬件解耦,原有產業(yè)格局有望被打破。本土芯片企業(yè)具有良好的配套能力,可與國內車企、Tier1共同開發(fā)生態(tài)系統,打造生態(tài)優(yōu)勢。3
車企加強供應鏈管理,本土企業(yè)持續(xù)獲得國內外訂單未來車企將重視對硬件系統和供應鏈的定義能力,對核心芯片采取水平化管理策略,加強把控,最終會加速芯片供應鏈格局的演變。本土車企及Tier1正率先擁抱國產芯片,國際車企逐漸開始嘗試中國芯片,本土芯片供應商訂單量持續(xù)增長。0100020002018202120222019美國中國2020歐洲韓國日本億歐智庫:全球部分國家車規(guī)級SoC芯片專利公開趨勢(件)產品類型單車價值(美元)自主率傳統車新能源車計算、控制類型芯片7780<1%傳感器類芯片44494%功率半導體874598%通信芯片1035<3%存儲器芯片8108%其他126153<5%整體自主率不足5%億歐智庫:2022年中國車載芯片單車價值以及自主率統計20222025E自主率<5%自主率達到30%中國車載芯片自主率發(fā)展預測1.5
功能芯片為汽車智能化基礎,智能座艙與智能駕駛芯片成當前行業(yè)布局風口隨著智能汽車的發(fā)展,汽車對于芯片的數量以及單顆芯片的算力與性能都提出了新的需求。按汽車功能區(qū)域劃分,車載芯片可劃分為智能駕駛芯片、智能座艙芯片、智能車控芯片(網關+MCU控制類芯片)與動力安全芯片。各功能芯片之間相互配合,為用戶提供安全、穩(wěn)定的駕乘優(yōu)質體驗。行業(yè)中,智能座艙與智能駕駛芯片成為企業(yè)爭相布局的風口。智能座艙和智能駕駛芯片海外市場有高通、
Mobileye、英偉達等主要玩家,但行業(yè)寡頭格局尚未形成,行業(yè)市場格局有待重塑。隨著國產智能汽車芯片的長期布局與研發(fā),地平線、芯馳科技等國內芯片制造商開始嶄露頭角,“中國勢力”成為智能車芯比拼賽中的新亮點。數據來源:億歐智庫智駕計算平臺智艙計算平臺網關芯片車控芯片車控芯片車控芯片車控芯片動力芯片智能座艙芯片智能座艙芯片的算力決定座艙域控制器的數據承載能力、數據處理速度以及圖像渲染能力,進而決定座艙內屏顯數量、運行流暢度以及畫面豐富度,塑造了整個座艙空間內的智能體驗。隨著整車智能化程度加深,汽車座艙對主控芯片算力要求提升。同時在E/E架構集中化趨勢下,
“一芯多屏”已成為主流發(fā)展趨勢。智能駕駛芯片L2級別及以下智能駕駛系統所需處理的數據量小且算法模型簡單,小算力芯片與算法的強耦合即可滿足需求。對于L3級別及以上的智能駕駛系統而言,傳感器數量增加帶來大量數據處理需求,算法模型的復雜程度亦大幅提升。軟硬件解耦的智能駕駛芯片是實現算法持續(xù)迭代升級的基礎。車控MCU作為汽車必不可少的核心器件,其將內存、運算器、計時器、接口等整合在單一芯片上,實現存儲、計算和控制的完整功能,面向不同的應用場景采用不同的配置。目前本土供應商在車規(guī)級MCU的市場份額占比小,但其可發(fā)展空間較大,在政策與宏觀市場影響下,國產車規(guī)級MCU將迎來發(fā)展。汽車網關通過MCU+SoC的計算平臺,承擔復雜功能和車內大數據的中樞,可跨功能域幫助車輛在不同類網絡之間,實現安全可靠的相互傳輸與處理。智能車控芯片(網關+MCU控制類芯片)動力安全芯片?
