智能座艙芯片，如何帶來(lái)“極致的交互體驗(yàn)”？

作者：九林

編者按：在汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的推動(dòng)下，汽車電子站到了產(chǎn)業(yè)的臺(tái)前，并迎來(lái)了新一輪爆發(fā)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫特別推出《縱橫專題：汽車電子特輯》，從應(yīng)用視角看汽車電子的最新進(jìn)展，以饗讀者。也歡迎業(yè)內(nèi)專家交流、投稿。

近年來(lái)，新能源汽車的發(fā)展勢(shì)如破竹。2023年前三季度，全球新能源汽車銷量達(dá)到974.6萬(wàn)輛，其中中國(guó)銷量達(dá)627.8萬(wàn)輛，保持了新能源汽車高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。智能座艙早已成為車企極力競(jìng)爭(zhēng)“差異化”的關(guān)鍵詞。

事實(shí)上，當(dāng)前主流車企均在智能座艙上發(fā)力，不僅是新能源車型，不少燃油車也已經(jīng)配置智能座艙。數(shù)據(jù)顯示，在2021年中國(guó)新發(fā)布乘用車車型中，智能座艙的滲透率已達(dá)到50.6%，其中滲透率最高的車型價(jià)位區(qū)間為20萬(wàn)至25萬(wàn)元。

?01、智能座艙解決什么問(wèn)題？

在沒(méi)有出現(xiàn)汽車之前，交通出行需要的僅僅是一頭驢，或者一匹馬，更進(jìn)一步則是需要一匹跑得飛快的寶馬，而這只是出行的工具。

之后出現(xiàn)了汽車，汽車的座艙最開始只是一個(gè)乘坐的空間，只要能夠準(zhǔn)確指示行車情況，有機(jī)械按鈕可以聽聽廣播。在2012年前，汽車基本用不上智能座艙，車企產(chǎn)品包括屏幕、芯片、軟件開發(fā)都跟不上。2012年時(shí)，特斯拉推出了全球首款座艙中沒(méi)有實(shí)體按鍵、采用中控屏控制車輛功能且可以OTA升級(jí)的Model S。這大大刷新了人們對(duì)于汽車座艙的認(rèn)知。

2015年下半年，吉利推出了博越，引入了語(yǔ)音交互和車載音樂(lè)。同期的榮威RX5，在座艙中還加上了上汽和阿里打造的斑馬系統(tǒng)。之后的幾年里車企進(jìn)入了智能座艙的探索。

這段探索之路很長(zhǎng)，戰(zhàn)場(chǎng)也比較混亂。很多受限制于硬件成本、芯片迭代等問(wèn)題，出來(lái)的東西五花八門，大多想要將手機(jī)的安卓搬上汽車。車上的屏幕不僅越來(lái)越多，還越來(lái)越大；音響不斷堆砌，越來(lái)越多；語(yǔ)音助手從免喚醒到全域免喚醒；人臉識(shí)別功能等等。

去年開始，智能座艙的形態(tài)有所收斂，車企似乎找到了一些門道，比如，問(wèn)界上導(dǎo)入的華為鴻蒙HarmonyOS車載系統(tǒng)，這套完全由華為自己開發(fā)的系統(tǒng)就是把智能座艙的設(shè)計(jì)重新收斂回了最開始的簡(jiǎn)潔狀態(tài)。

自從類似高通在內(nèi)的企業(yè)開始涉足車載芯片，足夠強(qiáng)大的芯片帶給了車載座艙更好的體驗(yàn)。越來(lái)越多車企意識(shí)到，可以通過(guò)疊加芯片的方式進(jìn)一步加強(qiáng)座艙體驗(yàn)。

智能座艙被打開了任督二脈，智能座艙芯片開始越來(lái)越重要。

當(dāng)進(jìn)化到了智能座艙3.0時(shí)代，已經(jīng)被玩出花樣。特斯拉正在籌劃將包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類型的游戲加入車內(nèi)；奧迪多款車型將在整個(gè)歐洲市場(chǎng)以及加拿大、美國(guó)、日本和中國(guó)市場(chǎng)中投放XR全息娛樂(lè)應(yīng)用。奔馳將開始在旗下新車型陸續(xù)搭載5G車聯(lián)網(wǎng)，支持車內(nèi)信息娛樂(lè)服務(wù)的體驗(yàn)升級(jí)和優(yōu)化。

