現(xiàn)階段高算力芯片對(duì)于智能座艙而言是不是內(nèi)卷？

智能座艙做的好的車企銷量大漲

先給大家看兩個(gè)圖片，如果讓你從座艙的配置上來看，你會(huì)選擇哪一輛車呢。

相信很多同學(xué)都選擇第二輛，第一輛看過去就像20年前的汽車，就像極了諾基亞和蘋果手機(jī)的對(duì)比，慢慢的機(jī)械感，而第二輛汽車，撲面而來的智能化和豪華感。

我們?cè)賮砜纯磧奢v汽車的11月份的銷量數(shù)據(jù)對(duì)比。

第一輛汽車就是豐田漢蘭達(dá)，今年11月份銷量4659臺(tái)，漢蘭達(dá)十年以來月銷量跌到最低谷，堪稱11月中國(guó)車市的最大冷門。這么低的銷量數(shù)據(jù)足夠證明豐田漢蘭達(dá)在中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)不再炙手可熱，意味著這款車代表的日系車巔峰輝煌時(shí)代已經(jīng)慢慢過去了，漢蘭達(dá)只能淪為了國(guó)內(nèi)的中大型SUV市場(chǎng)的備選和配角，再也唱不了主角的戲份。

我們?cè)賮砜纯吹诙v汽車，才上市幾個(gè)的理想L9，經(jīng)歷過產(chǎn)能爬坡以后，11月份的銷量達(dá)到了9087輛，這個(gè)可是45.98萬起步的中大型SUV，接近50W元的售價(jià)，要知道一點(diǎn)，漢蘭達(dá)擁有混動(dòng)和燃油版兩款細(xì)分車型，加起來也沒有理想L9一款車型的售賣數(shù)量多。

果然，中國(guó)人越來越懂車了，知道自己愿意為什么買單，不在單一追求汽車的機(jī)械素質(zhì)，寧肯買智能座艙體驗(yàn)更好，但是價(jià)格更貴的造車新勢(shì)力，也不愿意買技術(shù)落后中國(guó)新能源車一代的曾經(jīng)的日系神車漢蘭達(dá)。

這其中的差異，除了品牌力影響以外，智能座艙和自動(dòng)駕駛是消費(fèi)者購(gòu)買一輛汽車非常重要的參考依據(jù)，越來越多的用戶在購(gòu)買汽車的時(shí)候，不僅僅只考慮汽車的機(jī)械素質(zhì)，還更多考慮數(shù)字化和智能化的體驗(yàn)。

智能座艙逐步成為剛需

我們提到一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)要成為剛需，幾個(gè)條件是必不可少的，一個(gè)是購(gòu)買人群的需求在發(fā)生變化，一個(gè)是這個(gè)行業(yè)的技術(shù)在發(fā)生變化，這個(gè)賽道還在成長(zhǎng)過程中，吸引足夠多的優(yōu)秀合作伙伴到這個(gè)賽道來。

我們先看看這個(gè)產(chǎn)業(yè)都經(jīng)歷了什么樣的變化。

從目前的情況來看，汽車座艙的發(fā)展與手機(jī)的發(fā)展軌跡越來越相似。從功能機(jī)到智能機(jī)的演變，手機(jī)上的物理按鍵被越來越大的液晶屏所取代，語(yǔ)音、手勢(shì)等操作都可以方便、流暢地完成。

而汽車座艙同樣也經(jīng)歷了從機(jī)械式向智能化的演變，早期的駕駛座艙主要由機(jī)械表盤和簡(jiǎn)單的娛樂系統(tǒng)構(gòu)成，當(dāng)座艙娛樂系統(tǒng)不斷豐富，交互方式也從物理按鍵變?yōu)橥耆挠|控和語(yǔ)音交互，人機(jī)交互方式的改變是必然的。

手機(jī)行業(yè)發(fā)展是標(biāo)準(zhǔn)“摩爾定律”

我們知道手機(jī)行業(yè)的逐步變遷歷程，功能機(jī)被智能機(jī)這么快被取代，其實(shí)就是一部標(biāo)準(zhǔn)“摩爾定律”范本。

摩爾定律產(chǎn)生于半導(dǎo)體領(lǐng)域，是指集成電路上晶體管的數(shù)量每隔18個(gè)月就會(huì)翻倍，性能也會(huì)跟著提升一倍。形成的原因是原子級(jí)別的工藝，會(huì)帶來效率大幅提升。功能改進(jìn)、體積縮小，而過去50年摩爾定律的直觀感受就是，手機(jī)代表一切。