主要以IGTB、MOSFET、模擬芯片等,
負責整車安全啟動、安全算法、安全存儲等功能。目錄C
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S中國智能汽車及車載芯片發(fā)展綜述中國汽車(乘用車)市場發(fā)展變化中國汽車(乘用車)智能化水平用戶消費習慣變化汽車供應鏈變化:“從供應到共贏”中國車載芯片綜述0103中國智能汽車車載芯片生態(tài)的構建與發(fā)展研究3.1
汽車電子架構的生態(tài)體系圖譜02中國智能汽車車載芯片市場發(fā)展現狀分析和洞察整車E/E架構持續(xù)演進路線中央計算成為E/E架構發(fā)展終局智艙芯片市場發(fā)展現狀智駕芯片市場發(fā)展現狀智駕、智艙芯片融合演進發(fā)展現狀智能控制芯片發(fā)展現狀04中國智能汽車車載芯片發(fā)展未來展望中國智能汽車車載芯片商業(yè)化落地的挑戰(zhàn)與進展中國智能汽車車載芯片行業(yè)未來市場空間和格局展望2.1
整車E/E架構持續(xù)演進,車載智能計算平臺由“分布”走向“集中”數據來源:億歐智庫、博世GWGW超級電腦超級電腦模塊化功能集成域集中域融合中央計算車載云計算各功能都有一個對應的模塊ECU整合,集成軟硬件域控制器產生,基礎控制其標準化域控制器整合域控制器整合為超級電腦泊車功能與行車功能融合,出現行泊一體技術方案即智能駕駛域控方案。智能駕駛域的功能和座艙域的功能進行跨域融合,形成一個更高性能的艙駕融合HPC。遵循整車E/E架構發(fā)展路徑,車載智能計算平臺的發(fā)展歷程可分為三大階段,分別為分布式E/E架構平臺(包括模塊化架構與功能集成架構)、域集中式E/E架構平臺(包括域集中架構與域融合架構)以及最終的中央集中式E/E架構平臺。整車E/E架構的演進為軟硬件解耦提供了有力支撐,高度中心化的E/E架構帶來計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化、功能定制化。2022年,行泊一體功能的火爆使域控制器的重要性得到驗證,隨著E/E架構升級至域融合架構階段(本質上仍屬于域集中式E/E架構),各域功能之間會實現跨域融合,高性能計算平臺(HPC)的量產進程也得到了加速。億歐智庫:整車E/E架構升級,車載智能計算平臺不斷演進時間域集中式E/E架構中央集中式E/E架構分布式E/E架構2.2
整車E/E架構進入域集中階段后持續(xù)融合,智艙、智駕、智控最終走向中央計算隨著汽車各功能域的深度融合,在功能域基礎進一步降低成本和增強協同,出現了跨域融合,即將多個域融合到一起,由跨域控制單元進行控制。比如將動力域、底盤域、車身域合并為整車控制域,從而將五個功能域(智能駕駛域、動力域、底盤域、智能座艙域、車身域)過渡到三個功能域(智能駕駛域、智能座艙域、整車控制域)。進一步,三大功能域逐步升級為更加通用的計算平臺,從功能域跨入位置域。區(qū)域控制器平臺(Zonal
Control
Unit)是整車計算系統中某個局部的感知、數據處理、控制與執(zhí)行單元。位置域實現就近布置線束,降低成本,減少通信接口,更易于實現線束的自動化組裝從而提高效率。2023年4月上海車展,芯馳發(fā)布第二代中央計算架構SCCA2.0,成為全球最早發(fā)布完整中央計算架構方案的芯片公司之一。數據來源:專家訪談、億歐智庫GWGW架構特點優(yōu)缺點超級電腦在物理上簡化線束設計復雜度,降低成本SOA的軟件架構,支持軟件功能的迭代與擴展域集中跨域中央計算?
中央計算平臺為最高決策層,區(qū)域控制器根據車的物理位置劃分,充當網關角色,分配數據和電力?
在功能域基礎上,進一步降低成本和增強協同,跨域融合即將多個域融合到一起,由跨域控制單元進行控制。?
基于汽車電子部件功能劃分5個域,分別為動力域、底盤域、座艙域、駕駛域以及車身控制域通信網絡:CAN疊加以太網將分散的ECU集中到域控制器中。更容易實現OTA升級更高的運算能力,支持可靈活高速的通信網絡安全計劃要求更高模塊化(分布式) 功能集成分布式,獨立功能ECU基于CAN與LIN總線通信,BCM集成網關?
專用傳感器,專用ECU及算法,算力不能協同并相互冗余?
分布式架構需要大量內部通信,導致線束成本大幅提升智能座艙
整車控制
智能駕駛T-BOX分布式網關?
