汽车SOC行业分析.docx

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1、汽车SOC行业分析一、汽车SOC行业分析（一）汽车SoC应用领域目前MCU是汽车芯片中占比第一的细分品类。ICInsights发布的 数据显示，2021年全球汽车芯片从细分产品占比来看，前三分别微处 理器、模拟芯片和传感器，所占比重分别为30取29%和17。MeU芯片 全称为微控制单元，又称为单片微型计算机或者单片机。它是一个是 把处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转 换、UART. PLC. DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯 片上形成芯片级的计算机。通常MCU只能完成较少的任务，人工智能 时代诞生系统级芯片（SOC）。在人工智能时代计算架构从单一

2、芯片模 式向融合异构多芯片模式发展，将CPU与GPU、FPGA. ASIC等通用/专 用芯片异构融合、集合Al加速器的系统级芯片（SOC）应运而生。大算力的汽车SOC主要应用在智能驾驶和智能座舱领域。广义而 言汽车领域算力稍强（2KDMIPS以上）的MCU都可算是S0C, Arteris 预测未来单车SOC数量为23个，而大算力SOC在车载端主要面向两个 领域，分别是智能座舱和智能驾驶。汽车领域正在复刻手机领域从功能手机一智能手机的演变过程，SOe在智能汽车时代扮演重要角色，其中实现人工智能算力的XPU至关重要。从CPU-GPU-FPGA-ASlC (xPU),芯片专用性越来越强。CPU负 责

3、逻辑运算和任务调度；GPU作为通用加速器，可承担CNN等神经网络 计算与机器学习任务，将在较长时间内承担主要计算工作；FPGA作为 硬件加速器，具备可编程的优点，在RNN/LSTM/强化学习等顺序类机器 学习中表现优异，在部分成熟算法领域发挥着突出作用；而ASIC可以 兼顾性能和功耗，作为全定制的方案将在自动驾驶算法成熟后成为最 终选择。汽车SOC芯片持续追求先进制程。从芯片工艺制程来看，不同汽 车芯片对工艺要求存在较大差异。MCU主要是依靠成熟制程，全球 70%MCU生产来自台积电；而座舱、自动驾驶SOC及Al芯片等主控芯片 持续追求7nm及以下先进制程。未来部分MCU功能会被整合到SOC芯

4、片中，ECU数量减少导致MCU 的用量下降。汽车MCU紧随汽车电子电气架构发展，SoC芯片会集成部 分低端MCiJ功能，因此未来MCU单车使用量将会下降，分布式向域控 制发展使用量将从当前从30-40颗，逐步提升至70-80颗，但未来随 着集中式架构落地，算力向整车计算平台集中，汽车MCU的使用量又 将逐步降低至50-60颗左右。域控制架构下控制芯片将形成MCUSOC态势。SOC芯片并不能替代 所有MCU, 一方面不是所有MCU都有必要接入SOC芯片，比如让转向灯 闪耀的控制方式如果不用MCU方案，全部接入SOC芯片会形成一个星 形网络，不仅导线数量会增加，管理难度也会剧增。另外一方面也需 要

5、一部分MCU作为SOC芯片安全冗余的备选方案。(二)自动驾驶SoC和座舱SOC架构对比拆分自动驾驶SOC结构，包括CPU、GPU和其他类型的定制芯片(如NPU、深度学习加速器(DLAs)和计算机视觉处理器(CVP) ) o拆分座舱SOC架构，发现在多块高分辨率屏幕和流畅的系统背后, 不仅仅比拼的是车机芯片的算力、视频处理能力，更加看重Al能力等 性能指标。比如高通8155芯片是高通第三代骁龙汽车数字座舱旗舰级 平台，是一款异构架构的芯片，包含CPU、GPU、DSP、ISP以及Al引 擎等。二、智能座舱行业分析(一)智能座舱市场概况智能化逐渐成为消费者买车时更为关心的指标之一。汽车座舱的 智能化

6、发展由三部分推动，分别为车内/外环境感知，视觉、听觉等多 模态人机交互方案以及统筹感知计算的车联网。汽车座舱智能化发展 是通过配备智能化和网联化的车载产品来实现与人、路、车的智能交 互，是人车关系从工具向伙伴演进的重要纽带和关键节点。汽车座舱正成为具有拟人化交互能力的驾驶伙伴。目前智能座舱 系统主要包括内饰、电子两大系统，像车内的座椅、空调、灯光、仪 表盘、中控屏、车联网、语音识别、手势识别等。智能座舱目前处于 智能助理的初级阶段，在硬件方面，座舱内部的实体按键被简化，大 屏化、多屏化趋势显著；在软件方面，语音交互技术被广泛应用，人 脸识别技术和手势识别技术也被尝试，座舱所实现的功能趋于多样化

