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深度:汽車芯片市場的開年之戰(zhàn)

2020-05-14 09:26 車東西

導(dǎo)讀:到了2020年這個節(jié)點(diǎn),高通820A終于在汽車產(chǎn)業(yè)上撕開一個缺口,也意味著傳統(tǒng)玩家們在這領(lǐng)域,已經(jīng)被高通殺到了家門口。

汽車“智能化”是未來趨勢,高通、英特爾、英偉達(dá)等企業(yè)切入汽車半導(dǎo)體市場,但第一批芯片的耐用性還需要時間檢驗(yàn)。恩智浦、英飛凌、德州儀器、瑞薩等公司等傳統(tǒng)汽車芯片老玩家們要憑借實(shí)力繼續(xù)追趕。

消費(fèi)電子芯片巨頭上車這件事,終于有了“關(guān)鍵突破”。

今年春季上市的新車并不算多,但幾個關(guān)注度較高的車型,像是中期改款的A4L、領(lǐng)克05、小鵬P7、小鵬G3新版本還有路虎發(fā)現(xiàn)運(yùn)動版,在車機(jī)上都有一個特點(diǎn),就是搭載了高通的820A芯片。

汽車智能化浪潮興起以來,高通、英特爾、英偉達(dá)等企業(yè),就一直希望以高算力芯片為核心,以車機(jī)系統(tǒng)和自動駕駛為突破點(diǎn),切入汽車半導(dǎo)體市場。

但在過去幾年里,這些玩家的動作往往是雷聲大雨點(diǎn)小——簽約合作站臺不少,實(shí)際落地的品牌一兩個,車型若干臺,并不成氣候。

但到了2020年,高通820A卻借著奧迪A4L、領(lǐng)克05、小鵬P7,還有去年上市的理想ONE等熱門車型,一下成了行業(yè)熱詞、旗艦標(biāo)配。

這意味著,在經(jīng)過多年的努力后,以高通、英特爾、英偉達(dá)三家為代表的消費(fèi)電子芯片巨頭,終于在汽車芯片這個極為封閉且壁壘極高的細(xì)分市場里,撕開了一個缺口。

而以恩智浦、英飛凌、德州儀器、瑞薩等公司為代表的傳統(tǒng)汽車芯片巨頭們?nèi)绻粖^力反擊,車機(jī)芯片這個口子不僅會不斷擴(kuò)大,且未來自動駕駛芯片這個更大的寶地也將被攻破!

那么今年到底有哪些車企搭載了消費(fèi)電子芯片巨頭的芯片?他們是如何“入侵”汽車產(chǎn)業(yè)的?現(xiàn)在汽車芯片市場的格局到底怎樣?老玩家們又將如何捍衛(wèi)自己的市場地位呢?

820A成新車標(biāo)配 汽車芯片市場被撕開缺口

4月10日,中期改款的奧迪A4 L上市,這款車在外觀和動力部分沒太多的改動,不過車機(jī)系統(tǒng)的變化卻很明顯。

中控娛樂屏幕從此前的非觸控屏升級為觸控屏,車機(jī)芯片從驍龍602A升級為驍龍820A,系統(tǒng)也換成了安卓Pie(安卓9)。得益于車機(jī)的安卓系統(tǒng),奧迪A4 L可以在車機(jī)內(nèi)安裝導(dǎo)航、天氣、音樂等第三方應(yīng)用程序,較此前奧迪的MMI系統(tǒng)可謂是產(chǎn)生了質(zhì)的變化。

不過,在軟件背后還有更厲害的高通驍龍820A,正是這顆芯片的加入,讓車機(jī)能夠流暢運(yùn)行安卓系統(tǒng)和各種應(yīng)用。

820A是高通此前在移動設(shè)備上的旗艦芯片驍龍820的車規(guī)版本。

從性能上來說,驍龍820和820A的CPU都采用4核心設(shè)計,820A的主頻比820低0.1GHz,GPU核心完全相同。

該芯片分為5個部分,分別是CPU、GPU、數(shù)字信號處理器(DSP)、圖像信號處理器(ISP)以及調(diào)制解調(diào)器,還有Wi-Fi、藍(lán)牙、4G通信、GPS定位等各類模塊。

