close



■ 智能座艙邁向2.0時代,成本、功能需求推動車機芯片逐步差異化

汽車智能化升級演繹至今日,頭部主機廠E/E架構已基本完成由分布式向域集中式升級,域控制器已成為座艙功能實現的核心。在座艙智能化升級的1.0時代,高通憑藉強大的算力及先發優勢快速成為眾多主機廠座艙主控芯片的選擇。而隨着座艙智能化滲透率的進一步提升,主機廠需針對不同車型在性能、成本以及可靠性三者間予以權衡,座艙主控芯片的選擇也逐步開始呈現差異化。

■趨勢一:2023年,基於消規/工規芯片的座艙方案將開啟加速滲透

我們認為,在行業內座艙內卷加劇、主機廠降本訴求強烈的背景下,高通或聯發科非車規級芯片有望直接應用上車,並成為未來中低端車型車機實現智能化升級的主流解決方案之一。原因包括:(1)車機領域本身對安全功能要求較低,主控芯片無需滿足「車規級」要求,僅需核心模組通過AEC-Q 104測試即可。(2)消規/工規芯片下游應用廣闊,同時可集成4G/5G modem,相較於車規芯片具備相當的性價比優勢。(3)技術上而言,當前芯片熱管理技術逐步成熟,金屬導熱、半導體導熱、水冷等豐富的散熱方式可支持各式非車規級芯片解決抗高溫性較差的短板。

■ 趨勢二:2023年,基於x86架構芯片的座艙方案將在國內首次量產

我們認為,隨着主機廠對座艙算力性能要求的進一步提升,部分主機廠會效仿特斯拉,採用以AMD為代表的x86架構芯片作為高端車型座艙升級方案。原因包括:(1)由於芯片指令集的差異化,x86架構芯片本身特性即為在同等製程之下具備更加強悍的算力及擴展性,可支持車機運行AAA桌面級遊戲、並且其超線程設計在座艙功能日益複雜的趨勢下將展現出更強的工作效率。(2)可支持主機廠進一步效仿特斯拉實現座艙操作系統的自研。與國內多數主機廠採用的Android系統不同,特斯拉在車機領域為基於Linux全棧自研。而基於x86芯片架構自研Linux系統,其開發成本、設計難度等將更低。

■ 趨勢三:2023年,業界將首次實現艙泊融合,為艙駕融合奠定基礎

在汽車E/E架構集中化的趨勢下,業內普遍規劃將以上分散的功能集中於單個域控制器之上形成中央計算平台,由此不僅可以提升各個功能相互之間的通信效率,同時座艙功能與自動駕駛功能亦可在外圍電路上實現共享,充分提升整車電子元件的利用效率、降低綜合成本。當前,高通、英偉達已相繼發布超算力芯片Flex、Thor,有望在2025年助力主機廠首次實現艙駕融合。

■風險提示:汽車智能化升級進度不及預期;芯片量產不及預期。



目錄

1


智能座艙邁向2.0時代,成本、功能需

求推動車機芯片逐步差異化

1.1 智能座艙1.0時代,消費電子廠商切入、高通在車機領域呈現壓倒性優勢



頭部主機廠E/E架構已完成由分布式向域集中式升級,座艙智能化功能的實現集中於域控制器的主控芯片。早期的車機功能相對簡單,僅具備收音機及音頻播放等功能,且功能的實現依賴於相互獨立的MCU,即採用分布式E/E架構,功能的升級亦通過疊加MCU及相關功能配件完成。而在域集中式的硬件方案設計下,座艙內多數智能化功能的實現僅依賴於單一的座艙域控制器主控芯片。當面向不同安全功能等級的功能時(例如儀表顯示屏涉及駕駛安全要求ASIL-B安全等級,而中控屏主要為導航及影音娛樂功能安全等級要求不高),可通過軟件虛擬機技術對SoC資源動態調配或直接在SoC內硬件隔離,進而實現單芯片運行多個操作系統,保障駕駛相關功能的實時性、安全性。相對於分布式架構,域集中式的設計,一方面可提高控制芯片及外圍電路復用效率,降低整體座艙芯片成本,另一方面可增強不同功能配置之間的通信效率,實現中控對座艙的集中控制,為跨屏互動提供硬件基礎,並可實現OTA在線升級功能。

集中式架構下座艙智能化加速升級,推動座艙主控芯片性能要求持續提升。具體體現:

(1)車機功能豐富度提升,要求具備更低延時、高性能的CPU。集中式架構下空調、座椅、天窗等車身控制功能均集中於車機處理器。同時座艙功能的豐富度也在提升,從傳統的收音機、音頻功能升級到導航、影音應用,目前正向更高階的桌面級遊戲應用延伸。作為座艙SoC的「大腦」,CPU的低延時處理需求在集中式架構下大幅提升。目前,高通座艙芯片的CPU性能已從8155的105k DMIPS提升至當前8295的220k DMIPS(預估值),性能實現翻倍增長。

(2)屏顯系統高端化趨勢下,要求具備更高性能的GPU以帶來更佳屏幕交互/反饋體驗。座艙屏幕作為主要交互/反饋方式,正向大屏化、多屏化、高分辨率化演進。其中,中控屏+液晶儀表已成為中高端新能源車型標配方案,副座娛樂屏、后座娛樂屏也在正在快速滲透;而顯示分辨率也由過去的1K/VGA逐漸向4K高清屏演進。典型的例如2022年發布的理想L9,其座艙配備中控屏、儀表屏、后座娛樂屏三塊顯示屏,分辨率均達到3K。而GPU核心作用為顯示圖像的構建與渲染,性能很大程度決定屏幕顯示的流暢度。目前,高通座艙芯片的GPU性能已從8155的1142 GFLOPS提升至當前8295的3100 GFLOPS,性能提升近200%(預估值)。

(3)是否具備AI算力已成為衡量高端座艙SoC的標準之一。智能語音識別、手勢識別、面部識別(DMS)等多模態交互方式均依賴AI算力進行機器學習,相對屏幕交互會分散注意力,語音、手勢、面部識別等交互方式更安全也更智能,智能感知正成為新一代智能汽車賣點之一。此外伴隨自動駕駛算法技術的逐步成熟,更多ADAS功能如360°全景影像、AR-HUD、APA自動泊車輔助等逐漸集成於智能座艙,由此亦對座艙主控芯片的NPU算力有進一步需求。可以看到,高通在最新座艙芯片8295之上已具備30T左右的AI算力,相較8155提升數倍以上,且可實現艙泊融合。

從當下的智能座艙芯片格局來看,高通一家獨大並呈現壓倒性優勢。當座艙架構方案由分布式走向集中式的同時,車機芯片供應格局亦在發生變化。傳統分布式架構之下,瑞薩、NXP、德州儀器占據車機芯片絕大部分市場份額。而在域集中式的架構之下,高通強勢切入座艙芯片領域並快速搶占市場主導地位。回溯高通在車機領域的發展歷程,其最早於2014年發布第一款車機芯片602A開始切入車載領域,積累經驗後於2016年發布第二代車機芯片820A,隨着座艙域集中加速,820A在2020年開始廣泛應用於小鵬P7、理想one、領克05等車型中,此時高通已在座艙芯片領域展現了較強競爭力。2019年發布的SA8155P則幾乎席捲整個智能座艙市場,2021-2022年間國內中高端新能源自主品牌基本均轉向高通8155平台,在車機領域呈現壓倒性優勢,已覆蓋15至50萬價格區間的眾多車型。

我們認為,高通之所以在過去幾年間可以在座艙領域快速滲透的核心原因在於三點:

