如今,，智能汽車時代的來臨,，使得包括ST、NXP,、英飛凌和瑞薩在內(nèi)的眾多車載MCU廠商,，開始發(fā)力自動駕駛之類的方案。近日,，恩智浦半導(dǎo)體和臺積電宣布合作協(xié)議,，恩智浦將在下一代高性能汽車平臺中采用臺積電的5nm制程。AI芯片的本地化研發(fā)創(chuàng)新,、汽車制造商對芯片的重視,、市場需求的多元化等諸多因素，使得汽車這個賽道各路群雄相會,，有英特爾,、英偉達和高通這樣的跨界新進巨頭，也有黑芝麻,、芯馳科技,、地平線等表現(xiàn)不俗的初創(chuàng)企業(yè)，整車企業(yè)如北汽和大眾也來湊熱鬧,，所有這些動作讓傳統(tǒng)汽車芯片巨頭多少有些“吃力”,。無疑，汽車芯片領(lǐng)域正在開辟一個多樣化的,、充滿挑戰(zhàn)的新戰(zhàn)場,！

汽車芯片格局被打破

幾十年來,，汽車芯片市場一直被恩智浦、德州儀器,、瑞薩半導(dǎo)體等汽車芯片巨頭所壟斷,，外來者鮮有機會可以入局。但隨著汽車行業(yè)加速進入智能化時代,，塵封數(shù)十年的汽車芯片市場格局正在被打破,。尤其是特斯拉FSD芯片的推出，一場圍繞高級別自動駕駛的商業(yè)大戰(zhàn)已經(jīng)打響,。英特爾,、英偉達、高通等新進入者率先搶占新周期先機,。

  汽車芯片市場主要參與者 來源：中信證券
        英特爾于2017年收購了以色列公司Mobileye,，如今，憑借Mobileye的EyeQ自動駕駛芯片,，英特爾已經(jīng)賺得盆滿缽滿,。今年4月，英特爾透露,，EyeQ自動駕駛芯片已經(jīng)賣出5400萬枚,，被搭載在全球超過5000萬輛汽車上。2019年,，自動駕駛芯片成為英特爾最大增長的業(yè)務(wù)板塊,，營收同比增長26%至近10億美元，并讓英特爾收獲了全球70%的輔助駕駛（ADAS）市場份額,。
        Mobileye在L2+級自動駕駛（輔助駕駛）領(lǐng)域長期稱霸,。如今，Mobileye的EyeQ技術(shù)路線圖已到了第五代,。
        從2016年的Drive PX2 Auto Chauffer,，到2017年的Drive PX Pegasus，再到如今的Drive AGX Orin,，英偉達已經(jīng)連續(xù)3次喊出了“支持L5級別自動駕駛”的口號,。今年GTC 2020大會上，英偉達發(fā)布了第八代核彈級Ampere（安培）架構(gòu),，基于7nm制程的GPU,，將AI訓(xùn)練和推理性能提高20倍。隨著NVIDIA Ampere架構(gòu)的推出,，NVIDIA DRIVE平臺也徹底實現(xiàn)了從入門級ADAS解決方案到L5級自動駕駛出租車（Robotaxi）系統(tǒng)的全方位性能提升,。
        在自動駕駛領(lǐng)域，高通也不能落下,，近幾年,，眼看智能手機市場“觸頂”信號越發(fā)明顯,，高通看中了自動駕駛的廣闊市場。我們都知道那筆芯片史上最大的并購案,，2016年,，高通擬以440億美元天價收購半導(dǎo)體公司恩智浦（NXP）,，最終因反壟斷未成功,，但并未阻止高通進駐自動駕駛的決心。在今年CES 上,，高通帶來了驍龍Ride平臺,，安全標(biāo)準達到最高ASIL-D級，可實現(xiàn)L1-L4級別自動駕駛,，直接切入ADAS市場,，未來通過增加算力，高通也能切入全自動駕駛,。
        這樣看來,，巨頭們紛紛入局自動駕駛，汽車芯片領(lǐng)域必將風(fēng)起云涌,。英特爾攜得力干將Mobileye一路高歌猛進,，英偉達有GPU為其自動駕駛保駕護航，高通在基帶上的優(yōu)勢使其擁有更強的垂直整合能力,。當(dāng)然巨頭入局將有利于自動駕駛汽車更快更好地落地,，而且能夠推動技術(shù)更快地向前推進。

