現階段高算力芯片對于智能座艙而言是不是內卷？

智能座艙做的好的車(chē)企銷(xiāo)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(lái)看，你會(huì )選擇哪一輛車(chē)呢。

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

我們再來(lái)看看兩輛汽車(chē)的11月份的銷(xiāo)量數據對比。

第一輛汽車(chē)就是豐田漢蘭達，今年11月份銷(xiāo)量4659臺，漢蘭達十年以來(lái)月銷(xiāo)量跌到最低谷，堪稱(chēng)11月中國車(chē)市的最大冷門(mén)。這么低的銷(xiāo)量數據足夠證明豐田漢蘭達在中國市場(chǎng)已經(jīng)不再炙手可熱，意味著(zhù)這款車(chē)代表的日系車(chē)巔峰輝煌時(shí)代已經(jīng)慢慢過(guò)去了，漢蘭達只能淪為了國內的中大型SUV市場(chǎng)的備選和配角，再也唱不了主角的戲份。

我們再來(lái)看看第二輛汽車(chē)，才上市幾個(gè)的理想L9，經(jīng)歷過(guò)產(chǎn)能爬坡以后，11月份的銷(xiāo)量達到了9087輛，這個(gè)可是45.98萬(wàn)起步的中大型SUV，接近50W元的售價(jià)，要知道一點(diǎn)，漢蘭達擁有混動(dòng)和燃油版兩款細分車(chē)型，加起來(lái)也沒(méi)有理想L9一款車(chē)型的售賣(mài)數量多。

果然，中國人越來(lái)越懂車(chē)了，知道自己愿意為什么買(mǎi)單，不在單一追求汽車(chē)的機械素質(zhì)，寧肯買(mǎi)智能座艙體驗更好，但是價(jià)格更貴的造車(chē)新勢力，也不愿意買(mǎi)技術(shù)落后中國新能源車(chē)一代的曾經(jīng)的日系神車(chē)漢蘭達。

這其中的差異，除了品牌力影響以外，智能座艙和自動(dòng)駕駛是消費者購買(mǎi)一輛汽車(chē)非常重要的參考依據，越來(lái)越多的用戶(hù)在購買(mǎi)汽車(chē)的時(shí)候，不僅僅只考慮汽車(chē)的機械素質(zhì)，還更多考慮數字化和智能化的體驗。

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)是購買(mǎi)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(cháng)過(guò)程中，吸引足夠多的優(yōu)秀合作伙伴到這個(gè)賽道來(lái)。

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(lái)看，汽車(chē)座艙的發(fā)展與手機的發(fā)展軌跡越來(lái)越相似。從功能機到智能機的演變，手機上的物理按鍵被越來(lái)越大的液晶屏所取代，語(yǔ)音、手勢等操作都可以方便、流暢地完成。

而汽車(chē)座艙同樣也經(jīng)歷了從機械式向智能化的演變，早期的駕駛座艙主要由機械表盤(pán)和簡(jiǎn)單的娛樂(lè )系統構成，當座艙娛樂(lè )系統不斷豐富，交互方式也從物理按鍵變?yōu)橥耆挠|控和語(yǔ)音交互，人機交互方式的改變是必然的。

手機行業(yè)發(fā)展是標準“摩爾定律”

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

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

而充分發(fā)揮摩爾定律，就能以更佳的性能，實(shí)現后進(jìn)者的超越。比如智能機取代功能機。功能機時(shí)代，手游缺乏大作，用戶(hù)需求難以滿(mǎn)足；而在智能機時(shí)代，手游已經(jīng)是用戶(hù)最?lèi)?ài)。這背后正是芯片在作祟。功能機芯片大多在出廠(chǎng)前已經(jīng)寫(xiě)死了特定功能，即使算力提升，也沒(méi)法執行更多更復雜的任務(wù)。但智能機時(shí)代，通用的CPU可以隨著(zhù)摩爾定律的增長(cháng)不斷拓展功能邊界，軟件開(kāi)發(fā)者因此可以開(kāi)發(fā)出不同的軟件生態(tài)。

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

座艙指汽車(chē)內部駕乘空間，圍繞中控臺展開(kāi)，從上世紀九十年代至今，經(jīng)歷了一系列革新，呈現出從機械化到電子化，再到智能化的發(fā)展軌跡。