而充分發(fā)揮摩爾定律，就能以更佳的性能，實(shí)現(xiàn)后進(jìn)者的超越。比如智能機(jī)取代功能機(jī)。功能機(jī)時(shí)代，手游缺乏大作，用戶需求難以滿足；而在智能機(jī)時(shí)代，手游已經(jīng)是用戶最愛。這背后正是芯片在作祟。功能機(jī)芯片大多在出廠前已經(jīng)寫死了特定功能，即使算力提升，也沒法執(zhí)行更多更復(fù)雜的任務(wù)。但智能機(jī)時(shí)代，通用的CPU可以隨著摩爾定律的增長(zhǎng)不斷拓展功能邊界，軟件開發(fā)者因此可以開發(fā)出不同的軟件生態(tài)。

汽車座艙歷經(jīng)機(jī)械化、電子化，向智能化不斷演進(jìn)，同手機(jī)發(fā)展路徑十分吻合

座艙指汽車內(nèi)部駕乘空間，圍繞中控臺(tái)展開，從上世紀(jì)九十年代至今，經(jīng)歷了一系列革新，呈現(xiàn)出從機(jī)械化到電子化，再到智能化的發(fā)展軌跡。

1）上世紀(jì) 90 年代，機(jī)械化階段：包括機(jī)械式儀表盤及車載收音機(jī)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備，密集的物理按鍵操作，僅提供車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油量等基本信息。

2）2000-2015 年，電子化階段：電子技術(shù)進(jìn)入座艙，座艙內(nèi)配備小尺寸中控液晶顯示屏、車載導(dǎo)航、藍(lán)牙、媒體播放設(shè)備等較為簡(jiǎn)易的電子設(shè)備。

3）2015 年起，智能化時(shí)代迎面而來：座艙智能化的開啟以大尺寸中控屏的出現(xiàn)為標(biāo)志，消費(fèi)電子技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，液晶儀表、中控屏、抬頭顯示系統(tǒng)、視覺感知、語(yǔ)音交互等通過域控制器實(shí)現(xiàn)集成并裝配在座艙內(nèi)，能根據(jù)駕駛員、乘客的偏好、習(xí)慣和需求，提供更加舒適、智能的駕乘體驗(yàn)。

我們可以看到，日系車目前普遍還是屬于電子化階段，有一定的顯示屏、藍(lán)牙和多媒體功能，但是智能化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，最近下半年，日系車輛銷量下降特別明顯，跟消費(fèi)者對(duì)于座艙的要求也是有一定的關(guān)系。

在看看智能化到來的智能座艙的配置，快捷的語(yǔ)音交互，高清的觸摸大屏，智能的人機(jī)助手，讓你欲罷不能，體驗(yàn)以后再也回不去了。

越來越多的科技企業(yè)涌入到智能座艙

在過去的100年里面，汽車行業(yè)“穩(wěn)如狗”，非常穩(wěn)健但是封閉的一個(gè)賽道，基本上都是機(jī)械定義汽車，主要看幾大件，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱。這些基本上都純粹的安全駕駛層面，很少有舒適和服務(wù)層面的選擇。

過去汽車行業(yè)有三大特征：核心技術(shù)漸進(jìn)式創(chuàng)新為主、高度依賴基礎(chǔ)科研、供應(yīng)鏈高度固化。這也為傳統(tǒng)車企構(gòu)建了一個(gè)極高的行業(yè)壁壘。過去100年，這個(gè)行業(yè)幾乎沒有什么新公司出現(xiàn)。

特別是供應(yīng)鏈高度固化，導(dǎo)入行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)不是那么殘酷，特別是在座艙電子上面，很多給車廠提供座艙電子產(chǎn)品的的tier1供貨商，都是車廠直接或者間接持股的公司，比如日本豐田御用的電裝，比如韓國(guó)車企背后有現(xiàn)代摩比斯，德國(guó)車企背后的博世、大陸、采埃孚。

但是隨著座艙的智能化到來，這個(gè)越來越多的科技企業(yè)進(jìn)入到這個(gè)智能座艙行業(yè)，因?yàn)楝F(xiàn)在座艙也正在朝著功能手機(jī)轉(zhuǎn)向智能行業(yè)那樣，發(fā)展非常迅猛，座艙電子的芯片也是到了“摩爾定律”的時(shí)代來臨。

可以看到百度、阿里、騰訊、東軟、華為、大疆等科技企業(yè)都進(jìn)入到智能座艙的賽道中，結(jié)合自己的優(yōu)勢(shì)做智能座艙里面細(xì)分的不同領(lǐng)域，比如騰訊重點(diǎn)就做“車云一體”的數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)容，阿里做智能座艙的底層操作系統(tǒng)，而百度更多傾向于智能座艙的tier1，有這些科技企業(yè)的涌入賽道，智能座艙的競(jìng)爭(zhēng)不再是鐵板一塊，也不在是死水一灘，而是繼手機(jī)賽道以后最為精彩的競(jìng)爭(zhēng)賽道。

