现时整车 5 大功能域正从漫衍式架构向域控、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滚动。
2024 年 11 月 14 日,在第四届汽车芯片产业大会上,教师级高工,上汽寰宇智能驾驶和芯片部门前矜重东谈主、高等总监朱国章指出,智能驾驶、智能座舱是阔绰者能感知到的体验,背后需要强盛的传感器、芯片,更需要先进的电子电气架构的支撑,电子电气架构决定了智能化功能知道的上限,以前的漫衍式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通讯带宽瓶颈等过错已不可安妥汽车智能化的进一步进化。
他提倡,受电子电器架构升级的影响,带来了芯片算力行使率的栽植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适度器里,停车功能和座舱共用芯片;三是一套硬件结尾行车和停车功能,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 | 教师级高工,上汽寰宇智能驾驶和芯片部门前矜重东谈主、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依然从漫衍式向蚁集式发展。寰宇汽车有 MQB 平台,上头的车辆其实等于漫衍式架构。针对现时推出的电车,咱们是 MEB 平台,ID 系列,这是一个域蚁集式平台。咱们目下正在建设的一些新的车型将转向中央蚁集式架构。
蚁集式架构权贵箝制了 ECU 数目,并裁汰了线束长度。关联词,这一架构也相应地条目整车芯片的计较智商大幅栽植,即结尾大算力、低功耗以及高带宽的特色。跟着汽车行业的握住发展,OTA 已成为一种精深趋势,SOA 也日益受到注重。现时,整车瞎想精深条目配备多颗 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 个操作系统结尾软硬件分离。
目下,汽车仍主要永别为五大域:车身域、底盘域、能源域、智能驾驶域以及座舱域。在市集上,现时的布局重心在于舱驾和会,这波及到将座舱适度器与智能驾驶适度器吞并为舱驾和会的一形式适度器。但值得驻扎的是,这种和会仅仅物感性地集成在了一个适度器中。接下来是 one box、one board,关联词 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
漫衍式架构为客户提供了一些 ADAS 功能,齐是比拟独处的,每增多一个 ADAS 的功能,咱们齐要增多符合的传感器致使适度器。跟着智能网联汽车的快速发展,座舱域的发展尤为权贵,座舱芯片的性能也赢得了权贵栽植。咱们运行行使座舱芯片的算力来实验停车等功能,从而催生了舱泊一体的成见。随后,智能驾驶芯少顷期的迅猛发展又推动了行泊一体决策的降生。
智驾芯片的近况
现时,市集对新能源汽车需求捏续上升,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,单车芯片用量捏续上升。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。随智能电动汽车市集需求握住增强,智能化时期深化发展,自动驾驶阶段冉冉演变鞭策,改日单车芯片用量将无间增长,汽车举座行业对车规级芯片的需求也将随之延迟。
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、地缘政事的要素,也有前几年疫情的影响,以及从 2021 年运行芯片段供,齐导致咱们从整车的角度,使得汽车行业从举座层面久了体会到芯片穷乏的严峻性,尤其是在芯片供不应求的要道时刻。
针对这一困局,何如寻求冲破成为要道。从政府政策层面来看,政府已在智能汽车鼎新发展策略及新能源汽车产业发展预计打算等政策性文献中,明确将芯片列为中枢时期领域,并加大了对产业发展的扶捏力度。
从整车企业角度看,它们采取了多种策略冒失芯片穷乏问题。部分企业取舍投资芯片企业,或通过与芯片企业合伙合营的方式增强供应链踏实性;还有部分整车制造商更是亲身涉足芯片制造领域,运行作念自研芯片。国内的华为、地平线、黑芝麻等速即地崛起,酿成了我方的居品矩阵,在 5G V2X、自动驾驶、智能座舱芯片等领域齐有了齐全布局。
2023 年,芯片国产化率为 10%,瞻望本年能大约达到 15%。在计较类芯片领域,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进修。关联词,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。
适度类芯片 MCU 方面,此前非常据表现,MCU 的国产化率仅为 1%,而现已栽植至 10%。功率类芯片领域,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%。这收获于我国比年来在新能源汽车领域的快速发展,使得功率芯片的发展赢得了权贵跳动。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% 的市集份额。在推动芯片国产化或国产芯片替代的历程中,从主机厂的视角扫视,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,尤其是在晶圆制造纪律,以及器具链不齐全的问题。