1）上世紀 90 年代，機械化階段：包括機械式儀表盤(pán)及車(chē)載收音機、對講機等設備，密集的物理按鍵操作，僅提供車(chē)速、發(fā)動(dòng)機轉速、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，座艙內配備小尺寸中控液晶顯示屏、車(chē)載導航、藍牙、媒體播放設備等較為簡(jiǎn)易的電子設備。

3）2015 年起，智能化時(shí)代迎面而來(lái)：座艙智能化的開(kāi)啟以大尺寸中控屏的出現為標志，消費電子技術(shù)進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，液晶儀表、中控屏、抬頭顯示系統、視覺(jué)感知、語(yǔ)音交互等通過(guò)域控制器實(shí)現集成并裝配在座艙內，能根據駕駛員、乘客的偏好、習慣和需求，提供更加舒適、智能的駕乘體驗。

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

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

越來(lái)越多的科技企業(yè)涌入到智能座艙

在過(guò)去的100年里面，汽車(chē)行業(yè)“穩如狗”，非常穩健但是封閉的一個(gè)賽道，基本上都是機械定義汽車(chē)，主要看幾大件，發(fā)動(dòng)機、底盤(pán)、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(guò)去汽車(chē)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(lài)基礎科研、供應鏈高度固化。這也為傳統車(chē)企構建了一個(gè)極高的行業(yè)壁壘。過(guò)去100年，這個(gè)行業(yè)幾乎沒(méi)有什么新公司出現。

特別是供應鏈高度固化，導入行業(yè)的競爭不是那么殘酷，特別是在座艙電子上面，很多給車(chē)廠(chǎng)提供座艙電子產(chǎn)品的的tier1供貨商，都是車(chē)廠(chǎng)直接或者間接持股的公司，比如日本豐田御用的電裝，比如韓國車(chē)企背后有現代摩比斯，德國車(chē)企背后的博世、大陸、采埃孚。

但是隨著(zhù)座艙的智能化到來(lái)，這個(gè)越來(lái)越多的科技企業(yè)進(jìn)入到這個(gè)智能座艙行業(yè)，因為現在座艙也正在朝著(zhù)功能手機轉向智能行業(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(lái)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，結合自己的優(yōu)勢做智能座艙里面細分的不同領(lǐng)域，比如騰訊重點(diǎn)就做“車(chē)云一體”的數據服務(wù)內容，阿里做智能座艙的底層操作系統，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，智能座艙的競爭不再是鐵板一塊，也不在是死水一灘，而是繼手機賽道以后最為精彩的競爭賽道。

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

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

但是汽車(chē)賽道，一下從傳統的燃油車(chē)，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(chē)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(chē)企做出差異化的內容，就是智能化。

上圖是智能汽車(chē)的三大要素，所謂智能汽車(chē)，智能體驗自然是安身立命的資本。汽車(chē)智能化是未來(lái)趨勢已成為不爭的事實(shí)。即便是傳統汽車(chē)廠(chǎng)商，也在積極擁抱智能汽車(chē)。

智能駕駛是其中一項，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(lái)看看智能座艙都是哪些范圍。

智能座艙包括哪些內容：

智能座艙從車(chē)內看，是座艙內飾、座艙電子產(chǎn)品的綜合創(chuàng )新、升級和聯(lián)動(dòng)。同時(shí)也將與其他的智能終端設備：比如智能手機、手表等實(shí)現互聯(lián)，進(jìn)而與智慧家庭、智慧辦公等場(chǎng)景，最終目標是將汽車(chē)由單一的駕駛、 乘坐工具升級為一個(gè)以消費者為中心的“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(mǎn)足消費者社交、學(xué)習辦公、訂餐、路線(xiàn)規劃、旅行決策等豐富多樣的生活場(chǎng)景要求。無(wú)論是燃油車(chē)還是新能源汽車(chē)，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。

我們看看新能源汽車(chē)都在智能座艙“八仙過(guò)?！倍加心男┍憩F。

理想汽車(chē)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(chē)的車(chē)型定位，以全車(chē)語(yǔ)音覆蓋、座艙全成員平等交互權利等。

基于用戶(hù)畫(huà)像，深耕4音區以及開(kāi)拓多音區覆蓋，使車(chē)內所有人員均可通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行人機交互，場(chǎng)景化的思考，貼合家庭出行用戶(hù)使用習慣。