汽車芯片廠商向先進工藝邁進,，國內(nèi)廠商機會來臨

在工藝上,，傳統(tǒng)汽車芯片與消費類電子相比要落后幾代，瑞薩最新的汽車微控制器系列RH850采用瑞薩40nm工藝制造,；ST最新的高性能32位汽車微控制器系列 Stellar 采用的是ST 28nm FD-SOI技術(shù),。過往這些傳統(tǒng)芯片廠商都采用自家的工藝，但隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進步,，AI/ML的計算需求往往需要10/7/5nm的芯片制程支持,，因此主流的汽車芯片廠商開始向7nm及以下工藝挺進，所以開始擁抱臺積電,。
        NXP此次與臺積電合作,，一舉跨越到5nm對整個汽車芯片行業(yè)來說都是一個質(zhì)的飛躍。而且時間節(jié)點相對靠前,，NXP預(yù)計2021年推出基于5nm工藝的下一代汽車級芯片,。對NXP來說，這將是一次重新站到汽車芯片行業(yè)“制高點”的絕佳機會,。
        NXP汽車加工執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Henri Ardevol表示,，隨著“大規(guī)模并行創(chuàng)新”在汽車工業(yè)中發(fā)生,，汽車OEM廠商必須應(yīng)對其汽車架構(gòu)中“爆炸式的軟件、極其昂貴的材料和改進的安全性”,。汽車廠商需要簡化各控制單元間高級功能的協(xié)調(diào),，靈活、無縫地定位并轉(zhuǎn)換應(yīng)用,，以及在關(guān)鍵安全環(huán)境中執(zhí)行,。
       借助臺積電5 nm技術(shù)的增強版N5P的新汽車處理平臺，恩智浦希望將OEM的“逐個討論”的話題轉(zhuǎn)移到“整車”的討論中,。恩智浦希望這將使OEM擁有有意義的路線圖,，使他們能夠簡化軟件開發(fā)和安全設(shè)計。與前一代7nm制程相較,，N5P制程其速度提升約20%,，功耗降低約40%，同時擁有業(yè)界全面的設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)的支持,。
        Tirias Research首席分析師Kevin Krewell認為,，恩智浦“絕對需要增強其架構(gòu)產(chǎn)品，才能與Mobileye,，高通,，Nvidia，瑞薩等競爭,?！?br/>拿Mobileye來說，目前其正在研發(fā)的第五代SoC EyeQ5,，作為視覺中央計算機執(zhí)行傳感器融合的完全自主駕駛車輛(要求leve5),，將在2020年上路。為了滿足功耗和性能目標(biāo),，EyeQ SoCs采用最先進的VLSI工藝技術(shù)節(jié)點設(shè)計——在第5代采用的是7nm FinFET制程,。
        英特爾計劃將EyeQ5與Atom處理器結(jié)合起來，開發(fā)用于自動駕駛的人工智能計算平臺,。EyeQ5還可以進行傳感器融合,，處理來自各種傳感器的數(shù)據(jù)。Mobileye認為,，兩個EyeQ5 soc和一個英特爾Atom處理器就足以實現(xiàn)5級自動駕駛,。