现时,所有这个词汽车行业呈现出高度的竞争态势,主机厂在汽车市集内伸开了厉害的角逐。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,各别化的需求层出叠现,条目芯片的建设周期必须裁汰;另一方面,芯片企业还需承担整车居品的筹商背负。关联词,市集应用数目有限,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勤苦任务。
把柄《智能网联时期阶梯 2.0》对自动驾驶浸透率的预测,2030 年全球自动驾驶芯片市集规模为 2224 亿元, L2/L3 芯片市集规模 1348 亿元, L4/L5 芯片市集规模 876 亿元;瞻望 2030 年中国自动驾驶芯片的市集规模为 813 亿元;其中 L2/L3 芯片市集规模 493 亿元, L4/L5 芯片市集规模 320 亿元。
智能驾驶领域,外洋供应商中,Mobileye 在 ADAS 领域占据弥漫上风地位。跟着高阶智能驾驶 L2+、L2++ 市集浸透率的速即栽植,英伟达、高通等也位列前茅。国内智驾芯片市鸠合,发展比拟好的是地平线和黑芝麻,他们齐酿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,岂论是两个域适度器如故一个域适度器,齐如故两个芯片。而现时,高通推出的 8775P 依然运行朝着信得过的单片式搞定决策迈进。跟着高通明续推出的 Ride Flex 系列,以及英伟达的 Thor 系列,咱们不错不雅察到所有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。
上汽寰宇智驾之路
现时智能驾驶行业靠近的挑战在于,智能驾驶系统的建设周期长、参预开阔,同期条目在可控的资本范围内结尾高性能,栽植末端用户的体验。
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关系。关联词,在安全性方面,L2 至 L3 之间却发生了质的变化。咱们要是探讨 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,则需结尾传感器冗余、适度器冗余、软件冗余等。这些冗余瞎想导致整车及系统的资本大幅增多,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。
跟着我执法律端正的握住演进,目下信得过道理上的 L3 及以上司别的自动驾驶车辆或功能并未推向末端用户,仅限于在一些示范区域内进行测试及示范运营。现时市集上所有的高阶智能驾驶时期最多达到 L2++ 水平,仍属于 L2 级别的规模。
此前行业内存在过度成就的嫌疑,即所有类型的传感器和大齐算力芯片被一股脑地集成到系统中。关联词,跟着汽车行业竞争的尖锐化,从主机厂角度看,现时策略已滚动为充分行使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,进一步增多硬件成就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,智能座舱的阐明优于智能驾驶,智能驾驶所提供的功能尚未达到用户的预期。用户反映表现,在荆棘匝谈、变谈、施工谈路以及车辆加塞等复杂场景中,智能驾驶系统的阐明不尽如东谈主意,时常出现功能左迁致使完全退出的情况。尽管业界精深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,但智能驾驶的骨子阐明尚未能骄横用户的期待。
面对现时挑战,破局之谈在于降本增效。目下行业精深处于 L2 至 L2++ 功能阶段,从整车厂角度起程,对系统供应商提倡了箝制传感器、域适度器以及高精舆图使用资本的条目,无图 NOA 成为了现时的温雅焦点。由于高精舆图的爱戴资本腾贵,业界精深寻求高性价比的搞定决策,勤恳最大化行使现存硬件资源。
在此布景下,瞻望 80-100TOPS 中等算力的芯片将展现出权贵上风。岂论是英伟达的 Orin N、高通 8650,如故地平线的 J6E、J6M,在结尾 L2++ 功能时,中等算力芯片将因其性价比高、骄横行业需求而备受宠爱。至于增效方面,要道在于栽植 MPI,扩大 ODD,即增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接受的情况,栽植用户体验。
谈及智能驾驶,全栈自研与生态合营是两个不可逃避的议题,不同的企业把柄自己情况有不同的取舍。从咱们的视角起程,这一问题并无弥漫的圭表谜底,采取哪种决策完全取决于主机厂自己的时期应用智商。
跟着智能网联汽车的繁茂发展,从汽车行业的角度来看,主机厂与供应商之间的关系资格了久了的变革。传统模式上,OEM 与 Tier1、Tier2、Tier3 层级分明。跟着时期跳动与市集需求的变化,这一模式逐步演变为软硬解耦的时势,主机厂会分别罗致硬件与软件供应商,再由一家集成商矜重供货。现时,许多企业在智驾领域依然信得过进入了自研情状。在此布景下,一部分模块可能要自研,一部分要外购,这就酿成了当今的敞开货架组合。
现时,在智能座舱与智能驾驶的建设领域,主机厂、Tier1 和芯片公司之间酿成了一个三角形。芯片公司的地位之是以如斯进击,是因为关于主机厂而言,芯片的取舍将决定改日 5-10 年在智能座舱与智能驾驶方面的时期阶梯。以往,主机厂在芯片选型上并未赐与过多温雅,而是将这一任务交由 Tier1 完成。比年来,在决定时期阶梯时,主机厂可能会先罗致芯片,再据此取舍 Tier1。
(以上内容来自教师级高工,上汽寰宇智能驾驶和芯片部门前矜重东谈主、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。)