目前主流方案為將動力域、底盤域、車身域合并為整車控制域,從而將五個功能域過渡到三個功能域。整車E/E架構的演進為軟硬件解耦提供了有力支撐,同時也使計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化、功能定制化。算力趨向于集中;底層軟件和代碼開始打通,以OS為核心的軟件生態(tài)開始建立;2023年4月,芯馳科技正式發(fā)布第二代中央計算架構SCCA2.0,實現架構的全面升級,并向業(yè)界展示了SCCA2.0中央計算架構的6個核心單元在車內的部署。其中中央計算單元采用高性能X9、V9處理器作為開放式計算核心,并集成G9和E3用于高可靠運算,CPU總算力達到300KDMIPS。2.3.1
汽車座艙智能化升級態(tài)勢下,NPU、GPU算力需求正不斷提升智能座艙芯片主要由處理器、存儲器、安全與系統控制、通信接口等部分組成。以芯馳科技“X9艙之芯”產品架構為例,處理器是芯片的核心,包括NPU、GPU、VPU等異構處理器,隨著智能化程度的加深,NPU、GPU算力需求未來將呈現快速增長態(tài)勢。存儲器用于儲存數據并提高數據處理效率;相比于智能駕駛,座艙對功能安全設計的要求較低,因此主控芯片功能安全等級達到ASIL
B即可;通信接口包括內部通信數據接口與外圍通信接口,人機交互涉及大量外部數據輸入與輸出,因此智能座艙芯片對外圍接口的要求相對較高。資料來源:HIS
Markit、億歐智庫GPU、VPU等是專門對圖像、視頻信息進行處理、渲染的處理器,分擔CPU工作壓力,提供更好的音視頻體驗NPU神經網絡處理器采用“數據驅動并行計算”架構,負責處理AI方面的計算需求處理器(主計算單元/視頻單元/音頻)座艙SoC的核心通常包括CPU、GPU、VPU、NPU等異構處理器存儲器(內存接口)芯片內部的存儲器用于儲存未處理過的數據和已經處理過的數據,提高數據處理的效率,包括DRAM、SD、eMMC、NAND等,以及QSPI、SPI等數據傳輸接口安全與系統控制(安全加密/獨立安全島)前者包括各類加密算法,后者包括電源管理、時鐘等控制系統座艙系統對功能安全設計的要求較低,主控SoC芯片功能安全等級達到ASIL
B即可滿足要求通信接口(外設)包括內部通信的PCIe、LVDS、USB、SATA、CAN、以太網等通用數據接口,以及與座艙顯示屏、攝像頭之間進行視頻輸入輸出的DSI(顯示屏信號接口)、CSI(攝像頭信號接口)、HDMI、eDP、DP等人機交互需提供大量的數據輸出,還需獲取車里的數據輸入,因此智能座艙SoC芯片對外圍接口的要求相對較高SPDIFMulti-chI2SI2S/TDM主計算單元Cortex-A55GPU3DAI
Engine視頻單元DPUVPUMIPI
CSIParallel
CSIMIPI
DSI4-ch
LVDS外設USBPCleSDIO1G
EthernetTSNPWMUARTSPII2C獨立安全島Cortex-R5TCMSRAMPWMCAN-FDUARTSPI內存接口音頻安全/加密I2CDRAMControllerAES/SHA/RSA/ECCI2S/TDMOctal
SPISMOctal
SPIeMMCTRNGTemperatureSensor億歐智庫:芯馳科技智能座艙芯片“X9艙之芯”產品架構CPU是中央處理器,其核心個數以及核心主頻很大程度上決定了信息處理的最終性能2.3.2
座艙芯片需求增長,海外與本土玩家競爭加劇,消費級與車規(guī)級芯片廠商各有千秋隨著汽車智能化加速,智能座艙功能的需求正被釋放,帶動智能座艙芯片市場的快速發(fā)展。據測算,到2025年,中國智能座艙芯片市場規(guī)模將達到204億元,與2020年相比,年復合增長率達29.2%。在市場快速增長階段,智能座艙芯片市場格局正逐步形成。目前市場中主要包括三類玩家,一是以恩智浦、瑞薩、德州儀器為代表的海外傳統汽車芯片廠商;二是以高通、三星為代表的海外消費級芯片廠商;三是以芯馳科技為代表的本土新興車規(guī)芯片廠商。本土新興車規(guī)級芯片憑借較高的安全性能與嚴苛的認證標準正在持續(xù)獲得車企的青睞。57881171421742042025E2024E2020 2021資料來源:專家訪談、億歐智庫2022 2023E+29.2%億歐智庫:2020-2025年中國智能座艙芯片市場規(guī)模測算(億元)?
在傳統汽車MCU、ECU芯片業(yè)務近乎呈壟斷地位,產品線齊全,與Tier1、主機廠有深厚關系積累,滿足車規(guī)級要求,但在AI計算芯片上優(yōu)勢不足。創(chuàng)新乏力,本地服務弱。海外傳統汽車芯片廠商海外消費級芯片廠商?