7、。智能座舱渗透率将逐步提升，未来中国市场渗透率将远高于全球。 目前全球及中国智能座舱配置新车渗透率分别为49. 7%与53. 3%,当 前中国汽车智能座舱普及度已经过半，预计未来中国智能座舱产品渗 透率的增长将领先全球市场。目前中国智能座舱主要装备于中高端车 型，低端车型装备率较低。智能座舱兴起诞生新的硬件投资机会，催生大算力SOC芯片需求。 与传统多芯多屏方案相比，大算力单芯片解决方案极大降低系统成本, 并能提供多屏互动的智能互联体验，一芯多屏成为发展趋势，芯片本 身也朝小型化，集成化、高性能方向发展。座舱SOC芯片技术壁垒高, 市场集中度高，在趋势下，国产座舱SOC厂商有望迎来发展机会。（

8、二）智能座舱硬件趋势与汽车E/E架构同步，座舱芯片方案也将相应地经历单芯单屏一 单芯多屏一融合发展三大阶段的演进。分布式架构下不同座舱电子设备由不同控制器控制，表现为单芯 单屏，但随着座舱功能的提升，单芯单屏形态的弊端逐渐显现：1）跨 芯片信号传输存在延迟；2）成本压力开始上升。集中域式方案即用一个系统级的主控芯片SOC来实现座舱内所有 部件的控制，不仅在软件层面上实现了软硬分离，也在硬件方面实现 了集中化，座舱智能化由被动智能迈向主动智能。随着座舱智能化提 升，多屏人机交互，语音等Al功能需求多样化个性化，以及OEM不断 更新的OTA需求，对底层硬件要求提升，在座舱内单芯多屏的SOC方 案开

9、始进入大众视野。主流座舱SOCCPU算力接近100KDMIPSo目前座舱SOC以CPU为核 心,CPU算力从过去的数KDMIPS提升到如今的100多KDMIPS仅用了不 到7年的时间。座舱主控SOC不仅需要处理来自仪表、座舱屏、AR- HUD等多屏场景需求，还需要执行语音识别、车辆控制等操作，因此座 舱系统的响应速度、启动时间、连接速度等用户体验指标直接决定着 汽车品牌的竞争力，智能汽车对座舱SOC的性能、算力需求持续攀升。 目前高通骁龙SA8155P的CPU算力约105KDMIPS, SA8195P的CPU算力 约150KDMIPS,高通第四代座舱SOC芯片SA8295甚至达到200KDMI

10、PS 以上。国内厂商，华为麒麟990的CPU算力超过75KDMIPS,芯驰科技 最新推出的座舱芯片X9U的CPU算力达到IOOKDMIPS,瑞芯微最新推出 的智能座舱芯片RK3588MCPU算力也达到IOOKDMIPS。座舱SOC集成的Al算力也大幅跃升。其中三星已量产的 EXynOSAUtOV910具备约L 9T0PS的Al算力，三星规划2025年前后投 放量产的ExynosAutoV920座舱芯片的NPU算力将达到约30T0PS；高通 已量产的SA8155P芯片Al算力约8T0PS,其第四代座舱SOC集成的 NPU算力高达30TOPS,是目前已发布的Al算力最高的座舱SOC产品， 计划20

11、23年投产。国产座舱SOC方面，芯驰科技的座舱产品从中级产 品到至尊级产品均嵌入Al算力，其X9U产品Al算力达1. 2T0PS；瑞 芯微最新发布的座舱SOCRK3588M其Al算力达到6T0PS；吉利旗下芯擎 科技的熊鹰一号Al算力达到约8T0PS。从架构演进情况来看，过去座舱SOC芯片并没有单独的NPU单元, 但随着Al算力需求提升座舱SOC内开始出现独立NPU单元。比如8155 芯片并没有独立的NPU内核，Al计算主要通过DSP、CPU和GPlJ组成的 Al引擎完成。其中，HeXagon690拥有7T0PS的Al算力，加上CPU、 GPU的Al算力之和为8T0PS。高通8295芯片算力达