齊全的各種核心讓該芯片可以支持多塊4K分辨率的屏幕,以支持絕大部分車型的中控車機(jī)和全液晶儀表流暢運(yùn)行各種應(yīng)用,還自帶4G、WIFI、藍(lán)牙、定位能力。

此外,該芯片最多還可輸入8路攝像頭視頻信號,支持深度學(xué)習(xí)技術(shù)以進(jìn)行圖像識別和傳感器融合,還能為3D倒車影像、駕駛員監(jiān)測甚至是一些簡單的ADAS系統(tǒng)提供算力。

現(xiàn)階段新出的車型內(nèi)部屏幕是越來越大,越來越多,清晰度也是越來越高,甚至可以說就是在車內(nèi)裝了幾個平板電腦,原來就是旗艦級移動設(shè)備芯片的驍龍820A,自然是目前車企可選擇的最強(qiáng)產(chǎn)品。

除奧迪A4 L之外,今年新發(fā)布/上市的路虎發(fā)現(xiàn)運(yùn)動版、領(lǐng)克05、小鵬P7小鵬、G3(新增車型)也搭載了這塊芯片,此前還有第十代本田雅閣、理想ONE、天際ME7、比亞迪唐EV等車型。

高通于2014年和2016年相繼推出了602A和820A兩款車機(jī)芯片,雖然早在2014年就跟奧迪等車企簽署了合作,但是一直都是雷聲大雨點(diǎn)小,實(shí)際落地車型寥寥無幾,最終在經(jīng)過四五年的等待之后,820A芯片終于迎來一波爆發(fā)。

高通之外,地平線自研的征程二代車機(jī)芯片也已經(jīng)在長安的新款SUV UNI-T上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)搭載。

此前幾十年,汽車芯片市場,基本都被恩智浦、德州儀器、瑞薩半導(dǎo)體等汽車芯片巨頭所壟斷,外來者鮮有機(jī)會可以入局。但到了2020年這個節(jié)點(diǎn),高通820A終于在汽車產(chǎn)業(yè)上撕開一個缺口,也意味著傳統(tǒng)玩家們在這領(lǐng)域,已經(jīng)被高通殺到了家門口。

汽車智能化需求劇增 老芯片算力疲軟

驍龍820A在車機(jī)芯片市場玩得風(fēng)生水起,可這一市場此前一直都是德州儀器、恩智浦、瑞薩電子這些傳統(tǒng)廠商的天下,為什么高通突然在2020年火起來了呢?

簡單來說,這就是因?yàn)槿藗冊谲噧?nèi)的娛樂需求快速增加造成的。如今,僅有一塊觸控屏幕已經(jīng)不能滿足用戶的需求,加入一個智能的軟件系統(tǒng)才是車機(jī)的未來。

車機(jī)的功能在不斷增多,運(yùn)算需求也在不斷提高。車機(jī)系統(tǒng)要渲染出復(fù)雜的動畫,運(yùn)行多個應(yīng)用程序,定位系統(tǒng)也需要持續(xù)工作……面對復(fù)雜的任務(wù)處理,老式的車機(jī)處理芯片性能吃緊,如果隨著時間推移,車機(jī)出現(xiàn)明顯卡頓,車企面對的肯定是車主的瘋狂吐槽。

從制程上來說,恩智浦i.MX8、瑞薩的H3都落后于高通820A的16nm,德儀的J6甚至還用的是28nm的老技術(shù)。要知道,目前消費(fèi)電子領(lǐng)域的芯片制程已經(jīng)在普及7nm,甚至向著5nm前進(jìn)了。

