現(xiàn)階段高算力芯片對于智能座艙而言是不是內(nèi)卷？

作者 / 阿寶

編輯 / 阿寶

出品?/?阿寶1990

1、智能座艙做的好的車企銷量大漲

先給大家看兩個圖片，如果讓你從座艙的配置上來看，你會選擇哪一輛車呢。

相信很多同學(xué)都選擇第二輛，第一輛看過去就像20年前的汽車，就像極了諾基亞和蘋果手機的對比，慢慢的機械感，而第二輛汽車，撲面而來的智能化和豪華感。我們再來看看兩輛汽車的11月份的銷量數(shù)據(jù)對比。

第一輛汽車就是豐田漢蘭達(dá)，今年11月份銷量4659臺，漢蘭達(dá)十年以來月銷量跌到最低谷，堪稱11月中國車市的最大冷門。這么低的銷量數(shù)據(jù)足夠證明豐田漢蘭達(dá)在中國市場已經(jīng)不再炙手可熱，意味著這款車代表的日系車巔峰輝煌時代已經(jīng)慢慢過去了，漢蘭達(dá)只能淪為了國內(nèi)的中大型SUV市場的備選和配角，再也唱不了主角的戲份。

我們再來看看第二輛汽車，才上市幾個的理想L9，經(jīng)歷過產(chǎn)能爬坡以后，11月份的銷量達(dá)到了9087輛，這個可是45.98萬起步的中大型SUV，接近50W元的售價，要知道一點，漢蘭達(dá)擁有混動和燃油版兩款細(xì)分車型，加起來也沒有理想L9一款車型的售賣數(shù)量多。

果然，中國人越來越懂車了，知道自己愿意為什么買單，不在單一追求汽車的機械素質(zhì)，寧肯買智能座艙體驗更好，但是價格更貴的造車新勢力，也不愿意買技術(shù)落后中國新能源車一代的曾經(jīng)的日系神車漢蘭達(dá)。

這其中的差異，除了品牌力影響以外，智能座艙和自動駕駛是消費者購買一輛汽車非常重要的參考依據(jù)，越來越多的用戶在購買汽車的時候，不僅僅只考慮汽車的機械素質(zhì)，還更多考慮數(shù)字化和智能化的體驗。

2、智能座艙逐步成為剛需

我們提到一個新的產(chǎn)業(yè)要成為剛需，幾個條件是必不可少的，一個是購買人群的需求在發(fā)生變化，一個是這個行業(yè)的技術(shù)在發(fā)生變化，這個賽道還在成長過程中，吸引足夠多的優(yōu)秀合作伙伴到這個賽道來。

我們先看看這個產(chǎn)業(yè)都經(jīng)歷了什么樣的變化。

從目前的情況來看，汽車座艙的發(fā)展與手機的發(fā)展軌跡越來越相似。從功能機到智能機的演變，手機上的物理按鍵被越來越大的液晶屏所取代，語音、手勢等操作都可以方便、流暢地完成。

而汽車座艙同樣也經(jīng)歷了從機械式向智能化的演變，早期的駕駛座艙主要由機械表盤和簡單的娛樂系統(tǒng)構(gòu)成，當(dāng)座艙娛樂系統(tǒng)不斷豐富，交互方式也從物理按鍵變?yōu)橥耆挠|控和語音交互，人機交互方式的改變是必然的。

手機行業(yè)發(fā)展是標(biāo)準(zhǔn)“摩爾定律”

我們知道手機行業(yè)的逐步變遷歷程，功能機被智能機這么快被取代，其實就是一部標(biāo)準(zhǔn)“摩爾定律”范本。

摩爾定律產(chǎn)生于半導(dǎo)體領(lǐng)域，是指集成電路上晶體管的數(shù)量每隔18個月就會翻倍，性能也會跟著提升一倍。形成的原因是原子級別的工藝，會帶來效率大幅提升。功能改進(jìn)、體積縮小，而過去50年摩爾定律的直觀感受就是，手機代表一切。

而充分發(fā)揮摩爾定律，就能以更佳的性能，實現(xiàn)后進(jìn)者的超越。比如智能機取代功能機。功能機時代，手游缺乏大作，用戶需求難以滿足；而在智能機時代，手游已經(jīng)是用戶最愛。這背后正是芯片在作祟。功能機芯片大多在出廠前已經(jīng)寫死了特定功能，即使算力提升，也沒法執(zhí)行更多更復(fù)雜的任務(wù)。但智能機時代，通用的CPU可以隨著摩爾定律的增長不斷拓展功能邊界，軟件開發(fā)者因此可以開發(fā)出不同的軟件生態(tài)。