(1)相對傳統汽車芯片供應商,龐大的消費電子業務基礎使其在製程上呈現降維打擊能力。高通於2019年發布的SA8155P為全球首款7nm車機芯片,而對比同時期的傳統汽車芯片廠商,在製程上具備壓倒性優勢(例如瑞薩於2018年底量產的R-CAR H3芯片仍採用16nm製程)。而更先進的製程帶來的則是在算力、功耗等方面優勢,尤其GPU算力約為同期傳統座艙芯片的3~4倍,可支持驅動數量更多、分辨率更高的車載屏顯系統,從而為消費者帶來更佳的智能化座艙體驗。而之所以高通能夠具備如此顯著的製程優勢,本質上則是因為車載業務對於高通而言僅為冰山一角。根據高通年報數據統計,2021年公司合計實現收入336億美元,其中汽車業務收入僅為10.19億美元,占比僅為3%左右。高通可以充分利用手機、物聯網等其他消費電子業務來實現芯片軟硬件開發成本上的攤銷,從而降低迭代成本,如高通SA8155P即是在驍龍855基礎上略微調整而來,其中GPU採用相同的型號(8155提升了GPU主頻),CPU規格有所降低,由855中的Kryo 485降規為8155中的Kryo 435,在芯片設計、IP授權、GPU掩模版等方面均存在部分復用。

(2)相對同樣具備先進制程的移動芯片廠商,高通更早布局座艙芯片,並率先推出7nm座艙芯片。高通於2014年發布第一代車機芯片602A切入車機領域。過去8年間,高通在車載領域具備清晰的Roadmap,已歷經SA820A、SA8155P、SA8195、SA8295共四次產品迭代。而其他移動芯片巨頭聯發科/三星分別於2018/2019年推出第一代座艙芯片,切入時間相對較晚且後續僅有一兩次迭代。基於更豐富的迭代經驗,高通在座艙芯片製程、功耗設計等方面對比其他移動芯片廠商依舊保持領先。2019年高通發布的第三代產品SA8155P為全球首款7nm座艙芯片,2021年發布的SA8295進一步升級至5nm工藝。

(3)相對同樣較早切入的桌面芯片廠商,高通脫胎於移動端的座艙芯片在現階段更具成本優勢。當前階段智能座艙性能要求接近手機,高通820A來自移動端驍龍820,8155脫胎於驍龍855,部分ARM架構IP可在移動端應用驗證後再移植到座艙,也即廣闊的手機市場為高通座艙芯片節約了開發成本。而桌面芯片廠商英特爾於2016年發布的A3900系列芯片,雖是專門為工業、汽車應用開發,但與其所擅長的桌面芯片市場復用度較低。可以看到,除2018年發布降規版本A3920外,此後英特爾在車載座艙領域再無更新迭代。而桌面芯片另一巨頭AMD至今尚未發布專為車載領域而設計的車機芯片(特斯拉座艙內所採用的AMD Ryzen V180F則是基於其消規級芯片定製而來)。



1.2. 智能座艙2.0時代,更多廠商芯片量產在即、車機芯片賽道內卷加劇



消費者強支付意願倒逼主機廠在座艙配置加速內卷,從而對座艙主控芯片性能的需求亦快速提升。根據地平線與羅蘭貝格聯合發布的《智能座艙發展趨勢白皮書》數據統計,國內近50%的消費者對於數字座艙類體驗具備較高的支付意願。而在消費者強支付意願的背景下,近年來國內主機廠在座艙配置領域內卷加劇,HUD、360°全景影像、DMS等座艙智能化配置滲透率快速提升。根據佐思數據庫統計顯示,2021年國內乘用車HUD滲透率已超過5%,HUD總裝配量為103.7萬台,增速超過60%;2021年1-9月國內乘用車新車的DMS系統銷量為25.2套,同比增長244%。而面對座艙內日益豐富的功能需求,作為座艙域控制器的核心,座艙域控制器主控芯片的性能要求也在進一步提升,並有望逐步實現艙泊融合、艙駕融合。同時,更多芯片供應商相繼湧現,展望2023年,有望再次顛覆當下的座艙芯片格局。

(1)聯發科發力中低端座艙,2023年將基於MT8675量產5G智能座艙平台:

在傳統智能手機處理器領域,聯發科與高通平分秋色,根據Counterpoint Research數據統計,2022Q1聯發科占據全球智能手機處理器芯片第一大出貨份額,占比達到38%;高通占比30%。而在車載領域,聯發科相較於高通發力較晚,時至2018年聯發科才發布的第一款28nm工藝的座艙芯片MT2712;於2019年推出採用12nm工藝的MT8666,雖在性能上相對高通同時期產品820A/SA8155P存在一定差距,但兩款產品憑藉性價比優勢已進入中低端市場,獲得了大眾、現代、奧迪和吉利等車企的認可。2022年,聯發科成功量產新一代座艙芯片MT8675,採用台積電7nm工藝,內置5G Modem,性能對標高通SA8195P,可集成5G、四模導航、多屏互動等功能於一體,預計於2022Q4完成AEC-Q104系統級車規的認證,於2023年實現規模化量產。

(2) AMD發力高端座艙領域,2023年末將攜手億咖通在國內首次實現座艙平台量產:

Intel與AMD為桌面芯片兩大巨頭,雖AMD尚未公開發布車規級芯片,Intel也自A3920以後停止迭代,但我們認為隨着座艙智能化繼續演進,對主控SoC性能要求繼續提升,桌面級芯片廠商亦有望憑藉高性能優勢博得一席之地。特斯拉作為智能化先驅率先應用桌面芯片可為我們提供借鑑,其第三代車載信息娛樂系統MCU 3.0採用了AMD的桌面級處理器方案,CPU採用Ryzen V1000的定製版本,通過外掛獨立GPU Navi23可實現高達10 TFLOPS(10000 GFLOPS)的GPU算力,達到堪比台式機的性能,並可支持AAA級遊戲大作,為目前量產車型中頭部性能車機。目前,國內知名Tier1億咖通科技已官宣與AMD達成戰略合作,雙方公司將協力打造面向下一代電動汽車(EV)的車載計算平台,預計於2023年末面向全球市場量產。

(3)芯馳科技、瑞芯微等國內芯片供應商加速國產替代,2023年有望實現首次規模化量產:2021年10月吉利汽車旗下芯擎科技推出國內首顆7nm座艙SoC芯片龍鷹一號,採用8核CPU、14核GPU,NPU算力可達8TOPS,性能參數接近高通SA8255P。該芯片預計將在2022年底實現首次量產,未來有望率先搭載於領克等吉利汽車子品牌。瑞芯微是國內領先的AIoT芯片設計公司,2021年發布RK3588M從消費電子市場切入汽車座艙,採用8nm製程工藝,8核CPU算力達100k DMIPS、GPU算力達512GFLOPS、NPU算力達6TOPS,目前正處於導入車載領域測試階段,預計2023年有望在車載領域實現規模化量產。此外,芯馳科技成立以來專注於車規級芯片研發,創始人仇雨菁曾在飛思卡爾(後被NXP收購)擔任中國車規級芯片研發總負責人,並推出過全球市占率最大的im.x系列座艙芯片。2021年,芯馳推出座艙芯片X9U,CPU算力約100k DMIPS,GPU算力300G FLOPS,AI算力1.2TOPS,內置獨立安全島達到ASIL-B功能安全等級。2021年11月,芯馳科技與電裝光庭聯合舉行X9U座艙平台發布會,計劃於2023年實現量產。







2


趨勢一:消規/工規芯片直接上車有望成為中低端車型

座艙升級方案

如前文所述,未來將有更多不同角色的廠商成為座艙主控芯片供應商,由此也將帶來不同的座艙解決方案。本章將重點討論以非車規級芯片(消規級/工規級)直接應用於座艙域控的解決方案,例如比亞迪Dlink3.0/4.0即採用高通工規級芯片SM6125/SM6350;長安歐尚車機採用聯發科工規平台MT8667。我們認為在行業內座艙內卷加劇、主機廠降本訴求強烈的背景下,高通或聯發科的非車規級芯片有望直接應用上車,並成為未來中低端車型車機實現智能化升級的主流解決方案之一。