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

蔚來(lái)的智能座艙，亮點(diǎn)在于車(chē)載智能交互體系的實(shí)體化。在大多數車(chē)企還在以屏幕為交互中心的時(shí)候，蔚來(lái)便推出了車(chē)載語(yǔ)音助手NOMI，整個(gè)座艙的交互設計都是圍繞這個(gè)立在中控臺正中央的設備完成。NOMI重視語(yǔ)音助手人設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(jué)聯(lián)系。

小鵬汽車(chē)憑借著(zhù)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(guò)顯示屏進(jìn)行多功能拓展，包括觀(guān)影，看球，打游戲，唱K。

座艙成果易被感知，助力車(chē)企產(chǎn)品差異化實(shí)現。作為汽車(chē)與車(chē)主的高頻觸點(diǎn)，座艙空間一定程度上直接決定了未來(lái)的“第三空間”帶給消費者的體驗。智能座艙中無(wú)論是交互手段、物理空間、聲、光、顯示、升級后的內飾，還是多聯(lián)屏設計、HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡等都將為駕駛員、乘客帶來(lái)鮮明的差異化體驗，迅速抓住消費者眼球，提高車(chē)型的競爭力。

智能座艙是眾多車(chē)企和上游配套的芯片廠(chǎng)家的作為進(jìn)入汽車(chē)智能的切入口?！霸谀壳扒闆r下，智能座艙是剛需。不管什么車(chē)，燃油車(chē)也好，電動(dòng)車(chē)也好，一定會(huì )有智能座艙，包括一定要有方向盤(pán)、中控屏，甚至包括智能駕駛等等。所以智能座艙理所當然的成為了各個(gè)車(chē)廠(chǎng)“兵家必爭之地”。

消費者選車(chē)的時(shí)候智能座艙成為一個(gè)必選項了。

以前選車(chē)是沒(méi)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(chē)，紅的發(fā)紫，動(dòng)不動(dòng)就是十年開(kāi)不壞的本田。

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

消費者對智能手機的使用偏好遷移至車(chē)端。當中控屏等進(jìn)入汽車(chē)座艙后，消費者在智能手機上的用戶(hù)體驗和使用偏好也將延伸至車(chē)內，消費者期待汽車(chē)變成一個(gè)數字伴侶，車(chē)載系統能足夠流暢、屏幕能足夠高清、無(wú)線(xiàn)聯(lián)動(dòng)能夠順暢。

與眾多成熟市場(chǎng)相比，早已對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能手機形成依賴(lài)的中國用戶(hù)對座艙的智能科技配置有著(zhù)更高的關(guān)注度，相關(guān)配置在中國消費者的購車(chē)決策中起著(zhù)更為重要的作用。

從用戶(hù)購買(mǎi)決策的關(guān)鍵因素來(lái)看，根據IHS Markit最新的調研結果，座艙智能科技配置水平是僅次于安全配置的第二大類(lèi) 關(guān)鍵要素，其重要程度已超過(guò)動(dòng)力、空間與價(jià)格等傳統購車(chē)關(guān)鍵要素，反映出座艙智能科技已成為用戶(hù)購車(chē)的重要考量。

汽車(chē)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。新的消費群體對于數字化和智能化體驗更加看重，智能座艙已經(jīng)開(kāi)始成為車(chē)企的主要賣(mài)點(diǎn)，也成為消費者購車(chē)的重要參考依據，而在智能座艙的背后，則是芯片之爭。

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(lái)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(lái)完成的，在沒(méi)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(lái)完成，哪怕是剛開(kāi)始出來(lái)的液晶儀表，很多都是使用MCU來(lái)驅動(dòng)的。

我們可以看到這樣一個(gè)并不復雜UI的界面的液晶儀表，圖像只能達到2.5D的顯示效果，此時(shí)使用的芯片方案就是一個(gè)MCU，當時(shí)我們在設計的時(shí)候，還需要反復考慮該方案的存儲芯片的大小，為了盡量減少內存，指針做成旋轉的方式，這樣占用的圖片資源就不用那么多，簡(jiǎn)直像極了一分錢(qián)半成兩半來(lái)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(lè )，比如點(diǎn)下屏幕開(kāi)始播放視頻。這些類(lèi)似于普通家電設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(chē)的車(chē)載芯片實(shí)際技術(shù)含量遠遠低于消費品的芯片，只是在應用場(chǎng)景上比消費品芯片要苛刻。所以經(jīng)常導航卡頓，觸摸不靈敏是常有的事情，以至于很多人對于汽車(chē)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(chē)”的大背景下，汽車(chē)座艙成為全球芯片廠(chǎng)商競逐的下一個(gè)戰場(chǎng)。汽車(chē)座艙內的應用正和手機越來(lái)越像，高算力SoC芯片正成為新一代智能汽車(chē)的剛需。而隨著(zhù)高通等消費電子芯片廠(chǎng)商的入局，以及國內汽車(chē)芯片廠(chǎng)商的崛起，這一顆車(chē)載芯片市場(chǎng)競爭格局也在悄然發(fā)生變化。這背后的核心原因在于，“軟件定義汽車(chē)”需要先進(jìn)的汽車(chē)硬件架構和強勁的算力支持，智能化程度越深，座艙對主控芯片的算力要求也越高。

