现时整车 5 大功能域正从散播式架构向域控、跨域和会、中央计较(+ 云计较)演进,舱驾和会也从当下多颗芯片集成在一个硬件中向单芯片或套片的模式改造。
2024 年 11 月 14 日,在第四届汽车芯片产业大会上,教育级高工,上汽各人智能驾驶和芯片部门前谨慎东谈主、高等总监朱国章指出,智能驾驶、智能座舱是徒然者能感知到的体验,背后需要强劲的传感器、芯片,更需要先进的电子电气架构的援手,电子电气架构决定了智能化功能阐明的上限,以前的散播式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通讯带宽瓶颈等错误已不可稳健汽车智能化的进一步进化。
他残酷,受电子电器架构升级的影响,带来了芯片算力专揽率的耕种和多芯片和会的影响。一是座舱 / 停车 / 行车功能相互独处,当有新功能上线时,只需要添加 ECU 即可;二是把停车功能和会到座舱截止器里,停车功能和座舱共用芯片;三是一套硬件达成行车和停车功能,对应不同的传感器复用和芯片算力分享;四是智能驾驶芯片和座舱芯片将和会,智舱和智驾的功能由一单颗芯片来完成。
朱国章 | 教育级高工,上汽各人智能驾驶和芯片部门前谨慎东谈主、高等总监
以下为演讲内容整理:
EE 架构的发展对芯片的影响
现时,汽车的电子电气架构还是从散播式向相聚式发展。各人汽车有 MQB 平台,上头的车辆其实等于散播式架构。针对现时推出的电车,咱们是 MEB 平台,ID 系列,这是一个域相聚式平台。咱们目下正在修复的一些新的车型将转向中央相聚式架构。
相聚式架构显赫责备了 ECU 数目,并裁汰了线束长度。然则,这一架构也相应地条目整车芯片的计较才能大幅耕种,即达成大算力、低功耗以及高带宽的特色。跟着汽车行业的握住发展,OTA 已成为一种深广趋势,SOA 也日益受到堤防。现时,整车筹算深广条目配备多颗 SOC,关于智能化进程较高的汽车,其芯片数目已高达 2000 颗,并通过 2 至 3 个操作系统达成软硬件分离。
目下,汽车仍主要分裂为五大域:车身域、底盘域、能源域、智能驾驶域以及座舱域。在商场上,现时的布局重心在于舱驾和会,这波及到将座舱截止器与智能驾驶截止器归拢为舱驾和会的一现象截止器。但值得郑重的是,这种和会仅仅物感性地集成在了一个截止器中。接下来是 one box、one board,但是 two chip,座舱的芯片和智驾的芯片如故两块。再接下来,咱们将会看到 one box、one board、one chip,这是舱驶和会信得过一体的和会决策。
图源:演讲嘉宾素材
散播式架构为客户提供了一些 ADAS 功能,皆是比拟独处的,每加多一个 ADAS 的功能,咱们皆要加多恰当的传感器以至截止器。跟着智能网联汽车的快速发展,座舱域的发展尤为显赫,座舱芯片的性能也得回了显赫耕种。咱们开动专揽座舱芯片的算力来实行停车等功能,从而催生了舱泊一体的观点。随后,智能驾驶芯片工夫的迅猛发展又推动了行泊一体决策的出身。
智驾芯片的近况
现时,商场对新能源汽车需求握续上升,据预测,2025 年中国新能源汽车销量将高达 1524.1 万辆,智能电动汽车销量将达 1220.3 万辆,浸透率将高达 80.1%。跟着汽车电动化智能化发展,单车芯片用量握续上升。据测算,到 2025 年,智能电动汽车的平均芯片搭载量则将高达 2072 颗,燃油车平均芯片搭载量将达 1243 颗。随智能电动汽车商场需求握住增强,智能化工夫深化发展,自动驾驶阶段冉冉演变鞭策,将来单车芯片用量将赓续增长,汽车全体行业对车规级芯片的需求也将随之扩张。
咱们一直靠近着芯片卡脖子的问题,既有中西方之间贸易摩擦、地缘政事的身分,也有前几年疫情的影响,以及从 2021 年开动芯片段供,皆导致咱们从整车的角度,使得汽车行业从全体层面深远体会到芯片吃力的严峻性,尤其是在芯片供不应求的重要时辰。