12、到30ToPS,其Al 算力是高通8155的7.5倍，为两个六角张量DSP。长期看座舱域将与智能驾驶域进行跨域融合，因此未来相互独立 的座舱芯片和智驾芯片有望合二为一。（三）智能座舱软件趋势软件定义汽车的核心本质是算法和应用的开发同计算平台的解耦, 软件不再是基于某一固定硬件开发，而是具备可移植、可迭代和可拓 展的特性。随着人工智能的框架和工具链越来越成熟，算法的精准度、 成熟度更多依赖于数据量和标注的质量，后期算法的迭代速度越来越 快，但是硬件迭代速度没有那么快。因此软件定义汽车，更多是利用 算法或者软件快速迭代的特点，销售之后通过OTA扩展汽车的功能、 性能，提升驾驶的体验。智能汽车座舱软

13、硬解耦分离已基本成为共识。在基于SOA软件服 务架构基础上，将车辆底层进行软硬解耦和复用，实现软件功能快速 迭代，通过与车主的个性化OTA交互，打造个性化和差异化的座舱产 品体验。另外为了应对座舱软件需求迭代多变的特性，在SoA服务架 构的设计中，还需强调重用性和扩展性。目前智能座舱软件平台如大 陆EB、中科创达、东软睿驰、华为、诚迈科技、斑马智行等多家科技 公司有所布局。（四）智能座舱市场规模和增速单车搭载智能座舱SoC芯片数量：目前智能座舱的核心一般都是 12颗SoC芯片。目前座舱屏幕数量一般还都是一、两块，稍微多的一 些车型会使用上三四块，但随着车辆屏幕数的增加，车内电子元器件 （音响、

14、监测等）的增加，单颗芯片对于这些信息量的处理可能会变 得吃力起来，此时有两种方式处理：（1）使用算力更高的芯片。但是 这种方式会导致采购和开发成本的提升，比如集度采用高通8295,所 对应的芯片价值量也会更高；（2）采用多SOC模式，对芯片进行分工。 虽然一芯多屏是可以实现的，但大量数据堆积在一起，需要配合较为 复杂的算法。比如目前的理想ONE就是采用了这种多颗智能座舱芯片 的方式，理想ONE搭载了 一颗骁龙820A芯片+一颗德州仪器的 JaCinto6芯片。其中骁龙820A芯片负责驱动16.2英寸的大屏和 12. 3英寸的副驾驶娱乐屏使用的AndroidAutomotive的底层系统， Ja

15、cinto6芯片负责驱动液晶仪表盘和辅助驾驶显示服务使用的Linux 系统。三、汽车电动化、智能化发展趋势（一）自动驾驶及智能座舱行业分析汽车行业正在经历电动化、智能化革命，电动化主要改变汽车的 动力和传动系统，智能化则改变了人与车之间的关系。从PC时代的微 软、智能手机时代的苹果，以及到破万亿市值的特斯拉，属于智能电 动车的新时代已经拉开帷幕，当下时点为汽车行业新周期起点，电动 及智能化革命将颠覆整个汽车产业链，也将孕育新的产业生机，目前 汽车行业正在经历三大趋势。新能源车迈入成长期，智能车引领新趋势。伴随着优质供给如特 斯拉，比亚迪入局，续航里程提升以及带给人的舒适的驾驶体验，需 求端客户

16、已经开始逐步接受并选择购买新能源汽车，2021年国内新能 源汽车渗透率超过10%,行业开始迈入成长阶段。汽车行业下一阶段发 展重点是智能汽车时代，指通过搭载先进传感器，运用人工智能等新 技术，从而让其具备自动驾驶以及人机交互功能，有望成为下一代移 动空间和智能应用终端。因此汽车智能化是抢占行业竞争制高点的关 键领域。汽车作为消费品，评价其核心竞争力将从燃油车时代的马力、电 动车时代的电池续航能力到智能汽车时代的算力：从19世纪80年代 的传统燃油车，2010年的电动汽车，发展到2020年的智能汽车，评价 汽车的性能以及其核心竞争要素也在变化：a、燃油车评价性能好坏更 多是看内燃机马力；b、电动车关注电池续航；c、智能车时代更关注 在大算力平台下车外自动驾驶技术的成熟度以及车内智能座舱所带来 人机交互的智能化体验。通过软件实现价值链向中后段转移。在汽车全生命周期下，与传 统燃油车销售的一锤子买卖不同，智能汽车后续通过硬件预埋、