浅析新能源汽车车载芯片的发展

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进入二十一世纪的二十多年，科技的发展可谓是日新月异，而汽车行业的发展也不甘落后，新能源电动汽车更是强势崛起，最新的销售统计显示，新能源汽车的销售额度已超过燃油汽车。而在新能源汽车的电子电气架构中，车载芯片是其重要的组成部分，芯片的性能、稳定性、安全性、可靠性，决定着一台新能源电车的驾驶舒适度、驾驶安全度等方方面面。本篇文章针对电车车载芯片的发展做了一些初步的分析和展望。

一、电车平台不同域对于芯片的需求及变化

1. 动力域：

– 算力需求提升：随着电动汽车的动力系统不断升级，对芯片算力的要求会更高。例如，更精确的电池管理、更高效的电机控制以及对多种能源（如混动车型的燃油和电能）的协同管理，都需要芯片具备更强的运算能力，以实现对动力输出的精准调控和优化。可能需要芯片的主频进一步提高，从目前的几百兆赫兹提升到更高频率。

– 功能安全等级提高：动力系统关乎车辆的行驶安全，因此对芯片的功能安全等级要求极为严格。下一代芯片需要满足更高的汽车安全完整性等级（ASIL）标准，具备更强的故障检测、诊断和容错能力，以确保在各种复杂工况下动力系统的稳定运行。

– 通信能力增强：为了实现动力系统与其他域（如智能座舱域、智能驾驶域）的高效协同，动力域芯片需要具备更强的通信能力。支持更高带宽、更低延迟的通信协议，如高速以太网等，以便快速、准确地传输车辆的各种状态信息和控制指令。

– 能耗优化：电动汽车对续航里程的追求不断提高，动力域芯片作为整车的能耗大户之一，需要在保证性能的前提下，进一步降低自身的能耗。这就要求芯片采用更先进的制程工艺和低功耗设计技术，提高能源利用效率。

2. 智能座舱域：

– 更高的算力和图形处理能力：未来的智能座舱将具备更多的功能和更丰富的交互体验，如高清显示、多屏联动、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）应用等。这就需要座舱域芯片具备更高的算力，能够快速处理大量的图像、视频和音频数据，同时提供流畅的用户体验。GPU的性能将得到进一步提升，以支持更高分辨率的显示和更复杂的图形渲染。

– 人工智能集成度增加：人工智能技术将在智能座舱中得到更广泛的应用，如语音识别、自然语言处理、智能推荐等。因此，下一代座舱域芯片将集成更强大的人工智能处理单元（NPU），能够快速处理和分析大量的用户数据，实现个性化的服务和智能的交互体验。

– 多模态交互支持：为了满足用户多样化的交互需求，智能座舱将支持多种交互方式，如语音、手势、触摸等。座舱域芯片需要具备强大的多模态交互处理能力，能够准确识别和理解用户的不同交互行为，并及时做出响应。

– 安全与隐私保护加强：随着智能座舱中用户数据的不断增加，芯片需要具备更强的安全与隐私保护能力。包括硬件级别的安全防护机制，如加密模块、安全启动等，以及软件层面的数据加密、访问控制等技术，以确保用户的个人信息和车辆安全。

3. 智能驾驶域：

– 超高算力需求：自动驾驶技术的不断发展，对芯片的算力需求呈指数级增长。下一代智能驾驶芯片需要具备数百甚至上千TOPS（Tera Operations Per Second，每秒万亿次操作）的算力，以支持复杂的环境感知、路径规划和决策算法。例如，对于高分辨率的摄像头图像、激光雷达点云数据等的实时处理，需要强大的计算能力来快速分析和识别周围的物体、路况等信息。

– 传感器融合能力提升：自动驾驶车辆通常配备多种传感器，如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器等。智能驾驶域芯片需要具备更强的传感器融合能力，能够将来自不同传感器的数据进行快速、准确的融合和分析，从而提高自动驾驶系统的可靠性和准确性。

– 低延迟和高可靠性：自动驾驶对实时性和可靠性要求极高，芯片需要具备极低的延迟和高可靠性，以确保在紧急情况下能够及时做出正确的决策。这就要求芯片采用先进的架构设计和冗余机制，保证系统的稳定运行。