智能座艙也成為車企做出差異化賣點(diǎn)的“兵家必爭(zhēng)”之地了

赫拉克利特的“人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”是說——河水在不斷地流淌、變化，當(dāng)你第二次踏進(jìn)同一條河流時(shí)，過去的水已經(jīng)流走，你遇到的是全新的水。這無疑是對(duì)唯物辯證法“一切事物都處在永恒的運(yùn)動(dòng)、變化之中”的觀點(diǎn)的樸素表達(dá)。

但是汽車賽道，一下從傳統(tǒng)的燃油車，風(fēng)云變幻，突然兩只腳一下進(jìn)入到了四條河流之中，也就是汽車行業(yè)“新四化”（電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、共享化）。而且這其中最能讓車企做出差異化的內(nèi)容，就是智能化。

上圖是智能汽車的三大要素，所謂智能汽車，智能體驗(yàn)自然是安身立命的資本。汽車智能化是未來趨勢(shì)已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。即便是傳統(tǒng)汽車廠商，也在積極擁抱智能汽車。

智能駕駛是其中一項(xiàng)，剩余的智能交互和智能服務(wù)，都是以智能座艙為載體。既然智能座艙這么重要，我們來看看智能座艙都是哪些范圍。

智能座艙包括哪些內(nèi)容：

智能座艙從車內(nèi)看，是座艙內(nèi)飾、座艙電子產(chǎn)品的綜合創(chuàng)新、升級(jí)和聯(lián)動(dòng)。同時(shí)也將與其他的智能終端設(shè)備：比如智能手機(jī)、手表等實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，進(jìn)而與智慧家庭、智慧辦公等場(chǎng)景，最終目標(biāo)是將汽車由單一的駕駛、 乘坐工具升級(jí)為一個(gè)以消費(fèi)者為中心的“智能移動(dòng)空間”。

該空間有望成為除住宅、辦公場(chǎng) 所之外的第三個(gè)基本生活空間，能夠滿足消費(fèi)者社交、學(xué)習(xí)辦公、訂餐、路線規(guī)劃、旅行決策等豐富多樣的生活場(chǎng)景要求。無論是燃油車還是新能源汽車，各家在智能座艙的大方向上是比較一致的，“第三空間”這一概念已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。

我們看看新能源汽車都在智能座艙“八仙過海”都有哪些表現(xiàn)。

理想汽車主要是產(chǎn)品定位非常清晰，在語(yǔ)音交互層面發(fā)力，理想智能語(yǔ)音交互助手“理想同學(xué)”的產(chǎn)品定位完美契合理想ONE中高端家庭用車的車型定位，以全車語(yǔ)音覆蓋、座艙全成員平等交互權(quán)利等。

基于用戶畫像，深耕4音區(qū)以及開拓多音區(qū)覆蓋，使車內(nèi)所有人員均可通過語(yǔ)音進(jìn)行人機(jī)交互，場(chǎng)景化的思考，貼合家庭出行用戶使用習(xí)慣。

最新出的理想L9提出了「三維空間交互」。車內(nèi)擁有6顆麥克風(fēng)和3DToF傳感器，配合理想汽車自研的以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的多模態(tài)三維空間交互技術(shù)，在車內(nèi)以最自然的方式進(jìn)行交互。

蔚來的智能座艙，亮點(diǎn)在于車載智能交互體系的實(shí)體化。在大多數(shù)車企還在以屏幕為交互中心的時(shí)候，蔚來便推出了車載語(yǔ)音助手NOMI，整個(gè)座艙的交互設(shè)計(jì)都是圍繞這個(gè)立在中控臺(tái)正中央的設(shè)備完成。NOMI重視語(yǔ)音助手人設(shè)與形象的完整性與一致性。實(shí)體形象存在，脫離屏幕操作限制，情感化TTS， 形象更立體，屏幕表情增加視覺聯(lián)系。

小鵬汽車憑借著卓越的語(yǔ)音交互，直接在小鵬P7上“一炮而紅”，除了在智能駕駛以外，小鵬在座艙里面都是極客風(fēng)格，語(yǔ)音交互做到極致，還可以通過顯示屏進(jìn)行多功能拓展，包括觀影，看球，打游戲，唱K。

座艙成果易被感知，助力車企產(chǎn)品差異化實(shí)現(xiàn)。作為汽車與車主的高頻觸點(diǎn)，座艙空間一定程度上直接決定了未來的“第三空間”帶給消費(fèi)者的體驗(yàn)。智能座艙中無論是交互手段、物理空間、聲、光、顯示、升級(jí)后的內(nèi)飾，還是多聯(lián)屏設(shè)計(jì)、HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡等都將為駕駛員、乘客帶來鮮明的差異化體驗(yàn)，迅速抓住消費(fèi)者眼球，提高車型的競(jìng)爭(zhēng)力。