CPU主頻也是如此,除了820A,其它三個產(chǎn)品的主頻都是2GHz以下,性能上自然落了下風(fēng)。

在圖形處理器(GPU)方面,驍龍820A采用Adreno 530 GPU,核心速度為624MHz,14nm制程,在四款芯片中處理性能排名第一。瑞薩電子的R-Car H3采用PowerVR GX6650 GPU排名第二,核心速度450MHz,采用28nm的制程。

德州儀器Jacinto 6采用SGX544 GPU,核心速度為384MHz,采用45nm制程,圖形處理性能排名第三。恩智浦的i.MX 8采用GC 7000XSVX GPU,根據(jù)Notebook Check網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù),這顆GPU的處理性能和Adreno 305相近,性能比瑞薩電子和德州儀器的芯片都要弱。

CPU的性能直接決定了車機(jī)在處理3D地圖導(dǎo)航、語音交互等大型應(yīng)用時反應(yīng)是否足夠流暢,而GPU則決定了車機(jī)屏幕的分辨率是否足夠清晰,以及各種動畫效果的顯示是否流暢。

如果GPU性能較弱,高分辨率的圖像、復(fù)雜的動畫都無法流暢渲染。一旦每秒渲染的畫面低于24幀,人們就會覺得車機(jī)“卡成PPT”。

此外,高通作為移動芯片領(lǐng)域的老大,其820A SoC芯片還有一個明顯的優(yōu)勢,就是內(nèi)嵌了4G LTE調(diào)制解調(diào)器,直接可以實(shí)現(xiàn)4G通信,而選擇其他芯片玩家的產(chǎn)品,則還得外掛一顆通信芯片。

以前文提到的理想ONE為例。

理想One車型的車機(jī)有兩塊芯片,一塊是驍龍820A,另一塊就是德州儀器Jacinto 6。其中,德州儀器Jacinto 6負(fù)責(zé)驅(qū)動駕駛員正前方儀表屏幕和中央下方的功能控制屏幕,驍龍820A負(fù)責(zé)驅(qū)動中控屏幕和副駕正前方的屏幕。

很容易發(fā)現(xiàn),Jacinto 6負(fù)責(zé)處理比較簡單的內(nèi)容,驍龍820A負(fù)責(zé)處理較復(fù)雜的內(nèi)容。比如儀表屏幕只需要顯示,沒有觸控輸入,功能按鍵屏幕大多為觸控輸入,沒有復(fù)雜的圖像渲染。驍龍820A則不同,中控屏幕和副駕屏幕都有觸控輸入,并需要進(jìn)行復(fù)雜的圖像渲染功能。

理想ONE之外,一些即將面世的新車,在智能化上可謂是更加有過之而無不及。

比如拜騰車內(nèi)的屏幕尺寸就高達(dá)48英寸,車機(jī)系統(tǒng)中擁有大量高清動畫的渲染需求。另外一些車型還在不斷普及駕駛員監(jiān)測(DMS)、手勢交互、甚至是多模態(tài)交互能力(語音、手勢、面部表情同時交互),這些技術(shù)尤其依賴深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù),對車機(jī)芯片算力的要求進(jìn)一步提升。

最后說一下,汽車作為工業(yè)產(chǎn)品,設(shè)計生命周期一般都在10年以上,與消費(fèi)電子類產(chǎn)品相比顯然更長,同時對穩(wěn)定性的要求也就更高。因此,傳統(tǒng)汽車芯片企業(yè)從研發(fā)和成本兩個方面考量,決定用已經(jīng)成熟的制造技術(shù)造汽車芯片,這樣既能控制成本,也能讓芯片的穩(wěn)定性更高。

也正是這種原因,上述老玩家的產(chǎn)品在性能上才會集體敗給高通,而高通820A芯片本身,也已經(jīng)是多年前的產(chǎn)品,在手機(jī)芯片領(lǐng)域,已經(jīng)進(jìn)入了865時代。