2.1 原因一:車機領域本身對安全功能要求較低,對「車規級」的理解存在誤區



芯片車規要求主要體現在可靠性方面的AEC-Q100認證以及功能安全方面的ISO 26262認證。其中AEC-Q100目的是保證芯片可以經受苛刻環境並長期可靠的使用不發生損壞,而ISO 26262目的在於保證汽車功能安全,強調相關功能正常運轉,避免因電子電氣系統故障導致的安全風險。

(1) AEC-Q100:

AEC-Q 100為針對IC芯片的一套測試標準,通過AEC-Q 100意味着芯片可靠性達到車規級要求。AEC(國際汽車電子協會)最初由克萊斯勒、福特和通用汽車共同創建,並建立了一套通用的汽車元器件可靠性測試標準,不同元器件適用不同的標準,其中AEC-Q 100為專門針對集成電路的測試標準。經過多年的發展,AEC-Q已成為公認的車規元器件的通用測試標準,通過AEC-Q 100即意味着芯片可靠性已經達到車規級要求。AEC-Q 100測試體系有7大類別共41項測試,具體包括:A組-加速環境應力測試、B組-加速壽命測試、C組-封裝檢驗、D組-晶圓可靠度驗證、E組-電氣特性驗證、F組-缺陷篩選、G組-內含腔體封裝驗證。從測試內容可以看到AEC-Q100認證需要芯片設計公司、晶圓製造廠、晶圓封裝廠共同參與改進設計與工藝,目的在於提高芯片的可靠性,保證在苛刻環境下長期可靠使用不發生損壞。

當高通將消規/工規芯片「魔改」為車規級時,需在晶圓製造、封裝工藝、散熱等多個層面實施改良,以滿足AEC-Q 100要求。可以看到,AEC-Q100的較多測試組均與晶圓製造/封裝產線工藝有關,如C組-封裝檢驗、D組-晶圓可靠度驗證、G組-內含腔體封裝驗證、E組-電氣特性驗證。當高通等消費電子芯片供應商將消規級/工規級芯片改造並應用於車載領域時,需在部分環節採用車規級的晶圓製造產線/技術+車規級封裝產線/技術以滿足AEC-Q100測試要求,如加固封裝並採用高可靠材料以提高芯片耐振動、耐衝擊能力,改善封裝密閉性以提高芯片防水、防塵能力,使用屏蔽罩隔離可能產生干擾的部件以改善電磁屏蔽性能等。對於汽車電子元器件供應商而言,AEC-Q100認證是自身產品質量與可靠性的證明,可以提升自身產品的競爭力與溢價。但值得一提的是,從實際應用角度而言,主機廠對「車規級」的執念各有不同,座艙內是否需要一定採用AEC-Q100車規級芯片亦並非強制要求。

對於運用消規/工規芯片直接上車的方案而言,僅核心模組滿足AEC-Q 104認證即可。AEC-Q零件資質及質量系統標準體系中,除了針對於集成電路IC的AEC-Q 100外,還包括針對於IGBT、二極管等分立器件的AEC-Q 101;針對激光器、LED等分立光電子器件的AEC-Q 102;針對MEMS的AEC-Q 103;針對多芯片組件(模組)的AEC-Q 104以及針對被動元件的AEC-Q 200。對於運用消規/工規芯片驅動座艙的方案而言,芯片本身不滿足AEC-Q 100,但集成PMIC、存儲器等成為多芯片組件(模組)後,需通過AEC-Q 104認證,包含加速環境應力測試、加速壽命測試、封裝檢驗、晶圓可靠度驗證等多個維度。理論上而言,多芯片模組是否能通過AEC-Q 104測試與其核心主控芯片是否符合AEC-Q 100並無綁定關係,但在實際應用中,運用非車規級芯片開發滿足AEC-Q 104測試標準的核心模組,需在電路、散熱等多方面做更多的針對性設計。

(2) ISO 26262:

ISO 26262旨在保證功能安全避免系統性失效,認證對象為電子電氣相關的功能系統。ISO 26262是為了解決電子電氣系統日益複雜帶來的系統性失效可能的問題,因此ISO 26262的認證對象為與電子電氣系統相關的功能系統,可以是具備一定功能的元器件(如車規級座艙SoC),也可以是多個元器件構成的功能系統(如消費級座艙SoC+安全MCU)。具體來看,ISO 26262從嚴重度/暴露度/可控性三個角度綜合評價特定功能的安全要求。其中,嚴重度指該功能系統發生失效時危害生命安全的嚴重程度,分為S1、S2、S3,分別代表輕傷/中等傷害、重傷或致命傷(可能生還)、致命傷(不確定生還可能)。暴露度則是指發生失效的概率,分為E1、E2、E3、E4,分別代表少於每年發生一次、一年發生幾次、每月至少發生一次、每次駕駛時都會發生。可控性指發生失效時可以主動控制風險的程度,分為C1、C2、C3,分別代表簡單可控(平均超過99%的司機或交通參與者可避免傷害)、一般可控(平均超過90~99%的司機或交通參與者可避免傷害)、無法可控(平均少於90%的司機或交通參與者可避免傷害)。具體安全功能等級的定義,實際是將某項具體功能的應用場景進行解析,通過評估及計算該功能以上三個要素各級別的發生概率,從而綜合斷定該功能所需求的安全功能等級。

座艙信息娛樂系統安全等級要求最高僅為ASIL-B,相對智能駕駛的ASIL-D要求本身就更低。接上文所述,對於QM等級、本質不需要任何過多的安全性設計,僅需要按照ISO 26262質量流程開發即可。對於ASIL-A等級,需要在產品層面進行相關安全性設計,但允許一定概率情況下失效並且自身無需具備系統報錯功能,例如汽車尾燈等。對於ASIL-B級,則是在A級的基礎上需要有報錯功能,例如信息娛樂系統或儀錶盤即需要達到ASIL-B等級,因為它有報錯功能,如果車輛某個部位出現問題,儀錶盤報警燈不提示,那麼車輛安全機制將無法工作,會帶來巨大安全風險。對於ASIL-C級,則需要在B級的基礎上進行更多的安全冗餘設計,並且當硬件或軟件系統失效時可以備份的系統進行接管(但功能上可以降階),例如定速巡航等功能。對於ASIL-D級,則需要當硬件或軟件系統失效時具備可完全接管的備份系統,且功能上不允許降階,例如剎車系統或高階自動駕駛系統等。因此,綜合以上而言,對於主要用來驅動中控信息娛樂系統的座艙域控制器而言,僅需在系統層面通過ASIL-B級即可。

消規/工規級芯片均可通過外掛安全MCU的方式實現系統整體符合ASIL-B安全等級。目前,包括車規級芯片在內的多數座艙芯片單顆是難以達到ASIL-B的安全等級,例如SA8155P(驍龍855改版)、RK3588均無法獨立實現ASIL-B安全功能等級。但由於ASIL安全功能等級是針對於整個系統級別的要求,主機廠可以通過外掛安全MCU的方式將「SoC+MCU」的系統整體提升至ASIL-B功能安全等級。該安全芯片具備獨立的處理器、內存及其他外圍電路,可避免與SoC產生共因失效問題,主要用於監控SoC工作狀態,同時在SoC工作失效時及時反饋並進入安全狀態,避免系統失效導致的安全風險。除此之外,車規級座艙芯片一般在SoC內部集成「安全島」MCU,使得SoC直接達到ASIL-B或更高安全等級,例如專為車規研發的芯擎龍鷹一號、芯馳x9u以及三星的Exynos Auto V9等,均在SoC內部集成了安全島。