智能座艙是眾多車企和上游配套的芯片廠家的作為進(jìn)入汽車智能的切入口。“在目前情況下，智能座艙是剛需。不管什么車，燃油車也好，電動(dòng)車也好，一定會(huì)有智能座艙，包括一定要有方向盤、中控屏，甚至包括智能駕駛等等。所以智能座艙理所當(dāng)然的成為了各個(gè)車廠“兵家必爭(zhēng)之地”。

消費(fèi)者選車的時(shí)候智能座艙成為一個(gè)必選項(xiàng)了。

以前選車是沒得選，反正智能座艙和自動(dòng)駕駛都做的不好，那為什么不選擇一個(gè)機(jī)械素質(zhì)好一些的，省心省力還不用考慮那么多的維修成本。所以這個(gè)階段的日產(chǎn)合資車，紅的發(fā)紫，動(dòng)不動(dòng)就是十年開不壞的本田。

但是電動(dòng)汽車出現(xiàn)以后，整個(gè)三電系統(tǒng)不是卡脖子的點(diǎn)，機(jī)械素質(zhì)都不差，重點(diǎn)的戰(zhàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到了自動(dòng)駕駛和智能座艙上面。所以一旦消費(fèi)者有選擇的時(shí)候，會(huì)自己用腳去投票，用自己口袋里面的鈔票來投票，智能化程度越高的汽車，而且機(jī)械素質(zhì)還不差的車，就是他們的考慮點(diǎn)。

消費(fèi)者對(duì)智能手機(jī)的使用偏好遷移至車端。當(dāng)中控屏等進(jìn)入汽車座艙后，消費(fèi)者在智能手機(jī)上的用戶體驗(yàn)和使用偏好也將延伸至車內(nèi)，消費(fèi)者期待汽車變成一個(gè)數(shù)字伴侶，車載系統(tǒng)能足夠流暢、屏幕能足夠高清、無線聯(lián)動(dòng)能夠順暢。

與眾多成熟市場(chǎng)相比，早已對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能手機(jī)形成依賴的中國(guó)用戶對(duì)座艙的智能科技配置有著更高的關(guān)注度，相關(guān)配置在中國(guó)消費(fèi)者的購(gòu)車決策中起著更為重要的作用。

從用戶購(gòu)買決策的關(guān)鍵因素來看，根據(jù)IHS Markit最新的調(diào)研結(jié)果，座艙智能科技配置水平是僅次于安全配置的第二大類 關(guān)鍵要素，其重要程度已超過動(dòng)力、空間與價(jià)格等傳統(tǒng)購(gòu)車關(guān)鍵要素，反映出座艙智能科技已成為用戶購(gòu)車的重要考量。

汽車不僅僅是進(jìn)入到新能源時(shí)代，也同步加速跨入了智能時(shí)代。新的消費(fèi)群體對(duì)于數(shù)字化和智能化體驗(yàn)更加看重，智能座艙已經(jīng)開始成為車企的主要賣點(diǎn)，也成為消費(fèi)者購(gòu)車的重要參考依據(jù)，而在智能座艙的背后，則是芯片之爭(zhēng)。

大算力 高工藝

高算力芯片是保障智能座艙的“基石”，而高工藝的制程技術(shù)是支撐高算力的必要條件，7nm甚至更高的SoC是未來智能座艙的主流。

早在5年前，座艙里面的零部件基本上都是MCU來完成的，在沒有大的屏幕和動(dòng)效情況下，以前的座艙零部件99%都是MCU來完成，哪怕是剛開始出來的液晶儀表，很多都是使用MCU來驅(qū)動(dòng)的。

我們可以看到這樣一個(gè)并不復(fù)雜UI的界面的液晶儀表，圖像只能達(dá)到2.5D的顯示效果，此時(shí)使用的芯片方案就是一個(gè)MCU，當(dāng)時(shí)我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，還需要反復(fù)考慮該方案的存儲(chǔ)芯片的大小，為了盡量減少內(nèi)存，指針做成旋轉(zhuǎn)的方式，這樣占用的圖片資源就不用那么多，簡(jiǎn)直像極了一分錢半成兩半來花，根本不用談及算力的概念。

那個(gè)時(shí)候智能座艙的智能化設(shè)備還只能提供一些簡(jiǎn)單的功能，比如語(yǔ)音互動(dòng)播放音樂，比如點(diǎn)下屏幕開始播放視頻。這些類似于普通家電設(shè)備所需要的芯片只需要22nm的制程就足夠支持這些功能。那個(gè)時(shí)候的汽車的車載芯片實(shí)際技術(shù)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于消費(fèi)品的芯片，只是在應(yīng)用場(chǎng)景上比消費(fèi)品芯片要苛刻。所以經(jīng)常導(dǎo)航卡頓，觸摸不靈敏是常有的事情，以至于很多人對(duì)于汽車座艙電子的印象始終還停留在那個(gè)階段。