        其次是英偉達發(fā)布的下一代自動駕駛汽車平臺DRIVE AGX Orin，這是一個用于自動駕駛車輛和機器人的高度先進的軟件定義平臺,。它提供200個TOPS的性能,，是前一代Xavier的7倍。Orin旨在處理自動駕駛車輛和機器人中同時運行的大量應(yīng)用程序和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時達到系統(tǒng)安全標(biāo)準,，例如ISO 26262 ASIL-D,。DRIVE AGX Orin預(yù)計將于2022年在三星的8nm LPP工藝上開始大規(guī)模生產(chǎn)。
        隨著傳統(tǒng)汽車芯片巨頭開始擁抱代工廠商,，工藝逐漸趨于統(tǒng)一化,，再加上國外廠商如 Imagination 和索喜（Socionext）等公司為中國公司提供支持和幫助，也在加速國產(chǎn)車規(guī)級芯片的落地,。國內(nèi)的芯馳科技在近日發(fā)布的智能座艙芯片X9中便采用了Imagination的 PowerVR Series9XM圖形處理器（GPU） ,，目前該芯片已完成流片并成功啟動。
        除了初創(chuàng)芯片企業(yè),，整車企業(yè)對造芯的熱情也很高,，此前,，大眾CEO宣布了一項雄心勃勃的策略,，表示將把旗下每輛汽車的電子控制單元(ECU)從現(xiàn)在一輛車約70個的數(shù)量減少到只有3個，而且要自己開發(fā)幾乎所有所需的軟件,。如果此舉成功,，那么必將使得其汽車供應(yīng)鏈中許多環(huán)節(jié)變得多余。負責(zé)該車廠數(shù)字技術(shù)開發(fā)之大眾集團管理委員會成員Christian Senger在今年夏天舉辦的一場活動中,，對旗下供貨商表示：“我其實只需要你們之中的一半,。”
        今年5月,，北汽攜手Imagination成立北京核芯達科技有限公司,，將專注于面向自動駕駛的應(yīng)用處理器和面向智能座艙的語音交互芯片研發(fā)，為以北汽集團為代表的國內(nèi)車企在汽車芯片領(lǐng)域提供先進解決方案,。這也有可能開拓整車企業(yè)與國際芯片巨頭跨界合作的新范式,，有望打造車規(guī)級芯片高地，加速車載芯片進步,。
        在GPU領(lǐng)域,，自2006年以來，Imagination一直是先進汽車產(chǎn)品的關(guān)鍵推動者,。 Imagination 在5月20日宣布,，公司成功通過 HORIBA MIRA 對其功能安全管理系統(tǒng)進行的審查之后，已獲得ISO 26262流程一致性認證,。據(jù)了解,，其圖形處理器（GPU）已經(jīng)授權(quán)給多家領(lǐng)先的汽車應(yīng)用處理器供應(yīng)商，包括電裝（DENSO）,、瑞薩（Renesas）,、索喜（Socionext）、德州儀器（TI）等。截至目前,，這些公司已經(jīng)出貨數(shù)千萬顆芯片,，使Imagination在汽車應(yīng)用處理器領(lǐng)域的市場份額超過了50％。
        索喜(自富士通時代起)在汽車電子設(shè)計方面擁有長達十五年的經(jīng)驗積累,，可為市場提供車規(guī)級芯片設(shè)計,、測試、量產(chǎn)及可靠性提升把控等服務(wù),。在車載定制SoC領(lǐng)域,，Socionext擁有豐富的產(chǎn)品經(jīng)驗，并廣泛應(yīng)用于前置攝像機,、ADAS傳感器,、環(huán)視監(jiān)控器、HUD抬頭顯示器,、后座娛樂和停車輔助等,。