2.2. 原因二:芯片熱管理技術的成熟應用,助力非車規級芯片應用於座艙



抗高溫性能是非車規級芯片應用上車時需解決的重要難點之一。根據上文分析,消費級與車規級要求的主要差異之一在於耐溫區間的不同。車規級要求至少-40℃~85℃(Grade 3),而消費級達到0~70℃即可,因此為保證消費級芯片工作在合適溫度,需要對芯片或核心模組的熱管理等方面進行改良。通常而言,低溫情況下需要對芯片進行加熱,一般採用的方式是利用安全MCU對芯片溫度進行檢測,當溫度低於正常溫度區間時,啟動電熱絲對芯片進行加熱,保證芯片工作溫度即可。而高溫情況下,由於隨着芯片算力提升芯片本身功耗密度也在快速提升,因此如何保證原本耐高溫能力相對較弱的消規級芯片平穩的運行於車載領域,是行業內將消規/工規級芯片上車的難點之一。從芯片散熱原理來看,其散熱過程主要包括:芯片發熱→封裝內熱傳導→封裝外熱傳導(硅膠/硅脂)→散熱器→擴散至外部環境。散熱方式可以分為自然散熱、風冷散熱、水冷散熱、半導體散熱四類:

(1)自然散熱:一般用於手機,由於移動端空間有限且芯片熱耗相對不高,因此不加裝風扇或水冷的散熱系統。自然散熱思路為降低芯片到手機設備表面的熱阻,可以採用石墨烯、熱管、VC均熱板加快導熱。而汽車空間相對充足,因此汽車芯片一般採用風冷或水冷主動散熱。

(2)風冷散熱:由導熱系統+風扇兩個部分組成,先由導熱系統將芯片廢熱傳導至與空氣接觸面積更大的翅片端,然後用風扇吹走系統熱量。主流導熱系統有三類:(a)金屬片導熱,即利用鋁/銅/銀等金屬自身導熱性能將芯片廢熱傳導至翅片端;(b)相變導熱。在導熱腔體內填充真空VC液,在吸熱端蒸發吸收芯片廢熱,在放熱端(翅片)風冷作用下冷凝放熱。相變導熱效率比金屬片高很多;(c)半導體導熱,利用半導體的熱電效應,可主動的將芯片廢熱吸收傳導至散熱端。由於有電能做工,半導體導熱效率較相變導熱更高。

(3)水冷散熱:在芯片表面塗上導熱膠後加裝水冷板,水泵形成水流帶走芯片熱量,然後在冷排處散發系統熱量。由於水的比熱容較大,因此水冷散熱效率比風冷散熱高很多。

芯片散熱技術的日益成熟,使得各式不同的芯片方案應用於車載時在熱保護方面得到保障。

(1)對於傳統車機芯片而言,由於其芯片本身算力不高、自身功耗也相對有限,如i.mx 8QM峰值功耗17W(CDSN toradexsh測試數據),且28nm製程下芯片面積較大,熱耗密度更低,此時域控整體僅需採用類似手機的自然散熱方式即可。

(2)對於由消規芯片「魔改」而來的芯片,如高通SA8155P(驍龍855改版)不僅需要在封裝及芯片設計層面做更多更改(如將原本的POP封裝更改、去掉基帶單元等),同時亦需要在域控制器中增加風冷散熱。

(3)對於算力更強、主頻更高的桌面級芯片,如特斯拉MCU3.0採用的AMD定製方案,總設計功耗達175W,相比移動級芯片功耗大幅提升,則需要增加散熱性更強的水冷散熱。根據electronics cooling實驗數據,相變導熱+風冷散熱可實現60~84W/cm²的熱通量散熱、間接水冷散熱可實現200W/cm²的熱通量散熱,可滿足如AMD等桌面級芯片散熱需求。

(4)對於直接將消規/工規芯片應用上車的方案(如比亞迪在2016-2022年間相繼在車機上所採用的高通SM8939、SM8953、SM6125、SM6350、SM6490),則需要針對車載環境增加更多熱保護設計(增加半導體散熱等)。


2.3. 原因三:消規級芯片性價比優勢顯著,符合當下座艙配置內卷的主機廠



消規/工規級芯片直接應用上車具備顯著的性價比優勢,主要體現為以下兩點:

(1)同等性能級別之下,消規/工規級芯片價格更便宜。從性能上而言,現有的消規/工規級芯片完全可以滿足車機系統的需求。以比亞迪車機為例,其Dlink3.0系統採用SM6125芯片,CPU算力約80K DMIPS、GPU算力約115 GFlops,AI算力為3.3TOPS,同時內置4G modem(即無需另加4G T-BOX);Dlink4.0系統採用SM6350/QCM6490芯片,CPU算力約89/206K DMIPS、GPU算力約486/1000 GFlops,AI算力可達到5/13TOPS。可以看到,比亞迪所採用的三款非車規級芯片基本可平替當前主流的SA820A/SA8155P這樣主流的車規芯片性能水平,可實現中控信息娛樂系統、語音導航、輔助泊車等功能。同時,從成本角度而言,同等級別性能之下消規/工規方案則更具性價比。尤其是在先進制程之下,芯片開發費用指數級提升(根據Semi Engineering數據,28nm節點芯片開發投入約5130萬美元,而到7nm/5nm芯片開發費用達到2.97/5.42億美元)。而汽車SoC市場相對於手機SoC市場規模相對較小,單顆芯片的生產成本相對較高,且還需要有高昂的車規級芯片驗證費用。

(2)消規級芯片相較於車規級芯片迭代速度更快,符合當下主機廠座艙配置內卷加劇趨勢。如上文所述,考慮到生產及開發成本的因素,傳統車規級芯片往往迭代速度較慢(可達5年以上)且性能落後。雖然高通採用消費芯片改版的方式可一定降低開發成本、提高迭代速度(高通車規級座艙芯片迭代周期2年左右),但仍存在車規級認證、芯片改版帶來的時間成本與金錢成本,迭代速度相對消費級芯片仍較慢,如高通第三代座艙芯片SA8155P來自於驍龍855、高通第四代座艙芯片SA8295P來自於驍龍888,首先在由消規改至車規的過程中往往即需要1~2個月時間,其次在兩款車規級芯片平台迭代中,更是跳過了驍龍860/865/870等多代消費級芯片。而直接使用消規級芯片可省去車規級認證、前期改版工作,迭代速度更快,如美格智能SRM900(使用SM6350芯片)發布於2020年、SRM930(使用QCM6490芯片)發布於2021年,相隔僅1年。消規級芯片更快的迭代速度可為車廠提供更先進的座艙芯片,而智能座艙已成為車廠競爭的核心領域之一,座艙配置內卷趨勢下消規級芯片可快速迭代的競爭力將逐步展現。





3


趨勢二:x86架構芯片有望成為高端車型座艙升級方案

國內以新勢力為代表的主機廠通常將智能座艙類比於智能手機,在智能化升級過程中所採用的芯片基本均為高通或聯發科由移動端ARM架構的芯片改造而成,並同時基於ARM架構運行安卓操作系統豐富信息娛樂系統生態,形成「ARM架構主控芯片+Android系統」的解決方案。相比較而言,特斯拉座艙自MCU 2.0以來均採用基於X86架構的芯片,更多的將座艙類比於PC端。其中,MCU 2.0採用Intel處理器方案(內置集成顯卡)、MCU 3.0採用AMD處理器方案、並額外搭載獨立顯卡,性能顯著強於其他主機廠座艙。我們認為,隨着各主機廠基於X86架構車機系統自研能力的逐步提升,未來有望在高端車型中效仿特斯拉,規模化應用x86架構芯片。


3.1. x86架構芯片在高端車機中具備強悍的性能優勢



CPU指令集是用於指揮處理器硬件工作的一套指令的集合,是CPU執行操作任務的基石。不同指令集下CPU架構存在根本不同,最終CPU性能特點也會存在差異。X86架構CPU相較於ARM架構CPU有如下特點:

(1)綜合處理能力更強。CPU指令集可以分為RISC(精簡指令集)和CISC(複雜指令集),ARM架構使用RISC指令集而X86架構採用CISC指令集。CISC指令相對複雜且數量更多,可處理相對特殊複雜任務,但需要更多晶體管來實現。RISC相對CISC指令集更精簡,並採用等長指令,運行效率更高,因此主要應用於PC/服務器等高性能要求場景。此外x86架構相較於ARM架構加強了亂序執行能力(當用戶在使用電腦或車機時,操作是隨機且無法預測的,也就造成了指令的無法預測,因此需要亂序執行能力)。

(2)接口豐富,擴展能力強。X86架構採用「橋」的方式和擴展設備進行連接,接口豐富,因此X86架構的車機能很容易進行性能擴展,如增加內存、硬盤等。而ARM架構CPU通過專用的數據接口與數據存儲設備進行連接,所以ARM架構的存儲、內存等性能擴展難以進行。

(3)體積較大、功耗更高、成本較高。由於CISC指令集要求更多晶體管支持複雜指令運算,同時CISC指令不等長運行效率相對較低,因此X86架構CPU體積相對較大、功耗較高,同時成本也相對更高。

面向車載領域,x86架構芯片的主導者依然是英特爾與AMD。早在2016年,Intel即推出了基於X86架構的低功耗atom CPU,對應車規級座艙芯片為A3900系列,典型的應用包括特斯拉(A3950)、寶馬(A3960)、哪吒U pro(A3920)、長城好貓(A3940),但自2018年推出了升級款A3920後,該系列便停止更新。另一X86架構巨頭AMD至今未專門推出車規級芯片,但其Ryzen V1000系列定製款已被應用於特斯拉車機,Ryzen V2000也將應用於億咖通下一代平台。迄今為止,AMD在嵌入式處理器領域大體可分為 V1000、R1000、V2000、V3000四大系列,且均採用Zen系列微架構,具備強勁的性能以及工業級可靠性,主要面向工業主機、mini PC、邊緣計算等應用。其中,V1000發布於2018年,入門級為雙核4線程,最高提供4核8線程,基礎頻率高達3.35GHz。R1000發布於2019年,與上代類似皆採用雙核四線程設計、但具備更強悍的網絡傳輸能力,支持10GB以太網傳輸。V2000發布於2020年,採用Zen 2架構(相比Zen 1架構算力提升15%)以及8nm工藝,同時旗艦版採用8核16線程設計。V3000發布於2022年,相比V1000綜合性能提升3倍(官網數據),採用6nm工藝,性能達到服務器級別。

以特斯拉為例,我們認為在高端車機領域,x86架構芯片有望博得一席之地,原因如下:

(1)具備強大的可擴展性,可支持車機運行AAA桌面級遊戲。特斯拉第三代座艙平台採用為AMD Ryzen V1000的定製化版本,該處理器本身自帶Vega 8集成顯卡,可同時驅動Model S車內中控、儀表以及後排屏幕。同時,特斯拉為進一步提升座艙平台的GPU性能,在主板下方通過PCle加配AMD RDNA2獨立顯卡,單精度浮點算力達到10.4TFLOPS(約為SA8155p的10倍、SA8295的5倍),主要用於驅動3A級遊戲。除此之外,可以看到特斯拉第三代座艙平台左側預留有副駕顯示屏接口,後期可用以升級。

(2) x86架構下的超線程設計在面向日益繁雜的座艙應用時具有更高的工作效率。CPU在運行線程指令的方式可分為單核單線程、多核多線程、多核超線程三類。其中,單核單線程CPU在運行眾多任務時並非是並行處理,而是迅速在多組指令下相互切換。多核多線程的設計使得在同時運行多個任務時,每個任務都可以擁有100%核心處理,實現並行處理。而超線程設計是指在多核CPU設計的前提下,可高效協調內核可用容量的利用率,實現單核多線程處理,例如渲染視頻需要採用近乎100%的CPU內核可用容量,但運行網頁僅需要利用小部分內核容量,因此可在同一內核下並行處理以上兩個任務。ARM架構之下,考慮到需滿足手機等移動端設備低功耗的需求,基本是以大小核設計來替代多核多線程或超線程。而英特爾、AMD等x86架構芯片供應商均已具備成熟的超線程技術。過去邊緣端處理應用程序較少,僅需要在運行大型遊戲或科學處理時需採用超線程,但隨着智能座艙內FOTA、DMS、HUD等應用功能的逐漸豐富,後台服務開始增加並且大量消耗運算資源,將逐步體現出超線程處理的優勢。

(3)車載空間相對充足+芯片液冷散熱,特斯拉案例證明了桌面級/服務器及方案上車的可行性。x86架構芯片高性能的背後所付出的是高功耗、大體積的代價,車內空間相對充沛,因此體積問題較好解決,但高功耗問題一直是限制x86架構芯片上車的重要掣肘之一。據Electrek報道,在特斯拉採用AMD解決方案的車型中,由於Ryzen芯片與電池共享了冷卻單元,導致在快速充電的過程中車輛用於冷卻的功率更多的被作用於電池上,芯片無法得到充分散熱,從而出現中控卡頓等現象。特斯拉也因此召回了約13萬輛相關問題的車型。可以看到,特斯拉針對第三代AMD座艙平台已搭載了液冷散熱系統並規模化量產,雖然對少量用戶體驗有所影響,但至少一定程度上證明了基於x86架構的桌面級/服務級處理器應用上車的可行性。未來有望隨着散熱設計以及軟件系統架構的持續升級,該問題有望得到進一步解決。

2022年8月AMD宣布與億咖通科技達成戰略合作,將合作打造車載計算平台,預計2023年末面向全球市場量產,將為全球首次採用AMD Ryzen V2000 CPU+AMD Radeon RX 6000系列GPU的算力平台。我們認為,億咖通與AMD合作的落地是具有革命性意義的事件,標誌着將x86芯片應用於智能座艙的解決方案已邁向從1到N的過程,未來有望有更多具備設計能力的主機廠開始就智能座艙與AMD建立合作。


3.2. 基於x86架構硬件,將更有利於主機廠效仿特斯拉搭載Linux桌面級系統



從技術角度而言,汽車操作系統可以分為兩大類,一類是實時性操作系統,主要涉及發動機、變速箱等與駕駛安全密切相關的功能;另一類則是非實時性操作系統,主要涉及中控屏、音響等與乘客座艙體驗相關功能。從產品角度而言,汽車操作系統則可以分為面向主機廠所開發的底層操作系統和面向消費者開發的應用操作系統。其中,底層操作系統多被用於二次開發或消費者無法直接交互感知的領域,因此其自身並不具備品牌效應;而應用操作系統則以市場產品化為目的和檢驗標準,具備一定的品牌溢價,大多數廠商是基於Linux內核裁剪和配置,然後加上自己設計的UI而成。整體來看,以上兩種對車載操作系統的定義相互交叉,面向整車廠的實時性操作系統包括QNX、RT-Linux、VxWorks等;面向整車廠的非實時性操作系統主要為Android、AGL等。面向消費者的實時性操作系統包括特斯拉Version、百度Apollo、華為鴻蒙OS等;而面向消費者的非實時性操作系統則包括小鵬Xmart.OS、阿里Ali.OS等。

目前,多數主機廠在座艙信息娛樂系統中均是以Android系統為基礎更改UI設計後定製而來(例如小鵬Xmart.OS、蔚來NIO.OS等),其優點在於具備豐富的應用生態,可以快速適配大量安卓平台已有的應用,且開發難度及成本相對較低。而特斯拉座艙信息娛樂系統則類似PC端的桌面級系統,採用Linux內核自研而成,優勢在於軟件棧可完全自主掌控、且可以通過「訪問權限控制」增強操作系統信息安全性,避免第三方程序對自身系統核心區域的攻擊。但劣勢在於短期內軟件生態相對較弱,例如此前騰訊音樂客戶端並無Linux版本,特斯拉車機僅可以通過網頁使用騰訊音樂,僅在騰訊開放API後特斯拉團隊自研了APP程序。