座艙芯片高算力芯片成為剛需

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)。汽車座艙內(nèi)的應(yīng)用正和手機(jī)越來越像，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。這背后的核心原因在于，“軟件定義汽車”需要先進(jìn)的汽車硬件架構(gòu)和強(qiáng)勁的算力支持，智能化程度越深，座艙對(duì)主控芯片的算力要求也越高。

隨著座艙從電子座艙轉(zhuǎn)向智能座艙的階段，座艙座艙作為人車交互的直接觸點(diǎn)，功能進(jìn)一步進(jìn)化，流媒體后視鏡、HUD功能的滲透包括高分辨率的提升，對(duì)芯片的算力提出了高要求，促進(jìn)了座艙由MCU向高算力的SoC的變化。

“我們都知道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’?！彼云囎撏悄芑?，芯片沒有高算力，沒有辦法讓座艙智能起來。

一芯多屏”逐步成為趨勢(shì)，也是高算力SoC芯片的用武之地。

當(dāng)前，智能座艙正在加速?gòu)膯我还δ艿纳?jí)，逐步向大算力域控、更多人機(jī)交互功能以及深入融合進(jìn)行演進(jìn)。在這一過程中，傳統(tǒng)汽車的功能芯片已經(jīng)無法滿足需求，大算力智能座艙SoC芯片的需求大幅高漲。

可以看到傳統(tǒng)的座艙電子里面的控制器基本上是分開的，導(dǎo)航主機(jī)是一家，液晶儀表是一家，同時(shí)還有一個(gè)AVM全景一家，還有TBOX等，這里線束連接就非常復(fù)雜，而且不同供應(yīng)商直接的協(xié)調(diào)調(diào)試也非常復(fù)雜。

可以看到，如果中控導(dǎo)航和液晶儀表的互動(dòng)越來越頻繁，中控上的導(dǎo)航地圖，音樂等信息，需要傳輸?shù)揭壕x表上進(jìn)行顯示。此時(shí)采用傳統(tǒng)的方案，需要將中控導(dǎo)航的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕x表上，需要增加對(duì)傳芯片，同時(shí)如果需要將一些音樂信息也傳輸?shù)揭壕x表上顯示，此時(shí)還需要走單獨(dú)的私有CAN協(xié)議，這樣才能保障信息的傳輸，整體設(shè)計(jì)方案復(fù)雜，而且可靠性也存在一定的問題，信息傳輸耗時(shí)比較久。

上圖是IMX6 的多芯片方案，液晶儀表、中控導(dǎo)航、后排娛樂都使用了IMX6最小系統(tǒng)，這樣上圖黃色框里面的內(nèi)容就資源重復(fù)了，但是如果只用一顆IMX6又不能帶動(dòng)三個(gè)顯示屏，所以很多存儲(chǔ)資源沒有辦法進(jìn)行最大化的利用，反復(fù)的浪費(fèi)了計(jì)算和存儲(chǔ)資源。

一芯多屏使多個(gè)屏幕的信息能自由流轉(zhuǎn)，跨屏互動(dòng)。

從性能上來看：座艙交互需求越來越多，就上面提到的，中控導(dǎo)航和液晶儀表之間都有非常多的信息交互，一芯多屏方案中信號(hào)的傳輸在芯片內(nèi)部就完成了，不需要外部對(duì)傳芯片以及CAN&LIN總線的傳輸，大幅度的降低了通信時(shí)間，有利于打破多芯片方案間由于信號(hào)傳輸延遲導(dǎo)致的性能局限。

從成本來看：?jiǎn)涡酒桨傅耐鈬鶧DR和EMMC方案比多芯片方案數(shù)量減少，系統(tǒng)可靠性提升，雖然現(xiàn)在的單芯片成本比較貴，但是總體趨勢(shì)來看，未來2年以后的整體成本是優(yōu)于多芯片方案。

咱們有提到，傳統(tǒng)的座艙電子，主要應(yīng)對(duì)于簡(jiǎn)單指令的處理，因此采用由 CPU+存儲(chǔ)+外設(shè)接口組成的 MCU 芯片，即可滿足其對(duì)于算力的需求。但隨著汽車向集中式架構(gòu)迭代，域控制器的出現(xiàn)，使得大 量 ECU 被功能性整合，原有分散的硬件可以進(jìn)行信息互通及資源共享，硬件與傳 感器之間也可實(shí)現(xiàn)功能性的擴(kuò)展，而域控制器作為汽車運(yùn)算決策的中心，其功能的 實(shí)現(xiàn)主要依賴于主控芯片、軟件操作系統(tǒng)及中間件、算法等多層次軟硬件之間的有 機(jī)結(jié)合。