這些功能對(duì)于智能座艙芯片提出了更高的要求。

?02、一顆被瘋搶的芯片

前文提到，高通加入車載芯片的行列，為智能座艙打開了一條新路。

高通智能座艙芯片已經(jīng)迭代到第四代了。最早是在2014年發(fā)布的28nm驍龍602A，搭載Adreno 320GPU，支持 2048*1536 的高分辨率，滿足4G通信、車載 WiFi、駕駛艙手勢(shì)識(shí)別等應(yīng)用需求。

兩年過(guò)后，高通推出了第二代智能座艙芯片，14nm的驍龍820A。這款芯片從移動(dòng)端820芯片演變，與602A相比，820A更加強(qiáng)調(diào)安全性，計(jì)算能力更強(qiáng)大。此時(shí)，高通已經(jīng)在智能座艙芯片領(lǐng)域展現(xiàn)出了魅力，在2020年，不少汽車都搭載上了高通820A芯片，包括中期改款的奧迪A4L、領(lǐng)克05、小鵬P7、小鵬G3。

到了2019年，高通發(fā)布了驍龍8155P，這款芯片可以說(shuō)是席卷了汽車市場(chǎng)。2021-2022年間國(guó)內(nèi)中高端新能源自主品牌基本均轉(zhuǎn)向高通8155平臺(tái)，在車機(jī)領(lǐng)域呈現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢(shì)，覆蓋15萬(wàn)至50萬(wàn)價(jià)格區(qū)間的眾多車型。搭載驍龍SA8155P的車型包括廣汽Aion LX、威馬W6、理想L9、蔚來(lái)ET5、蔚來(lái)ET7、小鵬P5、吉利星越L、智己L7等。

驍龍8155P同樣是從移動(dòng)的驍龍855演變，但是從實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，如果說(shuō)早期的高通驍龍602A、820A芯片還只是單純的“車機(jī)芯片”，8155P就是真正的智能座艙芯片。具體來(lái)看，高通SA8155P具有八個(gè)核心，算力為8TOPS，可以最多支持6個(gè)攝像頭，可以連接4塊2K屏幕或者3塊4K屏幕。高通SA8155P智能座艙配備了個(gè)性化的計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用平臺(tái)，包含 AI 加速器等。

高通最新的一代智能座艙芯片是在2021年發(fā)布的5nm制程的驍龍SA8295P。同樣的，也由一個(gè)消費(fèi)端產(chǎn)品 8cx Gen 3演進(jìn)而來(lái)。從跑分來(lái)看，在安兔兔車機(jī)性能榜單中，其跑分近70萬(wàn)，幾乎是驍龍8155的2倍。

如果用手機(jī)電腦對(duì)比一下的話，8295 的 CPU 和 GPU 性能，均和 2023 年的消費(fèi)級(jí)旗艦芯片驍龍 8 Gen2 接近，相當(dāng)于筆記本領(lǐng)域的 11 代酷睿 i5 低壓版處理器。也正因此，這樣的性能已經(jīng)足以驅(qū)動(dòng)數(shù)字座艙日益變態(tài)的屏幕需求——從數(shù)量到分辨率。

最早宣布采用驍龍 8295 的汽車品牌，極越旗下的首選車型極越 01直接宣布配備 6K 一體式大屏，甚至還可以在大屏上玩車機(jī)版《狂野飆車》。不出所料，車企爭(zhēng)相搭載驍龍 8295，零跑、理想、智己、奔馳等廠商都是第一批選擇驍龍 8295 的車企。

國(guó)內(nèi)智能座艙芯片也有進(jìn)展。

先來(lái)看看號(hào)稱可以比肩高通8155的“龍鷹一號(hào)”。這款芯片是芯擎科技在2021年推出，今年3月份實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，與8155相同的是，“龍鷹一號(hào)”用的同樣是7nm的工藝制程。這款芯片的CPU、GPU算力可流暢支持其行業(yè)首發(fā)的92英寸巨幅天幕HUD，分辨率達(dá)2K，實(shí)景導(dǎo)航覆蓋三車道，并且支持手機(jī)跨端觀影打游戲。如果使用雙“龍鷹一號(hào)”，其16TOPS可以支持APA輔助泊車、RPA遠(yuǎn)程泊車等全場(chǎng)景泊車在內(nèi)的L0-L2的輔助駕駛功能。