汽車座艙歷經(jīng)機械化、電子化，向智能化不斷演進(jìn)，同手機發(fā)展路徑十分吻合

座艙指汽車內(nèi)部駕乘空間，圍繞中控臺展開，從上世紀(jì)九十年代至今，經(jīng)歷了一系列革新，呈現(xiàn)出從機械化到電子化，再到智能化的發(fā)展軌跡。

1）上世紀(jì) 90 年代，機械化階段：包括機械式儀表盤及車載收音機、對講機等設(shè)備，密集的物理按鍵操作，僅提供車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油量等基本信息。

2）2000-2015 年，電子化階段：電子技術(shù)進(jìn)入座艙，座艙內(nèi)配備小尺寸中控液晶顯示屏、車載導(dǎo)航、藍(lán)牙、媒體播放設(shè)備等較為簡易的電子設(shè)備。

3）2015 年起，智能化時代迎面而來：座艙智能化的開啟以大尺寸中控屏的出現(xiàn)為標(biāo)志，消費電子技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，液晶儀表、中控屏、抬頭顯示系統(tǒng)、視覺感知、語音交互等通過域控制器實現(xiàn)集成并裝配在座艙內(nèi)，能根據(jù)駕駛員、乘客的偏好、習(xí)慣和需求，提供更加舒適、智能的駕乘體驗。

日系車目前普遍還是屬于電子化階段，有一定的顯示屏、藍(lán)牙和多媒體功能，但是智能化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，最近下半年，日系車輛銷量下降特別明顯，跟消費者對于座艙的要求也是有一定的關(guān)系。

在看看智能化到來的智能座艙的配置，快捷的語音交互，高清的觸摸大屏，智能的人機助手，讓你欲罷不能，體驗以后再也回不去了。

越來越多的科技企業(yè)涌入到智能座艙

在過去的100年里面，汽車行業(yè)“穩(wěn)如狗”，非常穩(wěn)健但是封閉的一個賽道，基本上都是機械定義汽車，主要看幾大件，發(fā)動機、底盤、變速箱。這些基本上都純粹的安全駕駛層面，很少有舒適和服務(wù)層面的選擇。

過去汽車行業(yè)有三大特征：核心技術(shù)漸進(jìn)式創(chuàng)新為主、高度依賴基礎(chǔ)科研、供應(yīng)鏈高度固化。這也為傳統(tǒng)車企構(gòu)建了一個極高的行業(yè)壁壘。過去100年，這個行業(yè)幾乎沒有什么新公司出現(xiàn)。

特別是供應(yīng)鏈高度固化，導(dǎo)入行業(yè)的競爭不是那么殘酷，特別是在座艙電子上面，很多給車廠提供座艙電子產(chǎn)品的的tier1供貨商，都是車廠直接或者間接持股的公司，比如日本豐田御用的電裝，比如韓國車企背后有現(xiàn)代摩比斯，德國車企背后的博世、大陸、采埃孚。

但是隨著座艙的智能化到來，這個越來越多的科技企業(yè)進(jìn)入到這個智能座艙行業(yè)，因為現(xiàn)在座艙也正在朝著功能手機轉(zhuǎn)向智能行業(yè)那樣，發(fā)展非常迅猛，座艙電子的芯片也是到了“摩爾定律”的時代來臨。

科技企業(yè)在移動終端的市場已經(jīng)趨于飽和，也是需求發(fā)掘一個龐大額增量市場，而汽車市場是將成為繼 PC、手機、平板之后的一個最佳的智能終端載體?？萍计髽I(yè)可以基于本身的優(yōu)勢，對于大數(shù)據(jù)、IOT生態(tài)、智能算法識別等優(yōu)勢，在智能座艙里面有自己一展拳腳的地方。

可以看到百度、阿里、騰訊、東軟、華為、大疆等科技企業(yè)都進(jìn)入到智能座艙的賽道中，結(jié)合自己的優(yōu)勢做智能座艙里面細(xì)分的不同領(lǐng)域，比如騰訊重點就做“車云一體”的數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)容，阿里做智能座艙的底層操作系統(tǒng)，而百度更多傾向于智能座艙的tier1，有這些科技企業(yè)的涌入賽道，智能座艙的競爭不再是鐵板一塊，也不在是死水一灘，而是繼手機賽道以后最為精彩的競爭賽道。

智能座艙也成為車企做出差異化賣點的“兵家必爭”之地了

赫拉克利特的“人不能兩次踏進(jìn)同一條河流”是說——河水在不斷地流淌、變化，當(dāng)你第二次踏進(jìn)同一條河流時，過去的水已經(jīng)流走，你遇到的是全新的水。這無疑是對唯物辯證法“一切事物都處在永恒的運動、變化之中”的觀點的樸素表達(dá)。