同時(shí)，為了賦予汽車更高級(jí)別的智能化功能，域控制器需要處理由傳感器 傳來的環(huán)境信息，其中，涵蓋了海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致面向控制指令運(yùn)算 的 MCU 芯片難以滿足其復(fù)雜的運(yùn)算。相比之下，SoC 芯片引入了 DSP（音頻處 理）、GPU（圖像處理）、NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理），使其不僅擁有控制單元，還集成 了大量計(jì)算單元，從而能夠支撐多任務(wù)并發(fā)及海量數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)極術(shù)社區(qū)的測(cè) 評(píng)，SoC 芯片的算力可高達(dá) 1012次/秒，是 MCU 芯片算力的指數(shù)級(jí)倍數(shù)。

一芯多屏技術(shù)最早由奔馳在 2018 年量 產(chǎn)，用域控制器 DCU 替代 ECU，底層芯片集成 GPU。優(yōu)勢(shì)是：能使座艙內(nèi)圖像、視頻處 理算力大增，縮短因系統(tǒng)功能增加帶來的系統(tǒng)時(shí)延，成本上降低復(fù)雜線束成本、布線成本以 及通信成本。

今年1-10月搭載智能座艙交付量達(dá)到192.67萬輛，份額占比達(dá)到27.05%，這個(gè)是一個(gè)非常明確的趨勢(shì)，智能座艙域控制器，一芯帶多屏的時(shí)代即將到來。

智能座艙搭載的功能越多，對(duì)芯片算力要求就越高。目前車機(jī)上的APP應(yīng)用還沒有手機(jī)上的那么豐富，很多剛需應(yīng)用在車機(jī)上還不普及，比如購(gòu)物、金融、在線視頻等，前幾代的車機(jī)芯片都會(huì)落后手機(jī)芯片2-3年，現(xiàn)在由于智能座艙的“一芯多屏”的應(yīng)用，以及智能交互的應(yīng)用，車機(jī)芯片的算力要求已經(jīng)追齊甚至超過手機(jī)芯片了。

智能座艙的“第三空間”所需要的多模交互讓算力需求暴漲

智能座艙是實(shí)現(xiàn)千人千面汽車駕乘體驗(yàn)的重心所在，新勢(shì)力車企與領(lǐng)先自主品牌車企率先發(fā)力，“大屏化”、“多屏化”、“多模態(tài)交互”、“一芯多屏”成為座艙發(fā)展的熱門趨勢(shì)，伴隨著傳感器規(guī)模的增長(zhǎng)與交互模式的復(fù)雜化，智能座艙對(duì)芯片的算力需求亦水漲船高。

你的印象中車機(jī)還是這個(gè)樣子，又蠢又笨重，都恨不得立刻扔掉，而且人機(jī)交互就是一個(gè)慘不忍睹。

我們?cè)賮砜纯船F(xiàn)在智能座艙應(yīng)該有的樣子：

看起來多模交互非常酷，實(shí)現(xiàn)起來可以是非?！翱唷?，涉及到多個(gè)傳感器的融合，數(shù)據(jù)的及時(shí)處理，算法的應(yīng)用等等，這個(gè)對(duì)于SoC的主芯片而言，每增加一個(gè)多模交互的場(chǎng)景，算力都是需要增加的。

從技術(shù)角度上看，影響算力的因素至少有22個(gè)，每一個(gè)因素都會(huì)對(duì)上層應(yīng)用產(chǎn)生影響。每一個(gè)影響因素對(duì)算法產(chǎn)生的影 響不同，比如攝像頭個(gè)數(shù)對(duì)全圖檢測(cè)的影響就是線性，其他影響因子不變的情況下，兩個(gè)攝像頭就是一個(gè)攝像頭所需要 的算力的2倍。對(duì)于同樣的算法，是多個(gè)影響因子共同起作用，這將導(dǎo)致對(duì)算力的要求大幅提高。

根據(jù)IHS專業(yè)的評(píng)估，SoC芯片需要高度集成CPU、AI處理單元、圖像處理單元GPU、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU等多個(gè)模塊，才能滿足高速運(yùn)算和負(fù)責(zé)運(yùn)算的需求，從而實(shí)現(xiàn)座艙的多傳感器融合、多模交互，其中CPU和GPU尤為重要。

CPU 主要負(fù)責(zé)交互功能和應(yīng)用程序 運(yùn)行的邏輯運(yùn)算，并承擔(dān)著任務(wù)調(diào)度的職責(zé)，即根據(jù)不同的功能對(duì)應(yīng)分配給不同的處理器。而在多模態(tài)的交互以及日漸豐富的應(yīng)用生態(tài)驅(qū)動(dòng)下，CPU 的算力將呈現(xiàn) 數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)（CPU 算力一般高于 50KDMIPS 即能運(yùn)行智能座艙流媒體、AR 導(dǎo) 航、AR-HUD 等主要功能）。