– 车路协同支持：未来的自动驾驶将与车路协同技术紧密结合，智能驾驶域芯片需要支持车与车（V2V）、车与基础设施（V2I）之间的通信，以便获取更多的交通信息和路况数据，提高自动驾驶的安全性和效率。

4. 底盘域：

– 精准控制和快速响应：底盘系统对于车辆的操控性、舒适性和安全性至关重要。下一代底盘域芯片需要具备更高的控制精度和更快的响应速度，能够实时调整悬挂系统、转向系统、制动系统等，以适应不同的路况和驾驶场景。例如，在高速行驶时能够快速调整悬挂刚度，提高车辆的稳定性；在紧急制动时能够迅速响应，缩短制动距离。

– 线控技术支持：线控技术是底盘系统的发展趋势，它将传统的机械连接转换为电子信号控制。底盘域芯片需要支持线控技术，实现对底盘各系统的精确电子控制，提高系统的可靠性和可维护性。

– 功能安全和冗余设计：底盘系统的故障可能会导致严重的安全事故，因此底盘域芯片的功能安全要求非常高。下一代芯片需要具备更强的故障检测和诊断能力，同时采用冗余设计，确保在芯片或系统出现故障时，底盘系统仍能保持基本的功能，保障车辆的安全行驶。

二、不同域的车载芯片主要厂商

以下是不同域的车载芯片中竞争力较强的厂商：

 1. 智能座舱域：

– 高通：是该领域的霸主级厂商，市场份额占比高。其骁龙系列车规级芯片被众多汽车品牌广泛应用，如骁龙8155、骁龙8295等芯片，在性能、图形处理能力以及与移动终端的软硬件生态融合方面优势明显，能够为智能座舱提供流畅的操作体验和丰富的功能。