但是汽車賽道，一下從傳統(tǒng)的燃油車，風(fēng)云變幻，突然兩只腳一下進(jìn)入到了四條河流之中，也就是汽車行業(yè)“新四化”（電動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、共享化）。而且這其中最能讓車企做出差異化的內(nèi)容，就是智能化。

上圖是智能汽車的三大要素，所謂智能汽車，智能體驗自然是安身立命的資本。汽車智能化是未來趨勢已成為不爭的事實。即便是傳統(tǒng)汽車廠商，也在積極擁抱智能汽車。

智能駕駛是其中一項，剩余的智能交互和智能服務(wù)，都是以智能座艙為載體。既然智能座艙這么重要，我們來看看智能座艙都是哪些范圍。

智能座艙包括哪些內(nèi)容：

智能座艙從車內(nèi)看，是座艙內(nèi)飾、座艙電子產(chǎn)品的綜合創(chuàng)新、升級和聯(lián)動。同時也將與其他 的智能終端設(shè)備：比如智能手機、手表等實現(xiàn)互聯(lián)，進(jìn)而與智慧家庭、智慧辦公等場景，最終目標(biāo)是將汽車由單一的駕駛、 乘坐工具升級為一個以消費者為中心的“智能移動空間”。

智能座艙是基于智能化、萬物互聯(lián)化大背景下的新型車內(nèi)應(yīng)用場景，通過整合駕駛信息和車載應(yīng)用，利用車載系統(tǒng)的強大信 息數(shù)據(jù)處理能力，為駕駛者提供高效且具科技感的駕駛體驗。由硬件（座艙芯片、HUD、電子后視鏡等硬件、液晶儀表、TBOX、中控導(dǎo)航、DMS疲勞監(jiān)控設(shè)備、副娛樂駕駛屏、空調(diào)控制面板）、軟件、交互 （語音識別、人臉識別、觸摸識別、生物識別）三大主要部分組成，是人車關(guān)系從工具向伙伴演進(jìn)的重要紐帶和關(guān)鍵節(jié)點，也是一個非常特別的智能乘坐空間。

該空間有望成為除住宅、辦公場 所之外的第三個基本生活空間，能夠滿足消費者社交、學(xué)習(xí)辦公、訂餐、路線規(guī)劃、旅行決策等豐富多樣的生活場景要求。無論是燃油車還是新能源汽車，各家在智能座艙的大方向上是比較一致的，“第三空間”這一概念已經(jīng)成為行業(yè)共識。

我們看看新能源汽車都在智能座艙“八仙過海”都有哪些表現(xiàn)。

理想汽車主要是產(chǎn)品定位非常清晰，在語音交互層面發(fā)力，理想智能語音交互助手“理想同學(xué)”的產(chǎn)品定位完美契合理想ONE中高端家庭用車的車型定位，以全車語音覆蓋、座艙全成員平等交互權(quán)利等。

基于用戶畫像，深耕4音區(qū)以及開拓多音區(qū)覆蓋，使車內(nèi)所有人員均可通過語音進(jìn)行人機交互，場景化的思考，貼合家庭出行用戶使用習(xí)慣。

最新出的理想L9提出了「三維空間交互」。車內(nèi)擁有6顆麥克風(fēng)和3DToF傳感器，配合理想汽車自研的以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的多模態(tài)三維空間交互技術(shù)，在車內(nèi)以最自然的方式進(jìn)行交互。

蔚來的智能座艙，亮點在于車載智能交互體系的實體化。在大多數(shù)車企還在以屏幕為交互中心的時候，蔚來便推出了車載語音助手NOMI，整個座艙的交互設(shè)計都是圍繞這個立在中控臺正中央的設(shè)備完成。NOMI重視語音助手人設(shè)與形象的完整性與一致性。實體形象存在，脫離屏幕操作限制，情感化TTS， 形象更立體，屏幕表情增加視覺聯(lián)系。

小鵬汽車憑借著卓越的語音交互，直接在小鵬P7上“一炮而紅”，除了在智能駕駛以外，小鵬在座艙里面都是極客風(fēng)格，語音交互做到極致，還可以通過顯示屏進(jìn)行多功能拓展，包括觀影，看球，打游戲，唱K。

座艙成果易被感知，助力車企產(chǎn)品差異化實現(xiàn)。作為汽車與車主的高頻觸點，座艙空間一定程度上直接決定了未來的“第三空間”帶給消費者的體驗。智能座艙中無論是交互手段、物理空間、聲、光、顯示、升級后的內(nèi)飾，還是多聯(lián)屏設(shè)計、HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡等都將為駕駛員、乘客帶來鮮明的差異化體驗，迅速抓住消費者眼球，提高車型的競爭力。