對(duì)于座艙中的娛樂信息系統(tǒng)而言，車載應(yīng)用通常為多任務(wù)并發(fā)形式，因 此芯片的多重并行計(jì)算能力愈發(fā)重要。同時(shí)，疊加應(yīng)用的高并發(fā)+圖像顯示的高標(biāo) 準(zhǔn)（即圖像顯示復(fù)雜度、精細(xì)度和實(shí)時(shí)性），將驅(qū)動(dòng) GPU 逐漸從 CPU 中分化為圖 像專用的處理器以承載其所需的高性能計(jì)算能力，以及較高的渲染能力。其中，對(duì) 于 3D 圖像效果，200GFLOPS 以上即能滿足 3 個(gè)屏幕以上的圖像顯示，而針對(duì) GPU 進(jìn)行圖像算法處理，則需要 500GFLOPS。

可以看到2024年的NPU需求是2021年的10倍左右，CPU需求是2022年的3.5倍。在智能座艙未來發(fā)展的情況下來看，高算力尤為重要。

上百種感知算法為主機(jī)廠打造個(gè)性化上層應(yīng)用，完成差異化戰(zhàn)略部署；算力支持提供整車生命周期的軟件迭代空間的同時(shí)，才能滿足千人千面的感知功效需求。

國(guó)產(chǎn)的SoC 在這波智能座艙域控制芯片浪潮中也有異軍突起，非常亮眼。

根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，2015年瑞薩、恩智浦合計(jì)占據(jù)整個(gè)車機(jī)芯片市場(chǎng)份額的六成以上，其中瑞薩在駕駛艙、儀表份額達(dá)到47%、44%；座艙芯片市場(chǎng)主要由汽車電子廠商為主導(dǎo)，其中包含瑞薩、NXP、TI 等 玩家；2015 年之后，以高通、英特爾、三星、聯(lián)發(fā)科為主的消費(fèi)電子廠商強(qiáng)勢(shì)入局。

但 2021 年后高通在座艙市場(chǎng)中強(qiáng)勢(shì)翻盤，斬獲超 80%的份 額。我們認(rèn)為，在這芯片市場(chǎng)易主的背后，是芯片算力的強(qiáng)勢(shì)較量，通過 CPU/GPU 性能來比較，高通的 8155 芯片對(duì)應(yīng)算力分別為 105K DMIPS、1142 GFLOPS， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先傳統(tǒng)的汽車電子廠商2倍以上，導(dǎo)致傳統(tǒng)的瑞薩、NXP、TI芯片丟盔棄甲，毫無招架還手之力，因?yàn)楦咚懔π酒蠌?fù)雜的交互、應(yīng)用功能及圖像顯示的高算力需求。

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“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)。

“龍鷹一號(hào)”是芯擎科技推出的國(guó)內(nèi)首款7nm車規(guī)級(jí)高算力多核異構(gòu)智能座艙高端處理器，內(nèi)置8個(gè)核心CPU、14核心GPU以及8 TOPS AI算力的NPU，可以實(shí)現(xiàn)90K DMIPS的CPU算力和900GFLOPS的GPU算力，性能指標(biāo)可以對(duì)標(biāo)目前國(guó)際市場(chǎng)上最先進(jìn)的產(chǎn)品。

芯擎科技2021 年 12 月發(fā)布了國(guó)產(chǎn)第一顆 7nm 智能座艙芯片“龍鷹一號(hào)”。

從上面參數(shù)可以看到，在國(guó)產(chǎn)芯片里面我們看到可以同高通8155P直接扳手腕的芯片就是芯擎的龍鷹一號(hào)，雖然我們看到的GPU算力是900k，但是實(shí)際的GPU能力要強(qiáng)于高通8155，高通的8155是通過虛擬機(jī)進(jìn)行中控導(dǎo)航和儀表的設(shè)計(jì)，由于虛擬機(jī)是需要占用一定的空間的，所以8155 加上虛擬機(jī)之后的實(shí)際用戶可用算力要少于龍鷹一號(hào)SE1000。

SE1000在硬隔離的機(jī)制下幫助用戶節(jié)省了虛擬機(jī)的 費(fèi)用，同時(shí)芯片內(nèi)部的GPU等資源可以在兩個(gè)域之間靈活配置，滿足AP和CP域的資源靈活劃分，這個(gè)是非常利好的，目前QNX的虛擬機(jī)的費(fèi)用可不便宜。

前面咱們提到GPU能力越強(qiáng)，可以做很多座艙流暢的內(nèi)容，特別是用戶體驗(yàn)角度出發(fā)，我們都看看龍鷹一號(hào)能為用戶帶來怎樣的體驗(yàn)。