在AI算法與計算上有獨到的產品優(yōu)勢,相比傳統廠商能力更為全棧,可提供“芯片+算法參考+技術支持”的產品服務;性能與大規(guī)模量產能力有待進一步提升。本土新興車規(guī)芯片廠商智能座艙芯
?
基于其在消費電子領域深厚的技術積累,切入汽車領片
域。資金雄厚,可支撐高昂研發(fā)投入;具備良好的軟市
件生態(tài)。在車規(guī)認證與本地化服務上存在不足。場格局2.3.3
智能座艙芯片的“叫好與叫座”,高通8155
VS芯馳X9SP消費級芯片廠商在研發(fā)高性能、高算力智能座艙芯片方面具備顯著優(yōu)勢,能夠很好地滿足車企的智能化體驗訴求,因此深受新勢力品牌喜愛。高通作為消費級芯片廠商代表企業(yè),其8155座艙芯片NPU算力達到4TOPS,且能夠適配安卓系統,能為車企帶來軟件系統的開放性與豐富性。然而消費級芯片缺乏考慮汽車功能安全、可靠性與長效性設計,且海外芯片廠商的產品價格高昂,對于車企而言是一大筆成本支出,這為本土新興車規(guī)級芯片廠商帶來發(fā)展機遇。芯馳科技作為代表性廠商,其系列處理器是專為汽車電子座艙設計的車規(guī)級芯片,最新產品X9SP的NPU算力為8TOPS,支持“一芯多屏”,能夠以更高性價比實現座艙功能全場景覆蓋,為車企提供本土化、定制化服務。消費級芯片作為在手機消費芯片基礎上研發(fā)的芯片,消費級芯片在設計之初缺乏考慮汽車功能安全、可靠性和長效性設計。盡管可以外加某些功能下的MCU進行補充,仍與主芯片天生具備糾錯功能有著本質的區(qū)別。汽車芯片車規(guī)芯片一般在設計定義階段會和主機廠做深入溝通,滿足主機廠的主流車載應用需求,但受限于工藝、成本限制,在部分創(chuàng)新場景例如大型游戲支持與消費級芯片存在性能差距。注:兩個不同的操作系統運行在芯馳智能座艙芯片上時,是運行在兩個CPU的集群上面,中間不需要虛擬機,高通是則在虛擬機上運行兩個操作系統,相比之下,前者在開發(fā)難度要更容易,同時運行效率更高。資料來源:高通、芯馳科技、億歐智庫芯馳科技X9系列處理器是專為新一代汽車電子座艙設計的車規(guī)級汽車芯片。2023年車展,芯馳科技發(fā)布面向未來主流智能座艙應用的全場景座艙處理器X9SP。?
產品性能:12核Arm
Cortex-A55處理器,100KDMIPSImaginationPowerVR3DGPU,
220GFLOPS針對汽車應用場景優(yōu)化的Arm
China“周易”
X1NPU,
8
TOPS車規(guī)級ISP,高達1Gpixel/s圖像處理能力,支持800萬像素攝像頭輸入?