我們認為,未來隨着x86架構芯片逐步應用於座艙,主機廠在軟件操作系統方面也有望效仿特斯拉,自研Linux桌面系統,完全從軟硬件兩個角度將車機對標PC。主流的桌面系統包括Windows/MacOS/Linux,其中Windows和MacOS分別歸屬於微軟和蘋果,OS內核均不開源。而Linux則可由車企進行二次開發,自由度最高。從開發原理角度而言,Linux桌面系統的搭載與芯片架構是x86還是ARM並無直接關聯。但從開發和應用效率上而言,當主機廠在座艙內搭載x86架構芯片後,再自研並搭載Linux桌面系統效果更佳。原因主要有三點:

(1)「x86+Linux」的軟硬件組合整體開發成本更低。一直以來,Andriod等移動端操作系統在進行中間件等設計時注重降低功耗、強生態,與硬件上ARM架構的設計理念更加吻合,因此可以看到在智能手機上基本是「ARM+Andriod」的軟硬件組合。而桌面系統善於處理更加複雜的任務,此前在PC、服務器領域基本是「x86+Linux/windows」的軟硬件組合,因此基於x86架構芯片進行Linux桌面系統開發無論是人工成本還是開發難度都會相對更低。

(2) Linux與其他系統的應用生態兼容性問題已逐步得到解決。一直以來,限制主機廠在座艙內搭載Linux系統的核心原因除開發難度外,更多在於軟件應用的生態問題。而隨着行業的逐漸發展,解決軟件兼容性的方法已逐步成熟,具體可分為:(a)針對不同的系統或芯片架構重新開發一套APP,例如特斯拉車機適配騰訊音樂的過程。(b)採用虛擬機技術進行兼容,例如在蘋果電腦上通過安裝windows虛擬機來使用office。(c)通過指令集轉譯器進行兼容,例如蘋果在自身Mac OS內置Rosetta 2轉譯器,當用戶首次下載x86獨有的應用時,會提示先安裝Rosetta 2轉譯器。

(3)Linux系統可最大程度上發揮x86架構的強擴展性優勢。x86架構相較於ARM架構的優勢之一在於強大的可擴展性,也即芯片可支持更多的外圍設備接入。對於軟件層面而言,更多的外圍設備接入則意味着驅動層開發的工作量大幅增加。而Andriod系統的驅動實際是需要先實現Linux驅動,然後銜接Andriod訪問接口,因此在此情況下直接搭載Linux進行大量的驅動開發,開發難度會相對更低,此時車機系統的整體開發邏輯則更貼近從前的服務器(需頻繁的升級或擴展)。





4


趨勢三:2023年首次量產艙泊融合,為艙駕融合奠定

基礎

4.1. 艙泊融合:高通SA8295助力主機廠將於2023年首次實現艙泊融合



艙泊融合是實現艙駕融合的第一步,可充分利用高端座艙芯片的冗餘算力、降低成本。傳統汽車採用分布式E/E架構,智能化功能的實現基本依賴於各個子系統之間的相互協調配合,例如ADAS輔助駕駛控制器、泊車控制器、座艙控制器,這幾個控制器同時出現在車上各司其職並相互通信。而在汽車E/E架構集中化的趨勢下,業內普遍規劃將以上分散的功能集中於單個域控制器之上,由此不僅可以提升各個功能相互之間的通信效率,同時座艙功能與自動駕駛功能亦可在存儲芯片、EMMC模塊等外圍電路上實現共享,充分提升整車電子元件的利用效率、降低綜合成本。當前,在座艙芯片加速迭代升級的背景下,高端的座艙芯片已逐步具備一定的算力冗餘,由此已可以率先支持將部分安全功能等級較低的泊車功能融入座艙域控制器。

高通SA8295P座艙方案將實現初級艙泊融合,2023年智能汽車行業將步入艙泊融合時代。高通於2021年發布的SA8295P AI算力高達20 TOPS,其冗餘的算力可用於實現初級自動泊車功能。目前,多家主機廠及供應商正基於高通SA8295P開發艙泊融合方案。其中,集度ROBO-01將在國內實現基於SA8295P艙泊融合方案的首發,預計將於2023年實現量產;除此之外,中科創達於2022 CES亦發布基於8295打造的第四代智能座艙解決方案,不僅可以實現包含數字儀表、中控娛樂、副駕娛樂、雙后座娛樂、流媒體後視鏡、HUD等一芯多屏的智能座艙功能,還可以實現低速輔助駕駛與智能座艙域控制器的融合從而更好地支持360°環視和智能泊車功能。


4.2. 艙駕融合:英偉達Thor助力主機廠將於2025年首次實現



特斯拉引領之下國內自主品牌將於2022-2023年實現基於多SoC方案的准中央集中架構。特斯拉早在2019年就已在model 3上實現了中央計算+區域控制器的E/E架構,其中CCM(中央計算模塊)由三個塊電路板組合而成:信息娛樂系統(IVI),駕駛輔助系統(ADAS)和車內外通信系統,板間採用PCI-E通信,CCM再與前/左/右三個區域控制器連接實現對整車控制以及配電,基於區域對底層功能進行劃分可簡化線束架構。國內小鵬汽車、長城汽車、廣汽埃安、上汽零束等廠商基本於2022-2023年實現准中央集中架構,不過,以上中央計算模塊的設計並非真正意義上的艙駕融合,而是僅在物理層面的融合,將智駕域控、座艙域控集成在同一個盒子中,相互之間採用PCI-E接口進行板間互聯,相比物理分離情況下的所採用的以太網互聯,PCI-E板間通信效率大幅提升,在硬件上近似實現艙駕SoC融合。

基於單SoC方案實現艙駕融合是終極目標,預計2025年行業內將首次落地。相較於多SoC艙泊融合方案的板間PCI-E通信,單SoC可以通過共用內存方式實現更高效的芯片內通信,跨域交互的頻率更快、方式更多,同時亦能進一步共享存儲芯片等外圍電路,進一步降低整車域控制器成本。我們認為,當前面向單SoC的艙駕融合方案的實現已具備一定軟硬件基礎,預計可在2025年左右在行業內實現首次落地:

(1)硬件:英偉達發布Drive Thor硬件平台、為艙駕融合奠定硬件基礎。

英偉達於2022年9月21日正式發布全新中央計算平台Drive Thor,單顆芯片最高FP8浮點算力可達到2000萬億次/秒,且在高算力之下可同時支持輔助駕駛系統、泊車、司機監控、攝像頭後視鏡、數字儀表集群和信息娛樂系統等應用,成為業內首個可實現單SoC艙駕融合方案的硬件平台。此外,該芯片支持英偉達最新的NVLink® -C2C芯片互聯技術,支持CPU、GPU、DPU等多種裸芯互聯,最高連接頻寬可達到900GB/s、傳輸效率是PCI-E 5.0的25倍。目前,吉利極氪已官宣將於2025年搭載英偉達Drive Thor硬件平台。

(2)軟件:構建面向服務的SOA軟件架構、為艙駕融合奠定軟件基礎

高性能的芯片是實現艙駕融合的硬件基礎,面向服務的SOA軟件架構則是實現艙駕融合的軟件基礎。在傳統的整車功能開發中,開發過程基於總線信號,將每個功能都部署在具體的ECU中,這個ECU是軟硬一體的黑盒子交付,如果要新增或升級某項功能,除了要修改與該信號相關的所有ECU軟件外,還需要對總線的網關配置、節點的數量等進行修改。而在SOA架構下,本質上是將本質上是將整車的功能分解為多個微服務(例如語音功能服務、導航功能服務、藍牙功能服務等),其中每個微服務都可視為一個高內聚、低耦合、相互獨立的軟件模塊,並且對外提供標準化服務的接口(不依賴於硬件平台)。對於後期進行功能開發工程師而言,僅需要簡單的調用這些標準服務接口並有序的排列組合,即可便捷的持續開發新應用、並一定程度上實現對軟件功能的復用,降低邊際開發成本。