隨著(zhù)座艙從電子座艙轉向智能座艙的階段，座艙座艙作為人車(chē)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(píng)果、華為等廠(chǎng)商都是非常深度地定義這顆關(guān)鍵的主控SoC芯片，這也是智能化應用的底層邏輯，即‘人機交互+OS+芯片’?！彼云?chē)座艙往智能化走，芯片沒(méi)有高算力，沒(méi)有辦法讓座艙智能起來(lái)。

一芯多屏”逐步成為趨勢，也是高算力SoC芯片的用武之地。

當前，智能座艙正在加速從單一功能的升級，逐步向大算力域控、更多人機交互功能以及深入融合進(jìn)行演進(jìn)。在這一過(guò)程中，傳統汽車(chē)的功能芯片已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求，大算力智能座艙SoC芯片的需求大幅高漲。

可以看到傳統的座艙電子里面的控制器基本上是分開(kāi)的，導航主機是一家，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(xiàn)束連接就非常復雜，而且不同供應商直接的協(xié)調調試也非常復雜。

可以看到，如果中控導航和液晶儀表的互動(dòng)越來(lái)越頻繁，中控上的導航地圖，音樂(lè )等信息，需要傳輸到液晶儀表上進(jìn)行顯示。此時(shí)采用傳統的方案，需要將中控導航的圖像數據傳輸到液晶儀表上，需要增加對傳芯片，同時(shí)如果需要將一些音樂(lè )信息也傳輸到液晶儀表上顯示，此時(shí)還需要走單獨的私有CAN協(xié)議，這樣才能保障信息的傳輸，整體設計方案復雜，而且可靠性也存在一定的問(wèn)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、中控導航、后排娛樂(lè )都使用了IMX6最小系統，這樣上圖黃色框里面的內容就資源重復了，但是如果只用一顆IMX6又不能帶動(dòng)三個(gè)顯示屏，所以很多存儲資源沒(méi)有辦法進(jìn)行最大化的利用，反復的浪費了計算和存儲資源。

一芯多屏使多個(gè)屏幕的信息能自由流轉，跨屏互動(dòng)。

從性能上來(lái)看：座艙交互需求越來(lái)越多，就上面提到的，中控導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的傳輸在芯片內部就完成了，不需要外部對傳芯片以及CAN&LIN總線(xiàn)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傳輸延遲導致的性能局限。

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

咱們有提到，傳統的座艙電子，主要應對于簡(jiǎn)單指令的處理，因此采用由 CPU+存儲+外設接口組成的 MCU 芯片，即可滿(mǎn)足其對于算力的需求。但隨著(zhù)汽車(chē)向集中式架構迭代，域控制器的出現，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)現功能性的擴展，而域控制器作為汽車(chē)運算決策的中心，其功能的 實(shí)現主要依賴(lài)于主控芯片、軟件操作系統及中間件、算法等多層次軟硬件之間的有 機結合。

同時(shí)，為了賦予汽車(chē)更高級別的智能化功能，域控制器需要處理由傳感器 傳來(lái)的環(huán)境信息，其中，涵蓋了海量的非結構化數據，這就導致面向控制指令運算 的 MCU 芯片難以滿(mǎn)足其復雜的運算。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 了大量計算單元，從而能夠支撐多任務(wù)并發(fā)及海量數據的處理。根據極術(shù)社區的測 評，SoC 芯片的算力可高達 1012次/秒，是 MCU 芯片算力的指數級倍數。

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)勢是：能使座艙內圖像、視頻處 理算力大增，縮短因系統功能增加帶來(lái)的系統時(shí)延，成本上降低復雜線(xiàn)束成本、布線(xiàn)成本以 及通信成本。