智能座艙是眾多車企和上游配套的芯片廠家的作為進(jìn)入汽車智能的切入口。“在目前情況下，智能座艙是剛需。不管什么車，燃油車也好，電動車也好，一定會有智能座艙，包括一定要有方向盤、中控屏，甚至包括智能駕駛等等。所以智能座艙理所當(dāng)然的成為了各個車廠“兵家必爭之地”。

消費者選車的時候智能座艙成為一個必選項了。

以前選車是沒得選，反正智能座艙和自動駕駛都做的不好，那為什么不選擇一個機械素質(zhì)好一些的，省心省力還不用考慮那么多的維修成本。所以這個階段的日產(chǎn)合資車，紅的發(fā)紫，動不動就是十年開不壞的本田。

但是電動汽車出現(xiàn)以后，整個三電系統(tǒng)不是卡脖子的點，機械素質(zhì)都不差，重點的戰(zhàn)場轉(zhuǎn)移到了自動駕駛和智能座艙上面。所以一旦消費者有選擇的時候，會自己用腳去投票，用自己口袋里面的鈔票來投票，智能化程度越高的汽車，而且機械素質(zhì)還不差的車，就是他們的考慮點。

消費者對智能手機的使用偏好遷移至車端。當(dāng)中控屏等進(jìn)入汽車座艙后，消費者在智能手機上的用戶體驗和使用偏好也將延伸至車內(nèi)，消費者期待汽車變成一個數(shù)字伴侶，車載系統(tǒng)能足夠流暢、屏幕能足夠高清、無線聯(lián)動能夠順暢。

與眾多成熟市場相比，早已對移動互聯(lián)網(wǎng)與智能手機形成依賴的中國用戶對座艙的智能科技配置有著更高的關(guān)注度，相關(guān)配置在中國消費者的購車決策中起著更為重要的作用。

從用戶購買決策的關(guān)鍵因素來看，根據(jù)IHS Markit最新的調(diào)研結(jié)果，座艙智能科技配置水平是僅次于安全配置的第二大類 關(guān)鍵要素，其重要程度已超過動力、空間與價格等傳統(tǒng)購車關(guān)鍵要素，反映出座艙智能科技已成為用戶購車的重要考量。

汽車不僅僅是進(jìn)入到新能源時代，也同步加速跨入了智能時代。新的消費群體對于數(shù)字化和智能化體驗更加看重，智能座艙已經(jīng)開始成為車企的主要賣點，也成為消費者購車的重要參考依據(jù)，而在智能座艙的背后，則是芯片之爭。

3、高算力芯片是保障智能座艙的“基石”，而高工藝的制程技術(shù)是支撐高算力的必要條件，7nm甚至更高的SoC是未來智能座艙的主流

早在5年前，座艙里面的零部件基本上都是MCU來完成的，在沒有大的屏幕和動效情況下，以前的座艙零部件99%都是MCU來完成，哪怕是剛開始出來的液晶儀表，很多都是使用MCU來驅(qū)動的。

我們可以看到這樣一個并不復(fù)雜UI的界面的液晶儀表，圖像只能達(dá)到2.5D的顯示效果，此時使用的芯片方案就是一個MCU，當(dāng)時我們在設(shè)計的時候，還需要反復(fù)考慮該方案的存儲芯片的大小，為了盡量減少內(nèi)存，指針做成旋轉(zhuǎn)的方式，這樣占用的圖片資源就不用那么多，簡直像極了一分錢半成兩半來花，根本不用談及算力的概念。

那個時候智能座艙的智能化設(shè)備還只能提供一些簡單的功能，比如語音互動播放音樂，比如點下屏幕開始播放視頻。這些類似于普通家電設(shè)備所需要的芯片只需要22nm的制程就足夠支持這些功能。那個時候的汽車的車載芯片實際技術(shù)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于消費品的芯片，只是在應(yīng)用場景上比消費品芯片要苛刻。所以經(jīng)常導(dǎo)航卡頓，觸摸不靈敏是常有的事情，以至于很多人對于汽車座艙電子的印象始終還停留在那個階段。

座艙芯片高算力芯片成為剛需

從駕駛座艙到智能空間，在“軟件定義汽車”的大背景下，汽車座艙成為全球芯片廠商競逐的下一個戰(zhàn)場。汽車座艙內(nèi)的應(yīng)用正和手機越來越像，高算力SoC芯片正成為新一代智能汽車的剛需。而隨著高通等消費電子芯片廠商的入局，以及國內(nèi)汽車芯片廠商的崛起，這一顆車載芯片市場競爭格局也在悄然發(fā)生變化。這背后的核心原因在于，“軟件定義汽車”需要先進(jìn)的汽車硬件架構(gòu)和強勁的算力支持，智能化程度越深，座艙對主控芯片的算力要求也越高