汽車智能化提速 三大消費(fèi)電子巨頭涌入

作為消費(fèi)電子芯片巨頭的代表,高通進(jìn)入汽車芯片領(lǐng)域已有多年。

據(jù)外媒EE Times報道,高通公司從2004年左右就開始在汽車芯片領(lǐng)域摸爬滾打了。當(dāng)時,通用汽車的OnStar(安吉星)服務(wù)開始布局汽車聯(lián)網(wǎng),高通公司就一直為通用汽車提供調(diào)制解調(diào)器芯片。

2014年的CES大會上,高通推出了旗下首款面向汽車的SoC芯片驍龍602A,在當(dāng)年的CES大會上還展示了搭載這塊車機(jī)芯片的奧迪樣車。

高通在這輛奧迪A4的車窗玻璃上還打出了口號“全球首款可用4G LTE網(wǎng)絡(luò)的汽車”。不過,擁抱驍龍602A的車企僅有奧迪一家,從2017年起,除奧迪A8旗艦系列之外,還有多款車型搭載了驍龍602A車機(jī)芯片。

這階段,高通幾乎只有奧迪這一個落地案例。

2016年的CES大會上,高通發(fā)布了第二款車機(jī)芯片驍龍820A,這塊芯片和當(dāng)年高通移動設(shè)備的旗艦芯片驍龍820的參數(shù)幾乎完全一致。

除了820A整體的解決方案,高通還帶來了單獨(dú)的4G LTE調(diào)制解調(diào)器、Wi-Fi藍(lán)牙芯片、動力電池?zé)o線充電以及Atlas信息娛樂SoC……可以說CES 2016才是高通正式進(jìn)入汽車芯片市場的時間。

既然高通“用料”這么足,如果價格和穩(wěn)定性上合適,車企也不是不能考慮用高通的芯片。兩年之后的2018年CES,高通宣布了首批達(dá)成共識的車企,捷豹路虎汽車、本田、比亞迪旗下的車輛都將搭載驍龍820A車機(jī)芯片。

當(dāng)年的CES大會上,捷豹路虎汽車高級產(chǎn)品總監(jiān)Nick Rogers說:“ 汽車行業(yè)也正在向著5G時代邁進(jìn),高通的820A車機(jī)平臺將會為捷豹路虎旗下的車輛帶來超快的網(wǎng)絡(luò)連接和更好的計算能力。”

從Nick Rogers的這句話中可以看出,捷豹路虎正向著汽車網(wǎng)聯(lián)化的方向發(fā)展,而驍龍820A內(nèi)嵌4G LTE網(wǎng)絡(luò)模塊,車機(jī)芯片之外不用再買外掛的模塊,高通的這個解決方案讓車企很省心。

2018年,第十代本田雅閣成為首款搭載高通驍龍820A車機(jī)的量產(chǎn)車型,比亞迪方面表示,從2019年開始,也計劃使用高通820A芯片。

在順利拿下幾家傳統(tǒng)大廠之后,高通把目光轉(zhuǎn)向了中國的新造車公司。

中國的新造車公司起步比較晚,有些是自主車企的高端品牌,還有些只造電動車。這些品牌沒有太高的知名度,品牌影響力也比不過摸爬滾打多年的老牌車企,這些新造車公司希望以車載系統(tǒng)、車內(nèi)智能化等能力取勝,更強(qiáng)的芯片、更好的屏幕就成為必要硬件。

2018年~2019年,高通拿下了小鵬、理想、領(lǐng)克幾個品牌,小鵬、理想全線產(chǎn)品都搭載了驍龍820A車機(jī)芯片,今年3月上市的領(lǐng)克05也搭載了驍龍820A車機(jī)芯片,高通的車機(jī)芯片市場正在快速擴(kuò)大。此外,今年上市的奧迪A4 L也從此前的602A升級成820A,處理性能提升之后,車機(jī)運(yùn)行也會更加流暢。

除了高通之外,英偉達(dá)、英特爾、地平線也作為汽車芯片領(lǐng)域的新玩家入局汽車芯片行業(yè)。不過,這兩家公司稍有不同。英偉達(dá)注重發(fā)展自動駕駛芯片,而英特爾和地平線一手抓自動駕駛,一手抓車機(jī)芯片。