國內(nèi)廠商今年在車規(guī)級芯片上小有成就

自動駕駛車輛所收集的海量數(shù)據(jù)，需要有一個“大腦”去處理運算,，車規(guī)級芯片在此起了關(guān)鍵作用,。然而長久以來，車規(guī)級芯片市場一直被國外巨頭壟斷,。但人工智能時代,，不管是芯片巨頭還是初創(chuàng)公司，幾乎站在同一條起跑線上,。在當(dāng)前的大背景下,，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀車載芯片廠商，包括地平線,、芯馳科技,、黑芝麻、裕太車通等等,。更振奮人心的是,，一個又一個的國產(chǎn)車規(guī)級芯片在今年陸續(xù)落地，不斷地秀出國產(chǎn)實力,。
        在今年的CES上,，地平線正式發(fā)布了其Matrix2自動駕駛計算平臺。隨著 Matrix 2上市,，地平線在自動駕駛方向的商業(yè)化規(guī)模有望獲得進一步增長,。2019年8月，地平線發(fā)布了中國首款車規(guī)級AI芯片——征程二代Journey 2,，采用臺積電 28nm 制程工藝,，每TOPS算力可達同等算力GPU的10倍以上，視覺感知可以實現(xiàn)識別精度>99%，延遲<100 毫秒,。征程二代主要面向ADAS市場感知方案,，這是一款已經(jīng)步入商業(yè)化階段的成熟芯片。
       基于自研計算平臺與產(chǎn)品矩陣,，目前地平線已支持 L2,、L3、L4 等不同級別自動駕駛的解決方案,。在智能駕駛領(lǐng)域,，地平線同全球四大汽車市場（美國、德國,、日本和中國）的業(yè)務(wù)聯(lián)系不斷加深,，目前已賦能合作伙伴包括奧迪、博世,、長安,、比亞迪、上汽 ,、廣汽等國內(nèi)外的頂級 Tier1s,，OEMs廠商,。
        5月28日,，芯馳科技對外發(fā)布三款車規(guī)級芯片——X9、V9,、G9,，提供針對汽車的協(xié)同一體化解決方案，包括智能座艙,、智能駕駛,、中央網(wǎng)關(guān)三大應(yīng)用。芯馳科技稱,，他們已經(jīng)與多家OEM和Tier1進行戰(zhàn)略合作,，今年下半年實現(xiàn)小批量測試，明年產(chǎn)品可以正式上車,。
據(jù)了解,，芯馳科技已經(jīng)完成ISO9000的相關(guān)認證，是中國為數(shù)不多通過ISO 26262 功能安全管理體系認證的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè),，也是中國第一家獲得TüV萊茵頒發(fā)的ISO 26262:2018版功能安全管理體系證書的企業(yè),。
        2020年6月15日晚，時隔不到一年,，繼黑芝麻科技華山一號發(fā)布以后,，黑芝麻又發(fā)布了兩款華山二號產(chǎn)品，分別是華山二號A1000和華山二號A1000L。兩顆芯片都采用臺積電16nm制程制造,，支持車規(guī)級AEC-Q100標(biāo)準和支持多項傳感器,。
        華山二號A1000對標(biāo)特斯拉，具有8個CPU核,，單顆可提供40 TOPS的算力,，能效比大于5 TOPS/W，黑芝麻智能科技創(chuàng)始人兼CEO單記章表示,，這是全球頂尖的包含功能安全的高性能車規(guī)級SOC芯片,，是中國第一顆也是到今天唯一的能夠量產(chǎn)的，滿足自動駕駛L3/L4級別要求車規(guī)級芯片,。目前L3級別以上的自動駕駛芯片能夠真正量產(chǎn)的只有Tesla（特斯拉）,，華山二號A1000真正實現(xiàn)了在L3級別上對標(biāo)Tesla。不僅如此,，其功耗僅有Tesla全自駕芯片的四分之一,，面積只有三分之一，成本也只有四分之一,，是一款高性價比落地產(chǎn)品,。
        聯(lián)合創(chuàng)始人兼 COO 劉衛(wèi)紅在發(fā)布會上提到，到2021年底,，搭載黑芝麻華山二號芯片的車型或?qū)⒄搅慨a(chǎn),。
        除了自動駕駛車規(guī)級芯片，今年4月份,，華為投資的裕太車通YT8010A以太網(wǎng)物理層芯片通過AEC-Q100 Grade 1車規(guī)認證,。YT8010A 車規(guī)級百兆以太網(wǎng)PHY芯片，是符合IEEE100BaseT1標(biāo)準的車載以太網(wǎng)物理層芯片, 此次成功通過AEC-Q100 Grade 1 車規(guī)認證,，是國內(nèi)當(dāng)前最高水平的車載芯片之一,。
        另外，去年的華為全連接大會上,，在自動駕駛領(lǐng)域,，華為輪值CEO徐直軍談到，為了滿足自動駕駛車規(guī)級需求,，華為今年會發(fā)布MDC 610,，后續(xù)還會有620、630,。
        對于國內(nèi)一眾車規(guī)級芯片來說,，量產(chǎn)上市，將是最后一道關(guān),。