隨著座艙從電子座艙轉(zhuǎn)向智能座艙的階段，座艙座艙作為人車交互的直接觸點，功能進(jìn)一步進(jìn)化，流媒體后視鏡、HUD功能的滲透包括高分辨率的提升，對芯片的算力提出了高要求，促進(jìn)了座艙由MCU向高算力的SoC的變化。

“我們都知道一切智能化終端的背后，運算一定是關(guān)鍵。這需要要把軟件做好，同時更需要硬件的配合——就是那顆芯片。目前做終端做得非常優(yōu)秀的，比如蘋果、華為等廠商都是非常深度地定義這顆關(guān)鍵的主控SoC芯片，這也是智能化應(yīng)用的底層邏輯，即‘人機交互+OS+芯片’?！彼云囎撏悄芑?，芯片沒有高算力，沒有辦法讓座艙智能起來。

一芯多屏”逐步成為趨勢，也是高算力SoC芯片的用武之地。

當(dāng)前，智能座艙正在加速從單一功能的升級，逐步向大算力域控、更多人機交互功能以及深入融合進(jìn)行演進(jìn)。在這一過程中，傳統(tǒng)汽車的功能芯片已經(jīng)無法滿足需求，大算力智能座艙SoC芯片的需求大幅高漲。

可以看到傳統(tǒng)的座艙電子里面的控制器基本上是分開的，導(dǎo)航主機是一家，液晶儀表是一家，同時還有一個AVM全景一家，還有TBOX等，這里線束連接就非常復(fù)雜，而且不同供應(yīng)商直接的協(xié)調(diào)調(diào)試也非常復(fù)雜。

可以看到，如果中控導(dǎo)航和液晶儀表的互動越來越頻繁，中控上的導(dǎo)航地圖，音樂等信息，需要傳輸?shù)揭壕x表上進(jìn)行顯示。此時采用傳統(tǒng)的方案，需要將中控導(dǎo)航的圖像數(shù)據(jù)傳輸到液晶儀表上，需要增加對傳芯片，同時如果需要將一些音樂信息也傳輸?shù)揭壕x表上顯示，此時還需要走單獨的私有CAN協(xié)議，這樣才能保障信息的傳輸，整體設(shè)計方案復(fù)雜，而且可靠性也存在一定的問題，信息傳輸耗時比較久。

上圖是IMX6 的多芯片方案，液晶儀表、中控導(dǎo)航、后排娛樂都使用了IMX6最小系統(tǒng)，這樣上圖黃色框里面的內(nèi)容就資源重復(fù)了，但是如果只用一顆IMX6又不能帶動三個顯示屏，所以很多存儲資源沒有辦法進(jìn)行最大化的利用，反復(fù)的浪費了計算和存儲資源。

一芯多屏使多個屏幕的信息能自由流轉(zhuǎn)，跨屏互動

從性能上來看：座艙交互需求越來越多，就上面提到的，中控導(dǎo)航和液晶儀表之間都有非常多的信息交互，一芯多屏方案中信號的傳輸在芯片內(nèi)部就完成了，不需要外部對傳芯片以及CAN&LIN總線的傳輸，大幅度的降低了通信時間，有利于打破多芯片方案間由于信號傳輸延遲導(dǎo)致的性能局限。

從成本來看：單芯片方案的外圍DDR和EMMC方案比多芯片方案數(shù)量減少，系統(tǒng)可靠性提升，雖然現(xiàn)在的單芯片成本比較貴，但是總體趨勢來看，未來2年以后的整體成本是優(yōu)于多芯片方案。

咱們有提到，傳統(tǒng)的座艙電子，主要應(yīng)對于簡單指令的處理，因此采用由 CPU+存儲+外設(shè)接口組成的 MCU 芯片，即可滿足其對于算力的需求。但隨著汽車向集中式架構(gòu)迭代，域控制器的出現(xiàn)，使得大 量 ECU 被功能性整合，原有分散的硬件可以進(jìn)行信息互通及資源共享，硬件與傳 感器之間也可實現(xiàn)功能性的擴展，而域控制器作為汽車運算決策的中心，其功能的 實現(xiàn)主要依賴于主控芯片、軟件操作系統(tǒng)及中間件、算法等多層次軟硬件之間的有 機結(jié)合。