我們以疲勞駕駛檢測和人車共舞兩個功能的實現,來舉例說明SOA架構下應用的開發原理。如前文所述,SOA軟件架構下將整車功能分解為若干微服務模塊。而每個服務模塊包含三大要素:(1)所需調用的具體設備或網絡;(2)可實現的某類功能;(3)可輸出的數值或狀態。例如對於單一的DMS服務模塊而言,所對應的三大要素就是座艙內視攝像頭、檢測駕駛員面部、駕駛員疲勞狀態。而當我們要開發一個完整的疲勞檢測功能時,則需要將DMS、導航、音樂播放等微服務模塊通過邏輯組合關係構建為一個疲勞檢測功能。類似的,當我們要推送人車共舞功能時,則需要調用攝像頭、音樂微服務等,僅需要參考各類微服務所包含的要素,並按一定邏輯組合即可實現該功能。





5


相關標的

5.1. 美格智能:採用高通工規芯片為比亞迪提供座艙5G智能模組




開發高通平台智能模組多年、並為華為提供技術開發服務,助力美格智能領先行業推出5G智能模組。美格智能成立於2007年,2012年與高通簽署專利授權協議,成為國內首批開展4G/LTE模組業務的企業之一。除了僅具備通信功能的傳統數傳模組產品外,公司2014年基於高通MSM8916平台推出第一款4G智能模組SLM753,廣泛應用於對講機、智能物流終端、智能POS設備以及車載娛樂等領域,並於2020年基於高通SM6350平台率先推出5G智能模組SRM900;2014年公司開始為華為提供移動寬帶、車載終端、智慧家庭等領域技術開發服務,並於2019年聯合華為海思在行業內首發國產芯片4G模組SLM790,為公司開拓FWA(固定無線接入)業務積累了經驗,也為公司領先行業推出5G高算力智能模組積澱了技術實力。

公司相繼推出5G智能模組SRM900/SRM930,分別應用於比亞迪Dilin4.0/Dllink5.0平台。美格智能2020年推出5G智能模組SRM900,該智能模組搭載高通消費級SM6350芯片,並應用於比亞迪Dilink 4.0(5G)平台車型,漢EV為Dlink4.0(5G)首發車型。2021年公司推出5G智能模組SRM930,搭載高通工規級芯片QCM6490。根據美格智能投資者調研紀要,該智能模組將應用於BYD Dilink5.0車型。值得注意的是該兩款智能模組均為非車規級方案,BYD案例證明了消規/工規芯片的上車機會。

我們認為智能模組性價比優勢明顯,未來將有更多車型、更多車企選擇智能模組方案,而美格智能憑藉先發優勢/卡位優勢將充分受益,帶來公司業績持續增長:

(1)性價比優勢:一方面,智能模組採用非車規芯片,本身非車規芯片相對車規芯片存在成本優勢。另一方面,智能模組可同時實現主控處理功能與外部通信功能,可省下T-box通信硬件成本。綜合來看智能模組相比SA8155P等車規級芯片成本優勢顯著,此外目前美格智能採用驍龍6/7系列芯片,未來有望升級至8系列芯片展現消費級芯片更明顯性能優勢。

(2)非車規芯片上車機會提升:正如我們在趨勢一所談,車機領域本身對功能安全要求不高、熱管理技術成熟助力消規/工規芯片上車。隨着Dilink4.0滲透率快速提升以及後續DiLink5.0的逐步量產,BYD智能模組方案車型占比將快速提升,同時在BYD示範作用下,我們認為將來會有更多車企在智能模組性價比優勢吸引下開始嘗試非車規芯片方案。


5.2. 瑞芯微:國內稀缺的座艙芯片供應商,RK3588量產上車在即



瑞芯微是國內領先的AloT芯片設計公司,主要產品為智能應用處理器芯片(SoC)。瑞芯微2001年推出複讀機芯片,並曾在複讀機芯片市場取得高達80%市占率,後因複讀機市場衰落逐漸轉向研發平板電腦主控芯片。2016年以來,瑞芯微SoC業務由原來依靠單一平板電腦市場,擴展至智能盒子、智能手機、筆電等其他消費電子領域,並實現向智能物聯應用的橫向開拓,公司SoC產品廣泛應用於汽車電子、智能安防、智能機器人等AIoT應用。2021年公司SoC業務營收占比達83.74%,其中具備AI算力的高端SoC營收占比達20.64%。

延伸座艙SoC業務,瑞芯微發布8nm工藝車規級RK3588M躋身座艙芯片第一梯隊。2021年1月瑞芯微首次推出符合AEC-Q100車規要求的芯片RK3358M,可適配QNX/Linux操作系統,目前已應用於多款車型的液晶儀表中。同年發布RK3568M,具備四核A55 CPU及Mali G52 GPU,同時內置了1 TOP算力的NPU,適配Android和Linux系統,可應用於車載中控系統,支持中控、副駕、頭枕的多屏異顯及多媒體播放。2021年底公司推出8nm工藝RK3588M,適配Android、Linux操作系統,採用4*A76+4*A55的八核CPU及Mali G610 GPU,並可實現6 TOPS AI算力,性能直逼SA8155P,可作為智能座艙主控芯片最高驅動7個1080P屏異顯。公司預計RK3568M及RK3588M將於2022年底前完成AEC-Q100測試,並於2023年量產。


5.3. 德賽西威:艙駕融合趨勢下公司智駕域控單車價值量有望進一步提升



德賽西威是國內頭部Tier1,具備智能座艙/智能駕駛/網聯服務三大產品線,2021年營收占比分別為82.49%/14.5%/3.02%(包括其他業務)。(1)智能座艙域控制器:公司基於高通車載芯片平台開發了智能座艙域控制器,其中基於SA8155P的第三代座艙域控制器已獲得長城汽車、廣汽埃安、奇瑞汽車、理想汽車等主流車企定點項目正逐步放量,基於SA8295P的第四代座艙域控正在緊密開發中,並已獲得客戶訂單。(2)智能駕駛域控制器:公司與英偉達深度綁定,開發了行泊一體高性價比智能駕駛域控制器,並基於Xavier/Orin分別推出了L3/L4級別高階智能駕駛域控制器。(3)基礎軟件服務:公司具備軟件開發能力,可兼容Android/Linux/RTOS等主流操作系統開發對應中間件,針對客戶需求搭建系統架構/完成系統優化,提供整體解決方案/優化措施。

智能駕駛提速下Orin大面積裝車,德賽西威與英偉達深度綁定有望帶來單車價值量進一步提升。隨自動駕駛進展加速、城市領航自動駕駛逐步落地,蔚來推出4*Orin平台拉開了智能駕駛算力競爭的序幕,各造車新勢力紛紛上車Orin平台。目前蔚來ET7/ES7、小鵬G9、理想L9均搭載Orin芯片,極氪、智己、威馬等瞄準高端智能駕駛的車型也均開始選擇Orin方案,而德賽西威為英偉達在國內首家合作Tier1,將充分受益Orin平台滲透加速趨勢。同時德賽西威智能駕駛業務2021年營收占比僅為14.5%,IPU04(OrinX域控產品)放量將為公司帶來顯著業績增量。

展望艙駕融合時代,德賽西威憑藉座艙、智駕全面開發能力有望占據領先優勢。德賽西威同時具備智能座艙、智能駕駛域控制器全面開發能力,且分別基於SA8155P、OrinX高端芯片平台,相對其他Tier1技能點更全面、更適應艙駕融合要求。2022年4月德賽西威全球首發第一代車載智能計算平台Aurora,該平台實現了從「域控」到「中央計算」的跨越,總算力達2000TOPs以上,實現了座艙、智駕、網聯功能的跨域融合,並已與長安汽車簽署戰略合作協議,將共同推進中央計算平台量產落地。依託英偉達高算力芯片資源,德賽西威有望在艙駕融合時代持續保持領先地位。