首次上車是領(lǐng)克08，使用了兩顆“龍鷹一號(hào)”芯片，集成于安托拉1000Pro計(jì)算平臺(tái)，NPU算力16TOPS。據(jù)安兔兔車機(jī)版 Beta 1 的跑分結(jié)果：“龍鷹一號(hào)”摸底跑分為 347615 分，略遜于高通驍龍 8155 的 385715 分。

來(lái)源：芯馳官網(wǎng)

當(dāng)然，比肩高通的不止“龍鷹一號(hào)”，還有芯馳科技的“艙之芯”X9。這款芯片可以支持“一芯十屏”，同時(shí)覆蓋儀表、中控、電子后視鏡、娛樂(lè)、DMS、360環(huán)視+APA、語(yǔ)音系統(tǒng)等所有座艙功能。一般來(lái)說(shuō)，這樣的任務(wù)是需要3-4顆芯片才能完成。

目前搭載這顆芯片的汽車包括第三代榮威RX5/超混eRX5，奇瑞全新產(chǎn)品系列OMODA旗下首款車型歐萌達(dá)、東風(fēng)日產(chǎn)啟辰VX6、日產(chǎn)軒逸、日產(chǎn)天籟等。

從上車情況來(lái)看，啟辰VX6搭載了芯馳X9系列產(chǎn)品X9HP，實(shí)現(xiàn)“一芯雙屏”，同時(shí)驅(qū)動(dòng)3D儀表和14.6英寸中控大屏。X9HP全方位支持啟辰新一代智能車機(jī)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景語(yǔ)音對(duì)話、智能導(dǎo)航、遠(yuǎn)程控車及多場(chǎng)景互動(dòng)聲效等。

杰發(fā)科技最新的一款智能座艙芯片是AC8025，同樣內(nèi)置高性能NPU，可提供高效的AI應(yīng)用解決方案。不過(guò)在視頻輸出能力上，最多支持車內(nèi)7屏顯示，以及長(zhǎng)條屏和高清超大屏顯示，相較于芯馳科技X9驚人的10屏，少了一些。

華為一直在入局上車。在搭載鴻蒙智能座艙的AITO問(wèn)界上市以后，小藝智慧語(yǔ)音助手自然的連續(xù)對(duì)話能力、座艙中控流暢的交互、高效的智慧分屏等特性，都獲得了用戶和媒體的一致好評(píng)，甚至有機(jī)構(gòu)測(cè)評(píng)稱搭載鴻蒙系統(tǒng)的智能座艙是“車機(jī)的天花板”。

問(wèn)界M7官方介紹，其智能座艙可實(shí)現(xiàn)的功能包括語(yǔ)音控制，如免喚醒對(duì)話，連續(xù)對(duì)話、隨時(shí)打斷、識(shí)別方言，4音區(qū)精準(zhǔn)拾音，可關(guān)閉特定音區(qū)等。以及華為生態(tài)內(nèi)的萬(wàn)物互聯(lián)，比如手機(jī)，智能家居，手表等。再有，它可實(shí)現(xiàn)與智能家居互聯(lián)，用戶可以在車內(nèi)控制家里的空調(diào)，掃地機(jī)器人等華為生態(tài)內(nèi)的所有智能家居設(shè)備。

華為的鴻蒙智能座艙域由麒麟芯片車機(jī)模組和鴻蒙OS共同組成。車規(guī)級(jí)座艙芯片麒麟990A脫胎于智能手機(jī)芯片麒麟990，但采用全新架構(gòu)，包括4核泰山V120+4核ARM V7A系列Vortex A55，GPU部分則采用Mali-G76，并且增加了達(dá)芬奇架構(gòu)的算力芯片，分別為2個(gè)D110+1個(gè)D100大小核，算力可達(dá)3.5TOPS。麒麟9610車機(jī)模組具備標(biāo)準(zhǔn)化、可插拔接口，使用高性能SoC和獨(dú)立NPU，存儲(chǔ)讀寫性能提升，功耗降低。