同時，為了賦予汽車更高級別的智能化功能，域控制器需要處理由傳感器 傳來的環(huán)境信息，其中，涵蓋了海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致面向控制指令運算 的 MCU 芯片難以滿足其復(fù)雜的運算。相比之下，SoC 芯片引入了 DSP（音頻處 理）、GPU（圖像處理）、NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理），使其不僅擁有控制單元，還集成 了大量計算單元，從而能夠支撐多任務(wù)并發(fā)及海量數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)極術(shù)社區(qū)的測 評，SoC 芯片的算力可高達(dá) 1012次/秒，是 MCU 芯片算力的指數(shù)級倍數(shù)。

一芯多屏技術(shù)最早由奔馳在 2018 年量 產(chǎn)，用域控制器 DCU 替代 ECU，底層芯片集成 GPU。優(yōu)勢是：能使座艙內(nèi)圖像、視頻處 理算力大增，縮短因系統(tǒng)功能增加帶來的系統(tǒng)時延，成本上降低復(fù)雜線束成本、布線成本以 及通信成本。

今年1-10月搭載智能座艙交付量達(dá)到192.67萬輛，份額占比達(dá)到27.05%，這個是一個非常明確的趨勢，智能座艙域控制器，一芯帶多屏的時代即將到來。

智能座艙搭載的功能越多，對芯片算力要求就越高。目前車機上的APP應(yīng)用還沒有手機上的那么豐富，很多剛需應(yīng)用在車機上還不普及，比如購物、金融、在線視頻等，前幾代的車機芯片都會落后手機芯片2-3年，現(xiàn)在由于智能座艙的“一芯多屏”的應(yīng)用，以及智能交互的應(yīng)用，車機芯片的算力要求已經(jīng)追齊甚至超過手機芯片了。

智能座艙的“第三空間”所需要的多模交互讓算力需求暴漲

智能座艙是實現(xiàn)千人千面汽車駕乘體驗的重心所在，新勢力車企與領(lǐng)先自主品牌車企率先發(fā)力，“大屏化”、“多屏化”、“多模態(tài)交互”、“一芯多屏”成為座艙發(fā)展的熱門趨勢，伴隨著傳感器規(guī)模的增長與交互模式的復(fù)雜化，智能座艙對芯片的算力需求亦水漲船高。

你的印象中車機還是這個樣子，又蠢又笨重，都恨不得立刻扔掉，而且人機交互就是一個慘不忍睹。

相信看了這個視頻，你會覺得“這么爛的語音識別還能在車上出現(xiàn)，簡直是無言以對了”

我們再來看看現(xiàn)在智能座艙應(yīng)該有的樣子：

比如機氪001的座艙，副駕說了一句“我想抽煙”，那么語音系統(tǒng)會自動識別出是副駕下達(dá)的指令，經(jīng)過系統(tǒng)自動思考和分析后，會自動打開右側(cè)副駕的車窗。即使車內(nèi)整體環(huán)境嘈雜，車內(nèi)的每個麥克風(fēng)仍能準(zhǔn)確識別對應(yīng)座位發(fā)出的指令。可以看到目前座艙的交互變得智能化，自然會，語音交互逐步代理更多的觸摸交互，從最開始的觸摸屏交互開始，到現(xiàn)在主流的語音交互，在L9上面的TOF識別手勢交互，多模態(tài)中的“模態(tài)”指的感官，用戶可以使用手勢、觸控、眼神、表情等多種方式進(jìn)行人機交互。

看起來多模交互非?？?，實現(xiàn)起來可以是非?！翱唷保婕暗蕉鄠€傳感器的融合，數(shù)據(jù)的及時處理，算法的應(yīng)用等等，這個對于SoC的主芯片而言，每增加一個多模交互的場景，算力都是需要增加的。

從技術(shù)角度上看，影響算力的因素至少有22個，每一個因素都會對上層應(yīng)用產(chǎn)生影響。每一個影響因素對算法產(chǎn)生的影 響不同，比如攝像頭個數(shù)對全圖檢測的影響就是線性，其他影響因子不變的情況下，兩個攝像頭就是一個攝像頭所需要 的算力的2倍。對于同樣的算法，是多個影響因子共同起作用，這將導(dǎo)致對算力的要求大幅提高。

根據(jù)IHS專業(yè)的評估，SoC芯片需要高度集成CPU、AI處理單元、圖像處理單元GPU、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU等多個模塊，才能滿足高速運算和負(fù)責(zé)運算的需求，從而實現(xiàn)座艙的多傳感器融合、多模交互，其中CPU和GPU尤為重要。