眼下的自動駕駛技術(shù)研發(fā),高度依賴AI技術(shù),而GPU在AI計算領(lǐng)域,又有著無可比擬的優(yōu)勢。借著自動駕駛浪潮,英偉達(dá)不斷在推出自動駕駛芯片產(chǎn)品。

2015年起,英偉達(dá)發(fā)布了第一代自動駕駛芯片Drive CX,不過并沒有掀起太大的波瀾,從第二代Drive PX2開始,英偉達(dá)才開始在自動駕駛芯片市場上大放異彩。

2016年,英偉達(dá)推出了Drive PX2,深度學(xué)習(xí)計算能力可以達(dá)到每秒20萬億次(20DL TOPs),相當(dāng)于當(dāng)年150臺蘋果MacBook Pro的計算能力。

這代芯片被特斯拉使用,特斯拉Model S、Model X等車型配備的自動駕駛電腦HW2和HW2.5都是采用的Drive PX2。其中HW2.5還用了兩顆,一顆作為冗余,讓芯片的可靠性更強(qiáng)。

2019年,英偉達(dá)推出Drive AGX Orin芯片,也是目前英偉達(dá)最強(qiáng)的自動駕駛芯片。

這顆芯片上集成了170億個晶體管,深度學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺的運(yùn)算能力可達(dá)每秒200萬億次(200TOPS),計算能力可以達(dá)到Drive PX 2的8.3倍。

做個對比,特斯拉自研的最強(qiáng)的自動駕駛計算電腦HW3的算力為96TOPS,單看這個性能,與英偉達(dá)的Drive AGX Orin還有一定差距。

不過需要指明的是,目前量產(chǎn)車最高級別的自動駕駛能力還是L2,各家用的還是傳統(tǒng)芯片巨頭企業(yè)的產(chǎn)品,而英偉達(dá)的產(chǎn)品多針對L4級自動駕駛技術(shù),目前還都是各大自動駕駛公司在嘗試性使用。

英特爾是車機(jī)芯片與自動駕駛芯片一起發(fā)力。

車機(jī)芯片領(lǐng)域,特斯拉MCU2(第二代車機(jī)電腦)就采用英特爾Atom凌動A3950處理器,帶動了特斯拉車上的一塊1080P級別的屏幕,顯示清晰度高,同時運(yùn)行也較為流暢。

自動駕駛領(lǐng)域,英特爾主要通過收購的ADAS小巨頭Mobileye推動。

2017年,英特爾砸下153億美元巨資收購傳統(tǒng)汽車芯片廠商Mobileye,并借助Mobileye的優(yōu)勢發(fā)展自動駕駛芯片業(yè)務(wù)。

被英特爾收購之后,Mobileye在自動駕駛芯片領(lǐng)域風(fēng)生水起,特斯拉、寶馬、大眾汽車、奧迪、日產(chǎn)、凱迪拉克都曾使用Mobileye的自動駕駛芯片。根據(jù)英特爾發(fā)布的數(shù)據(jù),Mobileye的芯片已經(jīng)為25家車企的300款車型提供了EyeQ系列芯片,2019年的收益達(dá)到8.79億美元(約合61.5億元人民幣)。

據(jù)英特爾市場營銷集團(tuán)副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理王銳介紹,截至2019年底,Mobileye旗下產(chǎn)品EyeQ系列芯片的累計出貨量已達(dá)到5400多萬,被搭載在全球超過5000萬輛的汽車上面。此外據(jù)了解,2019年全年,從L0到L2+,Mobileye共有1750萬的芯片出貨量。

另一家芯片企業(yè)地平線近兩年也進(jìn)入了汽車芯片市場,并開發(fā)出Journey 征程芯片和MATRIX自動駕駛計算平臺。今年,長安UNI-T就是搭載了地平線征程二代芯片,算力達(dá)到4TOPS,也加快了自研芯片的量產(chǎn)裝車之路。此前,地平線還給理想ONE提供了用于多音區(qū)識別的相關(guān)芯片,該公司也透露還有更多的量產(chǎn)裝車計劃。

老玩家仍具備市場優(yōu)勢 已經(jīng)開啟反擊

年初以高通820A為代表,迎來了一波裝車小高潮。同時老玩家們的芯片算力又明顯落后,那么是否說明高通已經(jīng)可以高枕無憂地在汽車市場攻城略地了呢?