针对这一困局,怎样寻求冲突成为重要。从政府政策层面来看,政府已在智能汽车改革发展计谋及新能源汽车产业发展计算等政策性文献中,明确将芯片列为中枢工夫范围,并加大了对产业发展的扶握力度。
从整车企业角度看,它们接收了多种策略应付芯片吃力问题。部分企业选拔投资芯片企业,或通过与芯片企业结伙合营的步地增强供应链相识性;还有部分整车制造商更是亲身涉足芯片制造范围,开看成念自研芯片。国内的华为、地平线、黑芝麻等马上地崛起,变成了我方的居品矩阵,在 5G V2X、自动驾驶、智能座舱芯片等范围皆有了完好意思布局。
2023 年,芯片国产化率为 10%,预测本年能粗略达到 15%。在计较类芯片范围,SOC 的国产化率约为 8%,其中智能驾驶芯片的国产化率为 5%,智能座舱芯片的国产化率为 3%。从用户体验的角度看,汽车智能化方面,智能座舱的发展相较于智能驾驶更为熟练。然则,从芯片角度看,国产智能驾驶芯片的发展势头要好于智能座舱芯片。
截止类芯片 MCU 方面,此前稀有据披露,MCU 的国产化率仅为 1%,而现已耕种至 10%。功率类芯片范围,尤其是大功率、高压芯片如 IGBT 和碳化硅芯片,目下的国产化率已达到 30%-35%。这收货于我国连年来在新能源汽车范围的快速发展,使得功率芯片的发展得回了显赫逾越。而在 Mosfet 方面,其国产化率为 15%。智能驾驶所需的传感器芯片,目下国产化率为 15%。
现时,我国的芯片国产化率仅为 10%,意味着 90% 的芯片仍依赖入口,这些芯片主要由欧洲、好意思国及日本的芯片企业所阁下,前八大企业占据了高达 60% 的商场份额。在推动芯片国产化或国产芯片替代的历程中,从主机厂的视角注视,咱们发现国内国产芯单方靠近着多重挑战。国产芯片在制程方面相对较低,算力较小,且规模上不具备竞争上风。此外,还存在潜在的供应风险,尤其是在晶圆制造花式,以及用具链不完好意思的问题。
现时,总计这个词汽车行业呈现出高度的竞争态势,主机厂在汽车商场内张开了热烈的角逐。这种压力无疑会传递给 Tier1 供应商及芯片行业。从整车企业的角度来看,对芯片企业的条目日益严格。一方面,互异化的需求日出不穷,条目芯片的修复周期必须裁汰;另一方面,芯片企业还需承担整车居品的计议背负。然则,商场应用数目有限,交易价值变现难度大,这给国产芯片企业带来了极大的挑战。在推动国产芯片落地的历程中,这些企业正靠近着前所未有的笨重担务。
凭证《智能网联工夫阶梯 2.0》对自动驾驶浸透率的预测,2030 年全球自动驾驶芯片商场规模为 2224 亿元, L2/L3 芯片商场规模 1348 亿元, L4/L5 芯片商场规模 876 亿元;预测 2030 年中国自动驾驶芯片的商场规模为 813 亿元;其中 L2/L3 芯片商场规模 493 亿元, L4/L5 芯片商场规模 320 亿元。
智能驾驶范围,海外供应商中,Mobileye 在 ADAS 范围占据饱和上风地位。跟着高阶智能驾驶 L2+、L2++ 商场浸透率的马上耕种,英伟达、高通等也位列前茅。国内智驾芯片商场中,发展比拟好的是地平线和黑芝麻,他们皆变成了我方的居品矩阵。
现时布局的重心是座舱域和智能驾驶域。以往,无论是两个域截止器如故一个域截止器,皆如故两个芯片。而现时,高通推出的 8775P 还是开动朝着信得过的单片式措置决策迈进。跟着高通明续推出的 Ride Flex 系列,以及英伟达的 Thor 系列,咱们不错不雅察到总计这个词汽车电子电气架构的演进与发展,正驱动着芯片行业紧跟其设施,进行相应的研发责任。
上汽各人智驾之路
现时智能驾驶行业靠近的挑战在于,智能驾驶系统的修复周期长、干预纷乱,同期条目在可控的资本范围内达成高性能,耕种终局用户的体验。