優(yōu)勢:支持“一芯多屏”,可實現座艙功能的全場景覆蓋。同時,X9SP和前代X9HP保持了硬件Pin-To-Pin兼容和軟件兼容,一個月即可從X9HP平滑升級至X9SP,僅需9個月左右就可實現車型快速量產,最大程度優(yōu)化成本,并同時大大降低研發(fā)投入。高通SA8155P源于智能手機平臺上的驍龍855芯片,通過一系列針對汽車使用場景的改造后誕生。產品性能:擁有8個CPU核心,CPU算力達到85KDIMPS,NPU的AI算力達到4TOPS,實現7nm工藝制程。集成了CPU、GPU、NPU、AI引擎,包括處理各種各樣攝像頭的ISP,支持多顯示屏的DPU、集成音頻處理等功能。優(yōu)勢:8155為ARM處理架構,與安卓系統有成熟的適配。當前多數車機系統同樣是安卓架構,高通8155憑借芯片與系統的適配性,能夠帶來軟件系統的開放性和豐富性。2.4.1
自主品牌智駕發(fā)展進程加快,智駕芯片貫穿感知、決策、執(zhí)行且需求逐漸提升衛(wèi)星定位交通設施其他車輛交通設施其他車輛攝像頭激光雷達T-box超聲波雷達毫米波雷達其他感知硬件定位融合感知預測規(guī)劃決策底盤域控制器車身域控制器動力域控制器制動系統轉向系統……門窗車燈雨刷氣囊……BMS發(fā)動機+變速器/電機……儀表中控決策執(zhí)行中央集中式E/E架構感 車載智能知 計算平臺車端自主品牌20212022202320242025長安L2L2.5L2.9L4長城L2.5L2.9L4比亞迪L2L2.5L2.9L4一汽L2.5L3L4吉利L2.9L3L4廣汽L2.9L4北汽L2.5L2.9L4上汽L2.5L2.9L4奇瑞L2L2.5L2.9L4東風L2.9L4云端/V2X
資料來源:億歐智庫億歐智庫:智駕芯片貫穿智能駕駛全鏈條
感知-決策-執(zhí)行隨著汽車產業(yè)智能化發(fā)展,智能駕駛對于主機廠的賦能愈加明顯。一方面,主機廠希望通過智能駕駛技術與功能提升駕駛安全性與改善駕乘體驗。另一方面,主機廠希望打造具有品牌特性的智能駕駛功能,以提升自身汽車產品差異化優(yōu)勢。中國自主車企紛紛對外發(fā)布了智能駕駛功能的量產落地規(guī)劃。高等級智能駕駛實現過程中需要一個強大的“大腦”來統一實時分析、處理海量的數據與進行復雜的邏輯運算,因此對其計算能力的要求非常高。汽車傳統ECU主要采用MCU實現簡單的計算和邏輯判斷,而智能駕駛芯片作為集成CPU、GPU、FPGA
或
ASIC
的SoC,可實現大量數據的并行計算和復雜的邏輯功能。億歐智庫:中國自主品牌車企智能駕駛功能量產落地規(guī)劃主機品牌已明確其智能駕駛量產落地的發(fā)展規(guī)劃,2022年起,自主品牌已全面將高階輔助駕駛功能作為其品牌智能化主打特色,并進行相關戰(zhàn)略部署。智能駕駛是一個面向具體場景的解決方案與產品,對于本地化的工程服務、場景匹配要求高。與外資品牌相比,本土企業(yè)的場景理解與場景匹配能力更強,本地化響應速度也更快。同時隨著場景復雜度進一步提升,這種優(yōu)勢會逐步擴大。自主品牌的智能駕駛需求正驅動本土智能駕駛芯片供應商的交付能力上漲與企業(yè)業(yè)務發(fā)展。2.4.2
智駕芯片市場競爭格局尚未形成,本土初創(chuàng)企業(yè)百花齊放迎接挑戰(zhàn)玩家分類芯片廠商芯片名稱制程工藝算力可靠性測試功能安全等級本土初創(chuàng)企業(yè)地平線征程228nm4
TOPSAEC-Q100ASIL-B征程316nm5
TOPSAEC-Q100ASIL-B征程57nm96
TOPSAEC-Q100ASIL-B黑芝麻智能A1000L-16
TOPSAEC-Q100ASIL
BA100016nm58
TOPSAEC-Q100ASIL
BA1000
Pro16nm106
TOPSAEC-Q100ASIL
D芯馳科技V9P16nm20
TOPSAEC-Q100ASIL
D本土芯片跨界玩家華為昇騰
31012nm16
TOPS--昇騰610-200
TOPS--玩家分類芯片廠商芯片名稱制程工藝算力可靠性測試功能安全等級消費電子、AI視覺芯片等玩家英偉達Xavier12nm30
TOPSAEC-Q100-Orin-X7nm106