CPU 主要負(fù)責(zé)交互功能和應(yīng)用程序 運行的邏輯運算，并承擔(dān)著任務(wù)調(diào)度的職責(zé)，即根據(jù)不同的功能對應(yīng)分配給不同的處理器。而在多模態(tài)的交互以及日漸豐富的應(yīng)用生態(tài)驅(qū)動下，CPU 的算力將呈現(xiàn) 數(shù)量級增長（CPU 算力一般高于 50KDMIPS 即能運行智能座艙流媒體、AR 導(dǎo) 航、AR-HUD 等主要功能）。

對于座艙中的娛樂信息系統(tǒng)而言，車載應(yīng)用通常為多任務(wù)并發(fā)形式，因 此芯片的多重并行計算能力愈發(fā)重要。同時，疊加應(yīng)用的高并發(fā)+圖像顯示的高標(biāo) 準(zhǔn)（即圖像顯示復(fù)雜度、精細(xì)度和實時性），將驅(qū)動 GPU 逐漸從 CPU 中分化為圖 像專用的處理器以承載其所需的高性能計算能力，以及較高的渲染能力。其中，對 于 3D 圖像效果，200GFLOPS 以上即能滿足 3 個屏幕以上的圖像顯示，而針對 GPU 進(jìn)行圖像算法處理，則需要 500GFLOPS。

可以看到2024年的NPU需求是2021年的10倍左右，CPU需求是2022年的3.5倍。在智能座艙未來發(fā)展的情況下來看，高算力尤為重要。

上百種感知算法為主機廠打造個性化上層應(yīng)用，完成差異化戰(zhàn)略部署；算力支持提供整車生命周期的軟件迭代空間的同時，才能滿足千人千面的感知功效需求。

國產(chǎn)的SoC 在這波智能座艙域控制芯片浪潮中也有異軍突起，非常亮眼

根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，2015年瑞薩、恩智浦合計占據(jù)整個車機芯片市場份額的六成以上，其中瑞薩在駕駛艙、儀表份額達(dá)到47%、44%；座艙芯片市場主要由汽車電子廠商為主導(dǎo)，其中包含瑞薩、NXP、TI 等 玩家；2015 年之后，以高通、英特爾、三星、聯(lián)發(fā)科為主的消費電子廠商強勢入局。

但 2021 年后高通在座艙市場中強勢翻盤，斬獲超 80%的份 額。我們認(rèn)為，在這芯片市場易主的背后，是芯片算力的強勢較量，通過 CPU/GPU 性能來比較，高通的 8155 芯片對應(yīng)算力分別為 105K DMIPS、1142 GFLOPS， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先傳統(tǒng)的汽車電子廠商2倍以上，導(dǎo)致傳統(tǒng)的瑞薩、NXP、TI芯片丟盔棄甲，毫無招架還手之力，因為高算力芯片更符合復(fù)雜的交互、應(yīng)用功能及圖像顯示的高算力需求。

正在崛起中的本土汽車芯片初創(chuàng)企業(yè)也將是一大變量。過去兩年，本土廠商芯擎、芯馳、四維圖新（杰發(fā)）、瑞芯微等相繼推出了面向中高端市場的智能座艙芯片。其中芯擎的7nm座艙芯片“龍鷹一號”則劍指8155，也是首款國產(chǎn)車規(guī)級7nm智能座艙芯片。目前該芯片在量產(chǎn)車型的測試和驗證的各項工作已陸續(xù)完成，并預(yù)計今年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。

“龍鷹一號”是芯擎科技推出的國內(nèi)首款7nm車規(guī)級高算力多核異構(gòu)智能座艙高端處理器，內(nèi)置8個核心CPU、14核心GPU以及8 TOPS AI算力的NPU，可以實現(xiàn)90K DMIPS的CPU算力和900GFLOPS的GPU算力，性能指標(biāo)可以對標(biāo)目前國際市場上最先進(jìn)的產(chǎn)品。

芯擎科技2021 年 12 月發(fā)布了國產(chǎn)第一顆 7nm 智能座艙芯片“龍鷹一號”。

從上面參數(shù)可以看到，在國產(chǎn)芯片里面我們看到可以同高通8155P直接扳手腕的芯片就是芯擎的龍鷹一號，雖然我們看到的GPU算力是900k，但是實際的GPU能力要強于高通8155，高通的8155是通過虛擬機進(jìn)行中控導(dǎo)航和儀表的設(shè)計，由于虛擬機是需要占用一定的空間的，所以8155 加上虛擬機之后的實際用戶可用算力要少于龍鷹一號SE1000。