下图中,蓝色弧线代表性能,绿色弧线代表复杂度,红色弧线代表安全性。不错不雅察到,性能与复杂度之间存在一定的线性联系。然则,在安全性方面,L2 至 L3 之间却发生了质的变化。咱们淌若推敲 L3 及以上司别的自动驾驶功能,要作念许多冗余。从整车角度来看,要作念制动冗余、转向冗余、供电冗余等;从自动驾驶系统层面看,则需达成传感器冗余、截止器冗余、软件冗余等。这些冗余筹算导致整车及系统的资本大幅加多,原因在于,达到 L3 级及以上时,整车企业将承担起安全主体背负。
跟着我国法律法则的握住演进,目下信得过好奇上的 L3 及以上司别的自动驾驶车辆或功能并未推向终局用户,仅限于在一些示范区域内进行测试及示范运营。现时商场上总计的高阶智能驾驶工夫最多达到 L2++ 水平,仍属于 L2 级别的限度。
此前行业内存在过度设置的嫌疑,即总计类型的传感器和大宗算力芯片被一股脑地集成到系统中。然则,跟着汽车行业竞争的尖锐化,从主机厂角度看,现时策略已改造为充分专揽现存硬件的极限性能。在 L2++ 的级别下,东谈主类驾驶员被视为最终的冗余系统,因此,进一步加多硬件设置已不再是可行的选项。
整车智能化涵盖智能座舱与智能驾驶两大方面。从用户体验角度看,智能座舱的弘扬优于智能驾驶,智能驾驶所提供的功能尚未达到用户的预期。用户响应披露,在险阻匝谈、变谈、施工谈路以及车辆加塞等复杂场景中,智能驾驶系统的弘扬不尽如东谈主意,赓续出现功能左迁以至完全退出的情况。尽管业界深广以为智能网联汽车的发展上半场是电动化,下半场是智能化,但智能驾驶的骨子弘扬尚未能温和用户的期待。
面对现时挑战,破局之谈在于降本增效。目下行业深广处于 L2 至 L2++ 功能阶段,从整车厂角度启航,对系统供应商残酷了责备传感器、域截止器以及高精舆图使用资本的条目,无图 NOA 成为了现时的和顺焦点。由于高精舆图的爱戴资本昂贵,业界深广寻求高性价比的措置决策,勤恳最大化专揽现存硬件资源。
在此布景下,预测 80-100TOPS 中等算力的芯片将展现出显赫上风。无论是英伟达的 Orin N、高通 8650,如故地平线的 J6E、J6M,在达成 L2++ 功能时,中等算力芯片将因其性价比高、温和行业需求而备受深爱。至于增效方面,重要在于耕种 MPI,扩大 ODD,即加多自动驾驶系统的应用场景,减少用户因系统功能左迁或不及而需招揽的情况,耕种用户体验。
谈及智能驾驶,全栈自研与生态合营是两个不可隐没的议题,不同的企业凭证自己情况有不同的选拔。从咱们的视角启航,这一问题并无饱和的表率谜底,接收哪种决策完全取决于主机厂自己的工夫应用才能。
跟着智能网联汽车的荣华发展,从汽车行业的角度来看,主机厂与供应商之间的联系履历了深远的变革。传统模式上,OEM 与 Tier1、Tier2、Tier3 层级分明。跟着工夫逾越与商场需求的变化,这一模式逐步演变为软硬解耦的现象,主机厂会分别采取硬件与软件供应商,再由一家集成商谨慎供货。现时,许多企业在智驾范围还是信得过进入了自研景况。在此布景下,一部分模块可能要自研,一部分要外购,这就变成了当今的洞开货架组合。
现时,在智能座舱与智能驾驶的修复范围,主机厂、Tier1 和芯片公司之间变成了一个三角形。芯片公司的地位之是以如斯迫切,是因为关于主机厂而言,芯片的选拔将决定将来 5-10 年在智能座舱与智能驾驶方面的工夫阶梯。以往,主机厂在芯片选型上并未赐与过厚和顺,而是将这一任务交由 Tier1 完成。连年来,在决定工夫阶梯时,主机厂可能会先采取芯片,再据此选拔 Tier1。
(以上内容来自教育级高工,上汽各人智能驾驶和芯片部门前谨慎东谈主、高等总监朱国章于 2024 年 11 月 14 日 -15 日在第四届汽车芯片产业大会发表的《国产智驾芯片之路》主题演讲。)