– 英特尔：在计算能力和处理性能方面实力强劲，产品能够满足智能座舱系统对于多任务处理的需求，在该领域也有一定的市场份额和影响力。

– 瑞萨：传统汽车电子厂商，其智能座舱芯片在功能和可靠性上表现良好，有着深厚的技术积累和丰富的汽车行业经验，在中低端市场具备较强的竞争力。

– 英伟达：虽然在智能驾驶芯片领域更为知名，但也涉足智能座舱芯片市场。其芯片的图形处理和人工智能计算能力强大，能为智能座舱带来出色的视觉体验和智能交互功能。

– 德赛西威：作为国内领先的汽车电子供应商，在座舱域控领域表现出色，在国内市场具有较高的装机量和市场份额，与众多国内外汽车厂商建立了合作关系。

– 华为：其智能座舱芯片具有较高的算力和强大的通信能力，并且华为的鸿蒙座舱系统也具有较高的知名度，在国内市场具有较强的竞争力。

– 芯擎科技：国内的新兴芯片企业，其产品在性能和功能方面不断提升，正在努力扩大市场份额，发展潜力较大。

2. 智能驾驶域：

– 英伟达：在中高端车型市场中具有很强的竞争力，其芯片的算力强大，能够支持复杂的环境感知、路径规划和决策算法，被众多汽车厂商和自动驾驶研发公司所采用。

– 特斯拉：特斯拉自研的FSD芯片在其自家车型上表现出色，通过软硬件一体化的设计，实现了高效的算力和较低的功耗，为特斯拉的自动驾驶技术提供了强大的支持。

– Mobileye（英特尔旗下）：在辅助驾驶领域有着深厚的技术积累和丰富的经验，其芯片的可靠性和安全性较高，被广泛应用于众多量产车型的辅助驾驶系统中。

– 地平线：国内的人工智能芯片企业，其智能驾驶芯片在性能和性价比方面具有优势，与众多国内汽车厂商建立了合作关系，在国内市场的发展势头良好。

– 黑芝麻智能：专注于研发高性能的自动驾驶芯片，在芯片的算力、能效比等方面不断取得突破，逐渐在市场上获得认可。

3. 动力域：

– 英飞凌：在动力域芯片方面技术实力雄厚，产品涵盖了电机控制芯片、电池管理芯片等，其芯片的性能和可靠性得到了众多汽车厂商的认可，在全球市场占据较高的份额。

– 意法半导体：在汽车动力系统芯片领域有着丰富的产品线和技术积累，其芯片在功率控制、能源管理等方面表现出色，适用于电动汽车和混合动力汽车的动力系统。

– 德州仪器：拥有先进的模拟和数字技术，其动力域芯片在信号处理、电源管理等方面具有优势，能够为汽车动力系统提供高效的解决方案。

– 国芯科技：国内的车规MCU领域的领先企业，在动力域芯片方面推出了满足燃油发动机应用的高中低端芯片产品，并且在新能源汽车动力系统中也展现了较强的竞争力。

– 芯旺微电子：其车规级MCU产品在动力域的应用中具有一定的竞争力，产品符合汽车功能安全标准，能够为汽车动力系统提供稳定可靠的控制。

4. 底盘域：

– 博世：作为全球领先的汽车零部件供应商，在底盘域芯片方面有着深厚的技术积累和丰富的经验，其产品涵盖了底盘控制系统的各个方面，如制动、转向、悬挂等。

– 大陆集团：在底盘域的技术研发和产品制造方面具有强大的实力，其底盘域芯片能够为汽车提供精准的控制和良好的驾驶体验。

– 采埃孚：在底盘技术领域有着较高的知名度和市场份额，其底盘域芯片在性能和可靠性方面表现优异，被广泛应用于各类汽车。

– 芯驰科技：国内的汽车芯片企业，其产品在底盘域的应用中取得了一定的成果，与多家汽车厂商和零部件供应商建立了合作关系。

– 云途半导体：推出的车规级芯片覆盖了汽车动力、智能底盘等应用领域，在底盘域的控制方面具有较高的性能和可靠性。

三、车载芯片平台的升级换代

车载芯片平台升级的大规模开始时间受到多种因素的影响，难以给出确切的统一时间，但可以从不同方面来进行分析和推测：

1. 技术发展层面：

– 芯片迭代周期：当前车载芯片的更新换代速度较快，一般来说1-2 年就会有较大的性能提升和技术改进。例如从高通 820A 到 8155 芯片，再到如今的 8295 芯片，性能不断提升。按照这个趋势，未来几年内芯片技术会不断突破，当新技术成熟且能满足汽车行业的需求时，就会推动大规模的平台升级。预计在未来 2-3 年内，随着新一代高性能芯片的不断推出和成熟，会迎来较为集中的平台升级潮。

– 智能汽车技术需求：随着汽车智能化、网联化的发展，对芯片的算力、通信能力、图像处理能力等要求越来越高。比如自动驾驶技术的不断演进，需要更强大的芯片来处理大量的传感器数据和复杂的算法，当现有芯片无法满足这些需求时，车企就会考虑进行平台升级。以自动驾驶级别从 L2 向 L3、L4 升级为例，预计在 3-5 年内，随着自动驾驶技术的逐步普及，会促使车企大规模升级车载芯片平台。

2. 车企战略层面：

– 新车型推出计划：车企通常会在推出新车型时采用最新的技术和平台，包括车载芯片平台。一些大型车企会提前规划新的车型平台，在新平台上搭载新一代的芯片。例如比亚迪预研下一代的高性能、高安全纯电平台，新平台的重点放在域控制器和智能化方面。从车企的新车发布计划来看，未来 1-2 年内会有不少新车型推出，这些新车型很可能会带动车载芯片平台的升级。

– 竞争压力驱动：在汽车市场竞争日益激烈的情况下，车企为了提升产品的竞争力，会积极跟进芯片技术的发展，及时进行平台升级。如果竞争对手的车型采用了更先进的芯片平台，其他车企为了保持市场份额，也会加快平台升级的步伐。这种竞争压力可能会促使车企在未来 2-3 年内加快平台升级的速度。

3. 行业标准和政策层面：

– 行业标准制定：汽车行业的相关标准和规范对车载芯片平台的升级也有影响。例如，随着汽车电子电气架构的不断演进，行业可能会制定新的标准，要求车企采用更先进的芯片平台以满足安全性、可靠性等方面的要求。当行业标准更新时，车企为了符合标准，会进行大规模的平台升级。这一过程可能会在未来 3-5 年内随着行业标准的不断完善而逐步推进。

– 政策支持：政府对新能源汽车和智能汽车的政策支持也会影响车载芯片平台的升级。例如，一些地区对新能源汽车的补贴政策可能会与车辆的智能化水平相关，这会促使车企升级车载芯片平台以提高车辆的智能化程度，从而获得政策支持。政策的推动作用可能会在未来 2-4 年内逐渐显现。

