佐思汽研发布《2022年汽车座舱SoC技术与应用研究报告》。
座舱SoC是智能座舱的算力提供单元,主要负责座舱内海量数据的运算处理工作包括多个摄像头的视频接入、神经网络加速器NPU、车内音频处理、语音以及多个显示屏的图像渲染和输出(GPU, DPU),车内蓝牙WiFi互联以及车内其他主要ECU(例如中央网关)的以太网数据交互等。
高算力、多集成、强AI,座舱SoC产品性能越来越强
随着智能座舱快速发展,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。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。
座舱SoC的CPU算力提升明显,从过去的几十KDMIPS增长到现在100多KDMIPS。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200KDMIPS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100KDMIPS,瑞芯微最新推出的智能座舱芯片RK3588M CPU算力也达到100KDMIPS。
主要高端座舱SoC产品 CPU与GPU算力走势
来源:《2022年汽车座舱SoC技术与应用研究报告》
同时,座舱SoC集成的AI算力也大幅跃升,其中三星已量产的Exynos Auto V910具备约1.9TOPS的AI算力,三星规划2025年前后投放量产的Exynos Auto V920座舱芯片的NPU算力将达到约30TOPS;高通已量产的SA8155P芯片AI算力约8TOPS,其第四代座舱SoC集成的NPU算力高达30TOPS,是目前已发布的AI算力最高的座舱SoC产品,计划2023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AI算力,其X9U产品AI算力达1.2TOPS;瑞芯微最新发布的座舱SoC RK3588M其AI算力达到6TOPS;吉利旗下芯擎科技的龍鹰一号 AI算力达到约8TOPS。
主要座舱SoC产品 NPU算力排名
来源:《2022年汽车座舱SoC技术与应用研究报告》
座舱SoC制程方面,5nm制程已到来。目前,7nm及8nm制程座舱芯片已实现量产,如高通8155/高通8195、三星V910、瑞芯微RK3588M等。同时,高通发布的最新第四代骁龙汽车座舱芯片制程已达到5nm,并计划2023年开始量产。
座舱SoC竞争激烈,国外大厂稳步推进,本土厂商加速造芯
近两年,车载座舱SoC市场竞争越发激烈,尤其是中高端市场,不仅是竞争企业增多,除NXP、瑞萨、德州仪器等传统车载SoC厂商外,高通、英特尔、英伟达、华为、AMD、联发科等消费电子领域芯片厂商也在积极进驻,如2021年,AMD通过Tesla进入车载座舱市场,AMD从车载游戏场景出发,为特斯拉定制搭载消费级游戏显卡的智能座舱SoC。
不止是海外芯片大厂,国内芯片企业如杰发科技、芯驰科技、瑞芯微、地平线、芯擎科技等也通过自主造芯之路加入混战,重塑汽车芯片产业格局。2021年,中国本土企业竞相推出自研新品,角逐座舱SoC市场。
2021年4月,芯驰科技发布旗舰座舱SoC产品X9U,CPU总算力达到100KDMIPS,3D图形性能达到300GFLOPS,AI计算性能达到1.2TOPS。2021年12月,吉利汽车旗下汽车芯片设计公司—芯擎科技发布 “龍鹰一号”智能座舱芯片,7nm制程,通过车规级AEC-Q100 Grade 3认证,对标高通8155,计划2022年三季度量产。
2021年12月底,专注于AIoT处理器芯片设计与研发的企业瑞芯微电子,正式发布了车载座舱电子系列产品,涵盖车规级座舱SoC芯片RK3358M、RK3568M、RK3588M和配套的PMIC芯片RK809M和RK806M等,可为客户提供高、中、低不同性能档次的座舱芯片解决方案。
瑞芯微车载芯片规划
图片来源:瑞芯微
瑞芯微车规级旗舰座舱SoC芯片RK3588M,采用8nm制程,8核高性能CPU和GPU,其CPU运算能力达到100K DMIPS,GPU达到512GFLOPS,NPU AI算力达到6TOPS,可实现混合量化且多模型并行计算,比肩边缘计算盒子的AI处理能力,可实现一芯多屏等功能。
此外,2021年,还有部分海外企业也发布了座舱SoC新品,以稳固或突破市场格局。如2021年7月,瑞萨推出全新系列产品R-Car Gen3e,涵盖六款新品,可应用集成驾驶舱域控等领域,计划2022年量产;2021年11月,三星发布了全新ASIL-B安全等级的面向中高端智能座舱系统的Exynos Auto V7,其已应用于大众汽车的车载电脑ICAS3.1上。
供应链重构,商业模式转变,座舱SoC企业灵活调整策略应对多样变化的智能汽车市场
芯片的能力发挥,依赖于硬件和软件两方面。在软件定义汽车大背景下,软件实力在汽车市场变得越来越重要。近几年,芯片厂商正从硬件供应转向提供更多的软件服务,不再单一只售卖芯片硬件产品,也开始着手硬件+软件甚至整套系统解决方案。
其中,英伟达推出了全套协议栈,除了针对自动驾驶的DRIVE AV全套协议栈还有针对座舱的DRIVE IX全套协议栈,以前英伟达只是单纯地售卖芯片,DRIVE IX是从针对自动驾驶的Orin芯片开始,也包括之前的Parker和Xavier。
2021年9月,瑞萨电子公司(Renesas)宣布推出一个完整的软件平台R-Car软件开发套件(SDK),可在单个软件包中实现更快、更轻松的智能摄像头软件开发与验证。同时瑞萨正研发跨平台、可复用、可扩展的软件平台。
芯片厂软件功能布局情况
来源:《2022年汽车座舱SoC技术与应用研究报告》
另外,随着智能汽车的进步,软件定义汽车的到来,汽车商业模式正悄然发生着变化,用户未来最看重的购买因素不再是传统需求,而是不断迭代升级的软件服务功能,这也推动着座舱SoC供应关系的转变,主机厂对座舱SoC需求不再简单地供应原有产品,而更要求定制化需求的满足,同时适配主机厂或供应商的软件功能。
过去,芯片主要通过Tier1与汽车制造商产生交易关系,现在这种间接合作关系逐渐被替代,进而芯片厂或直接与主机厂合作,提供软硬件定制化合作开发的新供应模式已开启。
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