答案遠(yuǎn)非如此。

即使年初出現(xiàn)了這波裝車小高潮,但從涉及的車型數(shù)量,裝車總量這些指標(biāo)來說,新玩家的市場占有率幾乎可以忽略不計。

更重要的是,從汽車的零部件構(gòu)成看,車機(jī)芯片只是汽車芯片中的一環(huán),高通目前僅僅是在車機(jī)芯片、通信芯片上略有起色。而老玩家們,則把持著所有市場。

例如,德州儀器目前正在量產(chǎn)的汽車芯片就有50款,涵蓋車機(jī)芯片、網(wǎng)關(guān)和計算芯片以及ADAS功能的SoC。而恩智浦的產(chǎn)品線更加豐富,涵蓋車機(jī)芯片、車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、媒體處理、電源管理、傳感器等多個類別。

根據(jù)中心證券的一份報告,2016年汽車MCU微控制器的市場份中,僅恩智浦、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體、德州儀器五個玩家,就已經(jīng)占據(jù)了超過70%的市場份額。

就整個汽車半導(dǎo)體市場來說,新玩家碰到的只是冰山一角。

與此同時,雖然在汽車芯片“新三強(qiáng)”在計算性能上已經(jīng)超過老玩家,但老玩家沒有完全坐視不管,而是采取了必要的反擊措施——在車機(jī)和自動駕駛領(lǐng)域推出芯片。

比如德州儀器的Jacinto 7就將在今年年底量產(chǎn),CPU采用1.8GHz雙核Cortex-A72,和高通820A的Kryo屬于同代產(chǎn)品。在GPU部分,Jacinto 7采用PowerVR GE8430,GPU速度提升到了650MHz,單精度浮點(diǎn)運(yùn)算能力達(dá)到了166.4GFLOPS。與上一代產(chǎn)品Jacinto 6相比,性能已經(jīng)有了大幅提升。

不過,由于這款車機(jī)芯片還沒有量產(chǎn),和驍龍820A的性能優(yōu)劣還有待實(shí)測。當(dāng)這款芯片正式上市時,相信將直接打擊部分驍龍820A的市場。

此外,汽車芯片“新三強(qiáng)”的芯片是不是真的技術(shù)過硬,還需要時間的檢驗(yàn)。

比如恩智浦全球CTO Lars Reger就曾告訴車東西,一款芯片想要上車,滿足車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)僅是其中的一步,后續(xù)還有140多項(xiàng)工作要做,因此把消費(fèi)電子的芯片拿上車,遠(yuǎn)沒有想的那么簡單。

就拿耐用性來說,汽車的生命周期是5~10年,目前第一批搭載高通820A芯片的汽車才剛上市1~2年。這些芯片能否經(jīng)過5~10年的長期使用考驗(yàn),還需要后續(xù)觀察。

結(jié)語:車聯(lián)網(wǎng)時代 老玩家危險

無論自動駕駛芯片還是車機(jī)芯片,幾大新玩家的大舉入侵可謂讓老玩家的話語權(quán)不斷下降。如果此時三個新玩家再來個抱團(tuán)取暖,聯(lián)合車企建立一個車機(jī)芯片新標(biāo)準(zhǔn),老玩家的市場可能將會一跌再跌。

當(dāng)然,這個局面可能暫時還不會發(fā)生,但在車聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)結(jié)合的今天,傳統(tǒng)汽車芯片廠商確實(shí)已經(jīng)落伍很遠(yuǎn),老玩家要憑借實(shí)力迎頭趕上。