今年1-10月搭載智能座艙交付量達到192.67萬(wàn)輛，份額占比達到27.05%，這個(gè)是一個(gè)非常明確的趨勢，智能座艙域控制器，一芯帶多屏的時(shí)代即將到來(lái)。

智能座艙搭載的功能越多，對芯片算力要求就越高。目前車(chē)機上的APP應用還沒(méi)有手機上的那么豐富，很多剛需應用在車(chē)機上還不普及，比如購物、金融、在線(xiàn)視頻等，前幾代的車(chē)機芯片都會(huì )落后手機芯片2-3年，現在由于智能座艙的“一芯多屏”的應用，以及智能交互的應用，車(chē)機芯片的算力要求已經(jīng)追齊甚至超過(guò)手機芯片了。

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)現千人千面汽車(chē)駕乘體驗的重心所在，新勢力車(chē)企與領(lǐng)先自主品牌車(chē)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(mén)趨勢，伴隨著(zhù)傳感器規模的增長(cháng)與交互模式的復雜化，智能座艙對芯片的算力需求亦水漲船高。

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

我們再來(lái)看看現在智能座艙應該有的樣子：

看起來(lái)多模交互非?？?，實(shí)現起來(lái)可以是非?！翱唷?，涉及到多個(gè)傳感器的融合，數據的及時(shí)處理，算法的應用等等，這個(gè)對于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 )對上層應用產(chǎn)生影響。每一個(gè)影響因素對算法產(chǎn)生的影 響不同，比如攝像頭個(gè)數對全圖檢測的影響就是線(xiàn)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。對于同樣的算法，是多個(gè)影響因子共同起作用，這將導致對算力的要求大幅提高。

根據IHS專(zhuān)業(yè)的評估，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)習加速單元NPU等多個(gè)模塊，才能滿(mǎn)足高速運算和負責運算的需求，從而實(shí)現座艙的多傳感器融合、多模交互，其中CPU和GPU尤為重要。

CPU 主要負責交互功能和應用程序 運行的邏輯運算，并承擔著(zhù)任務(wù)調度的職責，即根據不同的功能對應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用生態(tài)驅動(dòng)下，CPU 的算力將呈現 數量級增長(cháng)（CPU 算力一般高于 50KDMIPS 即能運行智能座艙流媒體、AR 導 航、AR-HUD 等主要功能）。

對于座艙中的娛樂(lè )信息系統而言，車(chē)載應用通常為多任務(wù)并發(fā)形式，因 此芯片的多重并行計算能力愈發(fā)重要。同時(shí)，疊加應用的高并發(fā)+圖像顯示的高標 準（即圖像顯示復雜度、精細度和實(shí)時(shí)性），將驅動(dòng) GPU 逐漸從 CPU 中分化為圖 像專(zhuān)用的處理器以承載其所需的高性能計算能力，以及較高的渲染能力。其中，對 于 3D 圖像效果，200GFLOPS 以上即能滿(mǎn)足 3 個(gè)屏幕以上的圖像顯示，而針對 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(lái)發(fā)展的情況下來(lái)看，高算力尤為重要。

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

國產(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Strategy Analytics數據，2015年瑞薩、恩智浦合計占據整個(gè)車(chē)機芯片市場(chǎng)份額的六成以上，其中瑞薩在駕駛艙、儀表份額達到47%、44%；座艙芯片市場(chǎng)主要由汽車(chē)電子廠(chǎng)商為主導，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)科為主的消費電子廠(chǎng)商強勢入局。

但 2021 年后高通在座艙市場(chǎng)中強勢翻盤(pán)，斬獲超 80%的份 額。我們認為，在這芯片市場(chǎng)易主的背后，是芯片算力的強勢較量，通過(guò) CPU/GPU 性能來(lái)比較，高通的 8155 芯片對應算力分別為 105K DMIPS、1142 GFLOPS， 遠遠領(lǐng)先傳統的汽車(chē)電子廠(chǎng)商2倍以上，導致傳統的瑞薩、NXP、TI芯片丟盔棄甲，毫無(wú)招架還手之力，因為高算力芯片更符合復雜的交互、應用功能及圖像顯示的高算力需求。