TOPSASIL-DMobileyeEyeQ428nm2.5
TOPSAEC-Q100ASIL-BEyeQ57nm2*12
TOPSEyeQ67nm128
TOPS傳統汽車芯片巨頭TITDA4VM-8
TOPS-瑞薩R-CAR
V3H-4
TOPS-ASIL-BR-CAR
V3U12nm60
TOPS-R-CAR
V4H7nm34
TOPS-車企特斯拉FSD14nm72
TOPSAEC-Q100-目前中國智能駕駛芯片市場的玩家類型大致可以分為5大類,分別為本土初創(chuàng)企業(yè)、本土芯片跨界玩家、消費電子與AI視覺芯片等玩家、傳統汽車芯片巨頭以及車企?;A的智駕(L0-L2級別)市場,以Mobileye自研“視覺算法+芯片”的軟硬一體方案與博世方案(瑞薩提供芯片)為主;高階智駕功能,則以英偉達與華為的高算力芯片為主。但隨著低算力智駕域控平臺逐漸走向成熟,市場嘗試做基礎L2能力的升級,實現入門級的高速NOA。這部分方案追求極致性價比,因此為本土初創(chuàng)企業(yè)帶來了發(fā)展良機,例如地平線、黑芝麻智能、芯馳科技等企業(yè)。億歐智庫:中國智能駕駛芯片主流玩家類型與產品性能注:“-”表示未在公開資料當中獲取相關信息資料來源:億歐智庫X22PCIeGen
4X410GbEX16
CSICPU4x
Cortex-A782MB
L3*3SAFETY
ISLANDLockstep
R52s3MB
SRAMDLAPVAHDR
ISPACCELVIDEODECODEVIDEO
ENCODESYSRAM4MBSystem
Cache256-bit
LPDDRS2.4.3
英偉達早入局搶占先機,跨域融合為本土企業(yè)帶來超車機會資料來源:英偉達、芯馳科技、億歐智庫GPUGPCSM SMSM SMSM SMSM SM*24MB
L2目前來看,英偉達Orin無論在技術先進性、性能指標,還是量產交付能力,均處于行業(yè)領先地位。目前上市的搭載Orin芯片的車型,包括蔚來ET7、ES7(搭載4塊英偉達Orin)、小鵬G9、集度、威馬、智己、理想L9等。英偉達在智能駕駛芯片市場的領先,除了有在GPU領域深厚的技術實力積累外,另外一個主要原因就是入局早,2015年,英偉達推出了第一款面向自動駕駛的芯片PX。2022年起,行泊一體功能成為本土車企發(fā)展布局的重點。芯馳科技推出的V9P是針對行泊一體ADAS域控制器專門設計的新一代車規(guī)處理器,具有高性能和高集成的特點。單個芯片上即可實現主流L2+ADAS的各項功能。同時,面向中國高階自動駕駛市場的需求,自動駕駛域控制器公司天準科技于2023年推出了兩款極具競爭力的域控制器解決方案,當中采用了戰(zhàn)略合作伙伴芯馳科技的X9、E3系列芯片。?
英偉達Orin
SoC采用7納米工藝,由Ampere架構的GPU,ARM 2023年車展,芯馳發(fā)布智能駕駛處理器V9P,由東軟睿馳全球首發(fā)。V9P是針對行泊一體Hercules
CPU,第二代深度學習加速器DLA、第二代視覺加速器PVA、
ADAS域控制器專門設計的新一代車規(guī)處理器,具有高性能和高集成的特點。視頻編解碼器、寬動態(tài)范圍的ISP組成,同時引入了車規(guī)級的安全島Safety設計。英偉達Orin的系統架構?
芯馳科技V9P車規(guī)級處理器可在單個芯片上可實現主流L2+
ADAS的各項功能和輔助泊車、記憶泊車功能,并能集成行車記錄儀和高清360環(huán)視,為車企提供高性價比行泊一體方案。NPU算力達20TOPS8核Arm
Cortex-A55
CPU,
70K
DMIPSImaginationPowerVR3DGPU,
200GFLOPS車規(guī)級ISP模塊,高達1Gpixel/s圖像處理能力,支持800萬像素攝像頭輸入V9P內置獨立安全島,無需外置MCU便可實現單芯片行泊一體方案?
面對整車各功能域不斷融合的發(fā)展趨勢,芯馳科技也推出了高度融合的高階智能駕駛產品方案:
基于芯馳高性能車規(guī)處理器X9U和高性能高可靠E3系列芯片,可以高效完成自動駕駛定位、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行流程。?