SE1000在硬隔離的機制下幫助用戶節(jié)省了虛擬機的 費用，同時芯片內(nèi)部的GPU等資源可以在兩個域之間靈活配置，滿足AP和CP域的資源靈活劃分，這個是非常利好的，目前QNX的虛擬機的費用可不便宜。

前面咱們提到GPU能力越強，可以做很多座艙流暢的內(nèi)容，特別是用戶體驗角度出發(fā)，我們都看看龍鷹一號能為用戶帶來怎樣的體驗。

1、系統(tǒng)瞬間啟動，全速運行。智能座艙芯片的算力決定了座艙內(nèi)屏幕的數(shù)量、運行流暢度及畫面豐富度，“龍鷹一號”高性能異構(gòu)計算引擎提供澎湃算力，而高能效的處理器集群則配合獨特的功能安全與信息安全硬件產(chǎn)品，快速構(gòu)建車載智能化生態(tài)系統(tǒng)。

“屏幕的數(shù)量越來越多、分辨率也越來越高，要保障每一塊屏幕都能流暢運行且不卡頓，對芯片性能具有極高的要求?！褒堹椧惶枴睋碛谐霰姷倪\算能力和協(xié)同匹配能力，能夠增強車機的穩(wěn)定性和操控性，提高響應(yīng)速度，并支持一機多屏多系統(tǒng)?！褒堹椧惶枴弊疃嗫梢灾С?塊2K的屏幕同時輸出，完全可以滿足目前甚至未來2-3年座艙內(nèi)部顯示的需求。

2、智能導(dǎo)航功能。據(jù)了解，一款好用的導(dǎo)航功能，背后不僅需要高效易用的人工智能引擎，還要強大的感知系統(tǒng)和豐富的視覺算法支持，這里的多模交互就是非常耗費算力的，需要有AI引擎。

3、視頻播放。憑借“龍鷹一號”強大的視頻編解碼能力和高帶寬的顯示通道，展示車支持多個全高清屏幕的多媒體應(yīng)用，實現(xiàn)多觸控屏之間交互自如，兩指滑動縮放和三指多屏任意切換。

4、智能語音通話。高性能音頻信號處理單元及豐富的音頻接口，配合語音AI加速引擎，支持豐富的智能語音應(yīng)用。

5、游戲功能。強大的GPU渲染算力和多種圖形硬件加速單元，在高清視頻流暢播放的同時，支持3D游戲迅捷平滑操作，高帶寬低延遲的LPDDR5內(nèi)存帶寬，保證多屏之間數(shù)據(jù)的實時交換。

想想當(dāng)你沒有開車，停在路邊的時候，你媳婦用副駕駛屏幕在看高清視頻節(jié)目，你還可以同時對另外一塊屏幕進(jìn)行王者榮耀，這是多么令人熱血沸騰的事情，雖同出一個座艙里面，不再像以前需要有人妥協(xié)，播放一個人喜歡的內(nèi)容，現(xiàn)在在座艙里面，各自安好，互不打擾，但是內(nèi)心確實那樣的溫馨。

高算力需要采用更新的制造工藝來保障；

隨著視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等多方面的互動要求增加，智能座艙更多地和ADAS開始聯(lián)動后，原有的車規(guī)級芯片所需要的算力急速增加。2021年上市的眾多車型實際就在采用16nm的芯片，2021年高通8155開始采用了7nm的工藝來支持更多的場景應(yīng)用。

我們可以看到，傳統(tǒng)的汽車電子廠家，最新高階使用的芯片算力普遍是16nm左右的，這個制程直接制約了算力提升，16nm工藝相比，7nm工藝在功耗、性能和面積上有很大提升，與16nm相比提升非常顯著，超過其他幾個工藝節(jié)點的升級幅度，從16nm升級到7nm，芯片面積可以縮小到原來的1/3。

從消費類芯片來看，要提升算力，最簡單有效的就是增加核心。所以要滿足智能座艙芯片算力的提升，同樣需要在單顆芯片里面集成多個不同類型的核心。芯擎科技“龍鷹一號”為例，該芯片是由8個CPU核心、14核GPU、8 TOPS int8可編程卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎以及其他核心高度集成的多核異構(gòu)SOC芯片。除了多核堆疊外，該芯片還在存儲、連接等“通道”方面做了優(yōu)化，以保證三大核心群的算力充分發(fā)揮。

采用7nm工藝，除了提升算力以外，還有一個重要目的就是降低功耗，我們知道車?yán)锩娴沫h(huán)境非常惡劣，經(jīng)常都是高低溫環(huán)境，在進(jìn)行多模交互的時候，算力急劇的上升，此時需要控制好功耗，避免芯片超過結(jié)溫，這個時候采用7nm的制程，能夠有效的降低功耗。