汽车芯片行业专题研究
1.行业变革拉动汽车智能芯片需求
智能汽车浪潮已来,功能高级化和电子架构变革是汽车改用智能芯片的两大推动力。宝马、特斯拉和造车新势力等智能化的领跑者已率先使用智能芯片。随着未来智能化渗透持续加深,汽车智能芯片需求将迎爆发式增长。2022年1月,中国市场智能汽车销量超37万辆,智能化芯片已经深入乘用车市场。宝马、比亚迪和奔驰搭载智能芯片的车型单月销量均超3万,特斯拉、理想全部车型都已搭载智能芯片,单月销量均破万。
1.1.芯片是智能汽车核心硬件,智能芯片采用SoC
汽车电子功能依赖于车载芯片实现,功能复杂化正在提高对芯片性能的需求。过去的汽车的电子功能主要是精密控制和安全保障,现在则更注重提升综合感受,智能汽车将搭载越来越多搭载自动化、智能化、交互式的功能,许多场合产生了对智能化芯片的需求。
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初级阶段的电子功能广泛采用微控制器芯片(MCU,MicroControllerUnit),MCU又称单片机,内部一般包含CPU、时钟、存储器等元件,特点是通用性强,适用于对算力要求不高的场合。现代主流智能芯片都采用系统级芯片(SoC,SystemonaChip)的设计,SoC是将图形处理单元(GPU,GraphicsProcessingUnit)、数字信号处理器(DSP,DigitalSignalProcessing)和神经处理单元(NPU,NeuralProcessingUnit)等元件集成到一起的产物,性能强大,适合运行高级操作系统,可以实现智能化的功能。
1.2.控制架构集中化,智驾和座舱域率先更“芯”换代
传统汽车电子控制系统普遍采用E/E架构,这种架构是分布式的,大量电子控制器(ECU,ElectronicControlUnit)遍布在全车各个角落。兰德酷路泽4000动力
如果要在E/E架构下实现高级的智能化,整车电子系统会变得非常复杂。传统汽车每个电子控制功能都要配备一颗ECU,每个ECU都需要一枚MCU芯片,增加功能往往需要增加芯片。博世提出了按功能属性划分的方案,使用域控制器把多个ECU的功能整合到一起。因为域控制器可以替代大量ECU,集中处理和运算多个传感器传来的数据,所以在这种架构下控制器的数量得以大大减少,增加新的功能也无需增加额外的处理器芯片。
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在域控制器架构下,自动驾驶和智能座域是采用大算力智能SoC的两个重点,作为新兴域,算力需求增长最快,而且这两个域未来还将有更多新功能加入。以特斯拉 Model3为例,该车采用了域控制器架构,特斯拉把驾驶辅助系统和智能座舱的信息娱乐系统整合到了前车身域控制器上,该控制器采用了智能化大算力的SoC芯片,其他域的主控芯片仍采用MCU。
1.3.智能化加速渗透,芯片需求将提前爆发
近年来,汽车智能科技迅速升级,智能汽车渗透率不断提高,市场对智能汽车认可程度亦在加深。2021年智能汽车销量超270万辆,全年智能化渗透率超10%,2021年12月智能汽车销量超40万辆,单月渗透率达17.6%,智能芯片需求迅速增长。
未来智能汽车市场成长空间仍然庞大,根据ICVtank预测,到2026年,全球自动驾驶市场规模将达687亿美元,CAGR达25.4%,智能座舱市场规模将达440亿美元,CAGR约11.3%,中国市场年复合增速达11.6%,领先全球增长。
蔚来es6现在车企实现智能化的普遍路径是预埋硬件,而后再通过空中下载技术 (OTA)推送新功
能,以软件升级的模式不断创造收益。这意味着新车出厂时已经搭载了未来数年所需的算力,智能芯片需求高峰将提前到来。
2.全球车用智能芯片市场呈寡头垄断格局
一般房车要多少钱车用智能芯片市场目前由少数几家海外大厂主导,芯片研发需要大量资金投入和长期积累,行业壁垒较高,新厂商进入难度大。ADAS芯片市场份额较大的供应商有Mobileye、英伟达和特斯拉,智能座舱市场主要有高通、瑞萨和恩智浦。
2.1.ADAS芯片:Mobileye和英伟达在不同级别自动驾驶各有优势
Mobileye和英伟达在不同级别自动驾驶下各有优势。Mobileye在L2\L3级别的自动驾驶芯片领域占据支配地位,核心优势在视觉处理,市场份额超过70%,随着更加开放性的EyeQ5芯片的推出,Mobileye开始发力高级别自动驾驶;英伟达在L4级别更具备优势,适用于摄像头、雷达等不同类型传感器的融合,更加满足造车新势力全栈自研的需求。
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