芯馳科技的戰(zhàn)略合作伙伴天準科技針對中國高階自動駕駛市場的需求,推出了兩款極具競爭力的域控制器解決方案。①
基于地平線雙征程5+芯馳X9U+芯馳E3平臺的TADC-D52高配域控制器方案,面向城市NOA和記憶泊車、自動泊車、360環(huán)視等高階自動駕駛場景;②
基于地平線單征程5+芯馳G9H+芯馳E3平臺的TADC-D51中配域控制器方案,面向高速NOA和記憶泊車、自動泊車、360環(huán)視等自動駕駛場景。2.5
智駕與智艙融合發(fā)展提升駕乘體驗,單芯片方案打造高性價比“真”融合隨著整車E/E架構演變,汽車產業(yè)鏈正朝著融合、集中化的方向發(fā)展。作為汽車智能化較為成熟的功能域,智能座艙在融合儀表、中控等功能基礎上,也向跨域融合方向演進,集成360全景環(huán)視以及部分ADAS功能,將智駕與智艙從軟件與硬件兩個方向進行跨域融合,形成艙泊一體、艙駕一體域控制器。主機廠可以在降低成本的同時讓更多用戶享受到更豐富的智能出行體驗。芯馳科技推出基于高性能車規(guī)處理器X9U的艙泊一體解決方案,在單個芯片上實現智能座艙、360環(huán)視和泊車功能的融合,能夠在保障安全性的前提下,通過更優(yōu)化的系統BOM成本,為用戶提供更好的駕乘體驗。除了艙泊一體方案,芯馳還將推出進一步融合的艙行泊一體、艙駕一體方案。數據來源:芯馳科技、億歐智庫CPUGPUAI
引擎X9U安全島藍牙Audio環(huán)視攝像頭WiFi 超聲波雷達CAN網絡HUD儀表+中控+副駕X9U的GPU可以實時處理4路高清環(huán)視攝像頭,支持360°全景環(huán)視的拼接和渲染;X9U內置AI加速單元,用于車位識別、障礙物檢測等功能,實現輔助泊車。?
芯馳車規(guī)處理器X9U的CPU算力達到100KDMIPS,支持最多10個高清顯示輸出,可以覆蓋HUD、儀表、中控、電子后視鏡、副駕娛樂等常規(guī)智能座艙功能;?
X9U通過ASILB級的功能安全產品認證,
內部集成了采用雙核鎖步Cortex-R5FCPU的安全島,可以在自動泊車場景下用于車輛的控制,實現單芯片艙泊一體方案。億歐智庫:芯馳科技X9U艙泊一體方案系統配置底層硬件層面的融合多SoC方案:座艙域控制器和智駕域控制器合并成一個盒子,內部由多個SoC或者MCU芯片構成。這種形式又可再細分成兩種方案:A.座艙和智駕功能分別部署在不同的板子上。B.座艙和智駕功能部署在同一個板子上。單SoC方案:智能座艙和智能駕駛的功能由一顆單SoC芯片來完成,在芯片上運行虛擬機,通過虛擬機分割出不同的功能模塊,來實現不同安全級別需求的艙駕功能。應用軟件層面的融合應用軟件功能之間的信息交互通過跨域進行打通,實現數據融合創(chuàng)新。將智能座艙中的人機交互、沉浸式體驗等內容,與智能駕駛的各項功能深度結合、聯動,從而提升用戶的安全感與舒適感,增強用戶對智能化汽車的使用體驗。2.6.1
高可靠車控MCU市場需求巨大,本土供應商開始發(fā)力正改變供應市場格局車規(guī)級MCU是一類具有廣泛應用場景的車載芯片,也是現階段眾多汽車芯片中較為緊缺的種類之一。隨著整車智能化發(fā)展,對于32位高端MCU的需求占比逐漸提升,2020年需求占比已達到62%,預計2025年32位高端MCU的需求占比將達到70%。市場競爭格局來看,32位高端MCU的產品性能、安全性以及冗余性等產品要求更高,且供貨相對緊張,供應市場長期被外資主導。目前,在高可靠車控MCU領域,芯馳科技是唯一國產供應商。資料來源:億歐智庫39%53%62%70%24%24%23%23%37%23%15%7%20112025E201532位MCU202026位MCU 4/8位MCU高端MCU占比持續(xù)攀升,未來每車需要多達30+顆高可靠MCU億歐智庫:2011-2025年車輛各類MCU需求占比預測4/8位MCU提供低端控制功能:風扇控制、空調控制、雨刷、天窗、
車窗升降、低端儀表盤、集線盒、座椅控制、門控模塊。16位MCU提供中端控制功能:用于動力系統,如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統等用于底盤
,如懸吊系統、電子式動力方向盤、扭力分散控制和電子泵、電子剎車等。32位MCU提供高端控制功能:在實現智能駕駛功能中扮演重要角色,如儀表盤控制、車身控制、多媒體系統、引擎控制,以及新興的智能性和實時性的安全系統及動力系統。億歐智庫:車規(guī)級MCU分類及應用高可靠車控MCU(32位)價格10美元或更高,高控制功能,應用于高階儀表、智駕等功能;要求性能強大、高安全性和冗余性、支持多設備處理;供貨緊缺,長期被外資主導。中端主控MCU(16位)價格1-5美元,中控制功能,應用于動力、引擎、電子剎車等功能;要求性能強大、高安全性和冗余性、支持多設備處理。低端MCU(4/8位)價格1美元以內,低控制功能,應用于車窗、空調、門控等功能;國產化率繼續(xù)提高,玩家眾多。2.6.2
車規(guī)級芯片性能要求更高,高性能車規(guī)級MCU面臨嚴苛認證標準資料來源:芯馳科技、億歐智庫?