 总体而言，预计在未来 2-5 年内会逐渐迎来车载芯片平台的大规模升级，但具体的时间还会受到市场需求、技术成熟度、车企决策等多种因素的影响。

四、谁在车载芯片平台更新迭代时受益较多

以下是一些在汽车芯片平台更新迭代中受益较多的具体案例：

 1. 高通：

– 技术升级与市场拓展：高通在汽车芯片领域不断迭代升级，从骁龙 SA8155P 到 SA8295P，性能大幅提升。SA8155P 几乎统治了智能座舱整个市场，而 SA8295P 采用 5nm 制程，NPU 算力更是达到 30TOPS，接近上一代 8155 的 8 倍。这使其获得了长城、广汽、通用等众多车厂的定点，在智能座舱芯片领域占据了重要地位，随着汽车智能化的发展，高通的汽车芯片业务不断增长，收益颇丰。

– 舱驾一体方案的推进：高通推出的舱驾一体芯片方案，具有可扩展性、低成本等优势，为汽车制造商提供了更灵活的选择。例如，畅行智驾基于高通舱驾融合芯片平台推出的域控制器产品，获得了主机厂的认可和量产项目定点。

2. 英伟达：

– 与车企的广泛合作：英伟达的汽车智能芯片在市场上具有强大的竞争力，其下一代智能汽车芯片 Drive Thor 已与比亚迪、广汽埃安旗下的昊铂品牌、小鹏汽车等中国多家车企达成合作。这些合作将为英伟达带来可观的收益，同时也推动了其在汽车芯片领域的技术研发和市场影响力。

– 引领自动驾驶芯片市场：英伟达在自动驾驶芯片领域一直处于领先地位，其芯片的高性能计算能力满足了自动驾驶对芯片算力的高要求。市场数据显示，英伟达在新能源汽车智能芯片市场的智驾域控制器装车量方面占据了较高的份额。

3. 特斯拉：

– 自研芯片的优势：特斯拉意识到供应商提供的芯片无法满足其汽车功能的设计要求后，自研芯片以推进汽车智能化进程。其 FSD 计算平台的推出，标志着特斯拉正式步入 HW3.0 时代，芯片算力的提升为特斯拉的自动驾驶功能提供了强大的支持，也增强了特斯拉汽车的市场竞争力，使特斯拉在汽车销售和自动驾驶服务等方面获得了更多的收益。

– 软件升级与芯片协同发展：特斯拉通过不断的软件升级，充分发挥芯片的性能优势，为用户提供了更多的功能和更好的驾驶体验。例如，特斯拉整车实现的多次 OTA 软件升级，不仅提升了用户的满意度，还为公司带来了持续的收入增长。

4. 地平线：

– 产品的广泛应用：地平线的征程系列芯片在国内市场得到了广泛的应用，与众多车企展开了合作。其芯片具有高算力、低功耗、开放易用等优势，能够满足车企对智能座舱和自动驾驶的需求，随着市场需求的不断增长，地平线的业务规模和收益也在不断提升。

– 技术创新的推动：地平线不断进行技术创新，推出更高性能的芯片产品，如计划推出的面向高级别自动驾驶的征程 5，具备 96TOPS 的 AI 算力，支持 16 路高清摄像头，吸引了国际主流 Tier1 和 OEM 的关注，为公司的未来发展奠定了良好的基础。

5. 英特尔：

– 进军汽车芯片市场：英特尔宣布进军汽车市场，主攻智能座舱芯片、电车能源 AI 管理、开放式汽车芯片定制平台三大方向。其首款汽车芯片源于酷睿芯片，采用 Intel 7 制程工艺技术，未来还将提供多种类的汽车芯片，让汽车制造商可以在其全产品线中使用。与极氪汽车的合作，也为英特尔在汽车芯片领域的发展提供了机会。

– 收购与整合：英特尔收购了法国初创公司 Silicon Mobility，该公司的系统单晶片（SOC）技术和软件有助于英特尔控制电动汽车马达和车载充电系统，增强了其在电动汽车领域的竞争力，为公司在汽车芯片市场的发展提供了更多的技术支持和业务拓展空间。