5.4. 中科創達:綁定高通,戰略布局高通SA8295P艙泊融合方案



中科創達是全球領先的操作系統軟件技術提供商,主要業務包括智能軟件業務、智能汽車業務、智能物聯網業務。公司在Android、Windows、Linux操作系統和應用開發領域積累了豐富的經驗,業務範圍涵蓋了BSP、操作系統內核、驅動、框架、協議棧、多媒體、應用、工具和安全技術。圍繞操作系統核心技術,公司面向智能手機、智能汽車、智能物聯網、企業市場推出了一系列完整的解決方案及產品。汽車業務方面,公司主要為車廠、Tier1提供智能車載信息娛樂系統,並可融合高級輔助駕駛系統、全數字液晶儀表、汽車總線、車載通信系統提供完整的艙駕解決方案。

中科創達與高通深度綁定,受益高通車載芯片順利推廣,近年來公司汽車業務迅速增長。公司2010年與高通合作建立實驗室,共同為中國手機廠商提供技術支持,並在高通芯片平台與Android操作系統開發方面積累了豐富經驗。公司於2013年開始前瞻性大力投入新一代智能網聯汽車業務,並於2017年12月發布全球首款高通820平台Hypervisor智能駕駛艙解決方案,2019年6月發布基於高通驍龍SA8155平台的智能駕駛艙3.0解決方案,2022推出了基於高通 SA8295 平台的智能座艙解決方案。隨着高通車載座艙芯片快速推廣,公司汽車業務營收占比也由2016年的5.5%提升至22H1的30%,汽車業務營收由2018年的2.8億元快速增長至2021年的12.2億元。

2022年基於SA8295推出艙泊融合方案,在性價比優勢下有望進一步提高市場份額。公司在CES 2022展會期間發布基於高通SA8295硬件平台的智能座艙解決方案,中科創達基於深厚的OS軟件技術,打通座艙、駕駛兩大功能域,並依賴SA8295P冗餘算力在傳統座艙功能之外延伸低速泊車功能,提高了硬件復用效率、降低了方案成本。我們認為性價比優勢下艙泊融合方案將快速推廣,而艙泊融合作為艙駕融合的第一步,看好中科創達在艙駕融合時代的軟件開發能力。





6


風險提示

(1)消費者對座艙智能化功能付費意願較低

(2)主機廠座艙智能化升級進度不及預期

(3)座艙主控芯片量產時間不及預期






推薦閱讀



【汽車行業重磅深度報告】

【安信汽車】線控底盤:實現高階自動駕駛的必要條件,各環節將迎加速量產期 2022-10-29

【安信汽車 |重磅深度】2023年新能源乘用車銷量有望達1036萬輛,插電混動增速達120% 2022-09-07

【安信汽車 |年度重磅深度】汽車整車:技術路線、格局、盈利、競爭、車企 2022-09-06

【安信汽車】2022年汽車行業中期策略:新起點,新機遇2022-07-02

行業加速擴張,格局持續優化,電驅動行業迎來歷史性機遇【安信汽車||行業深度】

【安信汽車】2022年汽車行業投資策略:格局重塑,全新機遇 2021-12-14

2022年新能源新車型分析報告——重磅新車琳琅滿目,10萬元以上新能源乘用車銷量有望增長95%【安信汽車】2021-11-26

【安信汽車|重磅深度】10-20萬元新能源車有望迎來歷史性機遇2021-08-10

汽車行業中期策略||乘用車底部向上,新能源車迎三大變化【安信汽車】2021-06-22

2022年有望迎快充元年,高功率快充引領車樁變革【安信汽車|重磅深度】

重磅深度| 超級快充時代來臨,高電壓平台加速滲透【安信汽車】2021-06-30

【新能源零售數據深度分析系列報告】

【安信汽車】Q3新能源車零售數據深度分析:C級及以上車新能源滲透率達到35.9%2022-10-28

4月新能源車零售數據深度分析:A級車新能源滲透率達到22.1%【安信汽車】 2022-05-16

3月新能源車零售數據分析:限購城市新能源滲透率突破40%【安信汽車】 2022-04-18

【安信汽車】2月新能源車零售數據深度分析:非限購城市新能源滲透率創新高 2022-03-15

1月份新能源零售數據分析:新能源車加速向非限購城市滲透【安信汽車】 2022-02-18

12月零售數據深度分析:非限購城市新能源滲透率持續提升【安信汽車】 2022-01-18

【乘聯會月度銷量點評系列報告】

【安信汽車】5月乘用車產銷快速回升,新能源乘用車銷量超預期 2022-06-10

3月乘用車銷量環比增長24%,新能源滲透率達25%【安信汽車】2022-04-11

【安信汽車】2月乘用車銷量表現優異,新能源滲透率達21.8%2022-03-09

1月乘用車銷量同比增長6.8%,2022年行業有望全面向好【安信汽車】2022-02-15

【安信汽車】12月缺芯緩解產銷向上,2022年行業有望全面向好 2022-01-12

【行業事件點評】

【安信汽車】購置稅減征力度超預期,行業基本面全面向好 2022-06-01

工信部346批《公告》:重磅車型參數亮眼,電動化正提速【安信汽車】 2021-07-21

工信部345批公告:重磅車型琳琅滿目,電動化進程有望加速【安信汽車】 2021-07-05

【安信汽車】工信部發布344批《公告》,比亞迪電池外供長城2021-05-14

【安信汽車】工信部公示2020年乘用車企業雙積分,混動化與電動化有望提速 2021-04-12



免責聲明



本訂閱號為安信證券股份有限公司(下稱「安信證券」)研究中心汽車團隊的官方訂閱號。本訂閱號推送內容僅供安信證券客戶中的專業投資者參考。為避免訂閱號推送內容的風險等級與您的風險承受能力不匹配,若您並非安信證券的客戶中的專業投資者,請勿使用本信息。安信證券不會因為任何機構或個人訂閱本訂閱號或者收到、閱讀本訂閱號推送內容而視為本公司的當然客戶。

本訂閱號推送內容僅供參考,不構成對任何人的投資建議,接收人應獨立決策並自行承擔風險。在任何情況下,本信息作者及其所在團隊及安信證券不對任何人因使用本訂閱號中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。

本訂閱號推送內容版權歸安信證券所有,未經安信證券事先書面許可,任何機構或個人不得以任何形式刪節、修改、複製、引用和轉載,否則應承擔相應責任。



團隊成員



徐慧雄,汽車行業首席分析師。南京大學經濟學碩士,6年汽車行業研究經驗。重點覆蓋:汽車整車、零部件。電話:17521216970。

徐昊,汽車行業分析師。英國紐卡斯爾大學碩士,6年證券研究經驗,曾就職於民生證券、粵開證券研究所。深度覆蓋汽車零部件行業,對製造業有深刻理解。電話:18600163976。

李澤,團隊成員。金融數學碩士。2022年加入安信證券研究中心,曾就職於東方基金科技製造研究團隊,重點覆蓋:智能汽車全產業鏈,具備在科技製造領域的跨行業研究能力及豐富的產業資源。電話:18392351441。

吳婉霞,團隊成員。中山大學學士,上海外國語大學碩士,2021年加入安信證券汽車團隊,重點覆蓋:新能源汽車行業總量&數據分析、整車行業。電話:15113180613。

谷誠,團隊成員。上海財經大學金融學學士、威斯康星大學麥迪遜分校經濟學碩士,曾任職於東北證券,2022年加入安信汽車團隊,覆蓋整車、零部件板塊相關標的。電話:19512185688。

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 鑽石舞台 的頭像
    鑽石舞台

    鑽石舞台

    鑽石舞台 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()