車規(guī)級和工業(yè)級的芯片在工作溫度范圍區(qū)別工業(yè)級的芯片溫度一般在-10℃-70℃,車規(guī)級(汽車級)芯片的工作溫度達到-40℃-155℃,濕度范圍為0%-100%。?
車規(guī)級和工業(yè)級芯片在生產線上的區(qū)別車規(guī)級芯片是有專門的車規(guī)產線的,并不是任何一個工藝都可以生產車規(guī)芯片,而工業(yè)級的芯片,可以用普通生產線來生產。?
工業(yè)級與車規(guī)級芯片出錯率的區(qū)別工業(yè)級芯片出錯率<1%,汽車級芯片的出錯率趨近于0。?
工業(yè)級與車規(guī)級芯片使用壽命的區(qū)別按照每天15%使用時間,工藝級芯片壽命在10年左右,車規(guī)級在15年左右。?
工業(yè)級芯片和車規(guī)級芯片的可靠性標準區(qū)別工業(yè)級標準:JESD47,
車規(guī)級標準:AEC-Q100?
工業(yè)級芯片和車規(guī)級芯片供貨時間區(qū)別工業(yè)級芯片供貨時間高至5年,車規(guī)級芯片更長,完成車規(guī)級認證就需要2-3年的時間,供貨時間高至30年隨著汽車智能化,網聯化和電動化的發(fā)展,車輛對MCU芯片的數量以及性能的要求不斷增長。與消費級工業(yè)芯片相比,車規(guī)級芯片面對更為苛刻的外部工作環(huán)境,同時使用壽命要求更長,可靠性和安全性要求更高。對于車規(guī)級芯片的安全認證標準同樣嚴格,因此通過車規(guī)級芯片的安全標準認證,成為芯片供應商量產應用所面臨的艱巨挑戰(zhàn)。通常車規(guī)級芯片供應商在實現量產前,需要通過ISO
26262、AEC-Q100等認證。目前車規(guī)MCU中,能夠同時滿足這兩個標準的產品相對稀缺。2022年,本土車規(guī)芯片企業(yè)芯馳科技發(fā)布全球首款ASIL
D級高性能高可靠車規(guī)級MCU
E3“控之芯”系列,目前已有100多家客戶采用E3進行產品設計。車規(guī)級芯片是在工業(yè)級芯片上的擴展,其各項標準均更加嚴苛車規(guī)級MCU芯片供應商在進入OEM的供應鏈體系前,通常需要完成三大認證:設計階段要遵循功能安全標準ISO26262;流片和封裝階段要遵循AEC-Q001~004和IATF16949;認證測試階段要遵循AEC-Q100/Q104。ISO
26262定義了ASIL四個安全等級,從低到高分別為A、B、C和D;AEC-Q100
分為四個可靠性等級,從低到高分別為
3、2、1和0;AEC-Q100
系列認證一般需要1-2年的時間;ISO
26262的認證難度更大,周期更長。2022年,車規(guī)芯片企業(yè)芯馳科技發(fā)布全球首款ASIL
D級高性能高可靠車規(guī)級MCU
E3“控之芯”系列。芯馳科技E3車規(guī)可靠性標準AEC-Q100達到Grade
1級別,同時功能安全等級達到ASIL
D。ASIL是ISO
26262標準針對道路車輛的功能安全性定義的風險分類系統,ASIL
D是要求最高的等級。2.6.3
MCU+SoC成為網關芯片演進路線,本土優(yōu)秀供應商已前瞻布局并嶄露頭角從汽車網關產業(yè)鏈來看,上游為網關芯片供應商,以國際供應商為主,目前本土供應商僅芯馳科技發(fā)布了相關產品;中游為獨立網關供應商;下游為主機廠。隨著服務型網關處理能力、網絡性能等方面的提升,MCU+SoC成為智能汽車網關芯片的核心演進路徑。隨著汽車智能化、網聯化的快速發(fā)展,網絡攻擊、黑客入侵等網絡安全問題以及智能駕駛系統隨機故障、功能不足等引發(fā)的道路交通安全問題日益增加。汽車網關是汽車網絡安全
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