正在崛起中的本土汽車(chē)芯片初創(chuàng )企業(yè)也將是一大變量。過(guò)去兩年，本土廠(chǎng)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”則劍指8155，也是首款國產(chǎn)車(chē)規級7nm智能座艙芯片。目前該芯片在量產(chǎn)車(chē)型的測試和驗證的各項工作已陸續完成，并預計今年下半年實(shí)現量產(chǎn)。

“龍鷹一號”是芯擎科技推出的國內首款7nm車(chē)規級高算力多核異構智能座艙高端處理器，內置8個(gè)核心CPU、14核心GPU以及8 TOPS AI算力的NPU，可以實(shí)現90K DMIPS的CPU算力和900GFLOPS的GPU算力，性能指標可以對標目前國際市場(chǎng)上最先進(jìn)的產(chǎn)品。

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

從上面參數可以看到，在國產(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，雖然我們看到的GPU算力是900k，但是實(shí)際的GPU能力要強于高通8155，高通的8155是通過(guò)虛擬機進(jìn)行中控導航和儀表的設計，由于虛擬機是需要占用一定的空間的，所以8155 加上虛擬機之后的實(shí)際用戶(hù)可用算力要少于龍鷹一號SE1000。

SE1000在硬隔離的機制下幫助用戶(hù)節省了虛擬機的 費用，同時(shí)芯片內部的GPU等資源可以在兩個(gè)域之間靈活配置，滿(mǎn)足AP和CP域的資源靈活劃分，這個(gè)是非常利好的，目前QNX的虛擬機的費用可不便宜。

前面咱們提到GPU能力越強，可以做很多座艙流暢的內容，特別是用戶(hù)體驗角度出發(fā)，我們都看看龍鷹一號能為用戶(hù)帶來(lái)怎樣的體驗。

1、系統瞬間啟動(dòng)，全速運行。智能座艙芯片的算力決定了座艙內屏幕的數量、運行流暢度及畫(huà)面豐富度，“龍鷹一號”高性能異構計算引擎提供澎湃算力，而高能效的處理器集群則配合獨特的功能安全與信息安全硬件產(chǎn)品，快速構建車(chē)載智能化生態(tài)系統。

“屏幕的數量越來(lái)越多、分辨率也越來(lái)越高，要保障每一塊屏幕都能流暢運行且不卡頓，對芯片性能具有極高的要求?！褒堹椧惶枴睋碛谐霰姷倪\算能力和協(xié)同匹配能力，能夠增強車(chē)機的穩定性和操控性，提高響應速度，并支持一機多屏多系統?！褒堹椧惶枴弊疃嗫梢灾С?塊2K的屏幕同時(shí)輸出，完全可以滿(mǎn)足目前甚至未來(lái)2-3年座艙內部顯示的需求。

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

3、視頻播放。憑借“龍鷹一號”強大的視頻編解碼能力和高帶寬的顯示通道，展示車(chē)支持多個(gè)全高清屏幕的多媒體應用，實(shí)現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(huà)。高性能音頻信號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)音應用。

5、游戲功能。強大的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內存帶寬，保證多屏之間數據的實(shí)時(shí)交換。

想想當你沒(méi)有開(kāi)車(chē)，停在路邊的時(shí)候，你媳婦用副駕駛屏幕在看高清視頻節目，你還可以同時(shí)對另外一塊屏幕進(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)人喜歡的內容，現在在座艙里面，各自安好，互不打擾，但是內心確實(shí)那樣的溫馨。

高算力需要采用更新的制造工藝來(lái)保障；

隨著(zhù)視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的互動(dòng)要求增加，智能座艙更多地和ADAS開(kāi)始聯(lián)動(dòng)后，原有的車(chē)規級芯片所需要的算力急速增加。2021年上市的眾多車(chē)型實(shí)際就在采用16nm的芯片，2021年高通8155開(kāi)始采用了7nm的工藝來(lái)支持更多的場(chǎng)景應用。

我們可以看到，傳統的汽車(chē)電子廠(chǎng)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(zhù)，超過(guò)其他幾個(gè)工藝節點(diǎn)的升級幅度，從16nm升級到7nm，芯片面積可以縮小到原來(lái)的1/3。

從消費類(lèi)芯片來(lái)看，要提升算力，最簡(jiǎn)單有效的就是增加核心。所以要滿(mǎn)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(lèi)型的核心。芯擎科技“龍鷹一號”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SOC芯片。除了多核堆疊外，該芯片還在存儲、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(chē)里面的環(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(guò)結溫，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