1、系統(tǒng)瞬間啟動(dòng)，全速運(yùn)行。智能座艙芯片的算力決定了座艙內(nèi)屏幕的數(shù)量、運(yùn)行流暢度及畫面豐富度，“龍鷹一號(hào)”高性能異構(gòu)計(jì)算引擎提供澎湃算力，而高能效的處理器集群則配合獨(dú)特的功能安全與信息安全硬件產(chǎn)品，快速構(gòu)建車載智能化生態(tài)系統(tǒng)。

“屏幕的數(shù)量越來越多、分辨率也越來越高，要保障每一塊屏幕都能流暢運(yùn)行且不卡頓，對(duì)芯片性能具有極高的要求?！褒堹椧惶?hào)”擁有出眾的運(yùn)算能力和協(xié)同匹配能力，能夠增強(qiáng)車機(jī)的穩(wěn)定性和操控性，提高響應(yīng)速度，并支持一機(jī)多屏多系統(tǒng)?！褒堹椧惶?hào)”最多可以支持7塊2K的屏幕同時(shí)輸出，完全可以滿足目前甚至未來2-3年座艙內(nèi)部顯示的需求。

2、智能導(dǎo)航功能。據(jù)了解，一款好用的導(dǎo)航功能，背后不僅需要高效易用的人工智能引擎，還要強(qiáng)大的感知系統(tǒng)和豐富的視覺算法支持，這里的多模交互就是非常耗費(fèi)算力的，需要有AI引擎。

3、視頻播放。憑借“龍鷹一號(hào)”強(qiáng)大的視頻編解碼能力和高帶寬的顯示通道，展示車支持多個(gè)全高清屏幕的多媒體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多觸控屏之間交互自如，兩指滑動(dòng)縮放和三指多屏任意切換。

4、智能語(yǔ)音通話。高性能音頻信號(hào)處理單元及豐富的音頻接口，配合語(yǔ)音AI加速引擎，支持豐富的智能語(yǔ)音應(yīng)用。

5、游戲功能。強(qiáng)大的GPU渲染算力和多種圖形硬件加速單元，在高清視頻流暢播放的同時(shí)，支持3D游戲迅捷平滑操作，高帶寬低延遲的LPDDR5內(nèi)存帶寬，保證多屏之間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換。

想想當(dāng)你沒有開車，停在路邊的時(shí)候，你媳婦用副駕駛屏幕在看高清視頻節(jié)目，你還可以同時(shí)對(duì)另外一塊屏幕進(jìn)行王者榮耀，這是多么令人熱血沸騰的事情，雖同出一個(gè)座艙里面，不再像以前需要有人妥協(xié)，播放一個(gè)人喜歡的內(nèi)容，現(xiàn)在在座艙里面，各自安好，互不打擾，但是內(nèi)心確實(shí)那樣的溫馨。

高算力需要采用更新的制造工藝來保障；

隨著視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等多方面的互動(dòng)要求增加，智能座艙更多地和ADAS開始聯(lián)動(dòng)后，原有的車規(guī)級(jí)芯片所需要的算力急速增加。2021年上市的眾多車型實(shí)際就在采用16nm的芯片，2021年高通8155開始采用了7nm的工藝來支持更多的場(chǎng)景應(yīng)用。

我們可以看到，傳統(tǒng)的汽車電子廠家，最新高階使用的芯片算力普遍是16nm左右的，這個(gè)制程直接制約了算力提升，16nm工藝相比，7nm工藝在功耗、性能和面積上有很大提升，與16nm相比提升非常顯著，超過其他幾個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的升級(jí)幅度，從16nm升級(jí)到7nm，芯片面積可以縮小到原來的1/3。

從消費(fèi)類芯片來看，要提升算力，最簡(jiǎn)單有效的就是增加核心。所以要滿足智能座艙芯片算力的提升，同樣需要在單顆芯片里面集成多個(gè)不同類型的核心。芯擎科技“龍鷹一號(hào)”為例，該芯片是由8個(gè)CPU核心、14核GPU、8 TOPS int8可編程卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎以及其他核心高度集成的多核異構(gòu)SOC芯片。除了多核堆疊外，該芯片還在存儲(chǔ)、連接等“通道”方面做了優(yōu)化，以保證三大核心群的算力充分發(fā)揮。

采用7nm工藝，除了提升算力以外，還有一個(gè)重要目的就是降低功耗，我們知道車?yán)锩娴沫h(huán)境非常惡劣，經(jīng)常都是高低溫環(huán)境，在進(jìn)行多模交互的時(shí)候，算力急劇的上升，此時(shí)需要控制好功耗，避免芯片超過結(jié)溫，這個(gè)時(shí)候采用7nm的制程，能夠有效的降低功耗。

參考資料：

http://www.dzjm-cn.com/xinwenzhongxin/5835.html

https://mp.weixin.qq.com/s/rPsv474oQ10lU7tVeb6FSg