此外，黑芝麻4月推出了一款武當(dāng)C1200。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這款芯片并不只是針對(duì)智能座艙領(lǐng)域，而是智能座艙+智能駕駛。也因此，黑芝麻號(hào)稱這是國(guó)內(nèi)首次基于單芯片實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域融合。

上一個(gè)想要實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域融合的芯片，還是英偉達(dá)的Thor。這款產(chǎn)品的性能簡(jiǎn)單粗暴，算力達(dá)到了2000TOPS。

也正因此，這款芯片可以實(shí)現(xiàn)單顆芯片滿足CMS（電子后視鏡）系統(tǒng)、行泊一體、整車計(jì)算、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、智能大燈、艙內(nèi)感知系統(tǒng)等跨域計(jì)算場(chǎng)景，并且靈活支持行業(yè)現(xiàn)在和未來(lái)的各種架構(gòu)組合。

就在前兩天，安兔兔官方最新公布了一款新的車機(jī)芯片跑分，黑芝麻智能“武當(dāng)C1200”綜合成績(jī)達(dá)到459728分。據(jù)官方說(shuō)，已經(jīng)獲得江汽集團(tuán)、東風(fēng)、吉利的量產(chǎn)定點(diǎn)。

?03、智能座艙芯片難在哪？

智能座艙芯片是智能汽車的重要組成部分，它負(fù)責(zé)處理車輛內(nèi)部的各種信息，包括車輛狀態(tài)、導(dǎo)航、娛樂(lè)等。然而，智能座艙芯片的開發(fā)和制造是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，存在許多技術(shù)難題。

首先，讓我們來(lái)看一下智能座艙芯片需要處理的數(shù)據(jù)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛高級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車每秒可以產(chǎn)生高達(dá)10TB的數(shù)據(jù)，包括車輛狀態(tài)、傳感器數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)需要通過(guò)芯片進(jìn)行快速處理，以便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策和控制系統(tǒng)。因此，智能座艙芯片需要采用高性能的處理器和算法，以確保能夠快速處理這些數(shù)據(jù)。

其次，智能座艙芯片需要滿足的性能和可靠性要求也非常高。在高速行駛的車輛中，芯片需要能夠快速響應(yīng)各種指令，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性。例如，在自動(dòng)駕駛汽車中，芯片需要能夠?qū)崟r(shí)處理車輛傳感器數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的路徑規(guī)劃和決策。此外，由于車輛環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，芯片還需要具備抗干擾能力和耐高溫、耐低溫等特性，以確保在各種惡劣環(huán)境下都能正常工作。

另外，智能座艙芯片需要與車輛的其他系統(tǒng)進(jìn)行緊密配合。這需要芯片具備高度的集成度和可擴(kuò)展性，能夠與其他系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。例如，智能座艙芯片需要與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等緊密配合，以確保車輛的安全性和穩(wěn)定性。此外，還需要考慮不同車型、不同品牌之間的兼容性問(wèn)題，以確保芯片能夠廣泛應(yīng)用于各種車型中。

最后，讓我們來(lái)看一下智能座艙芯片的開發(fā)周期和成本。開發(fā)一款智能座艙芯片需要經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)，包括設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制造、測(cè)試等，開發(fā)周期往往較長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，開發(fā)一款高端智能座艙芯片需要至少24個(gè)月的時(shí)間，而制造成本則高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。因此，需要在保證性能和可靠性的前提下，盡可能降低制造成本，以便推廣和應(yīng)用。

現(xiàn)在，智能座艙幾乎成為標(biāo)配，各家車企不約而同將多屏聯(lián)動(dòng)、VR、投影等智能座艙技術(shù)作為新車賣點(diǎn)。從工具升級(jí)稱為“空間”，智能座艙想做的事情是留住用戶的時(shí)間、拓展用戶的空間。

智能座艙進(jìn)入3.0時(shí)代，智能座艙芯片還將持續(xù)進(jìn)化。隨著用戶對(duì)于智能座艙越來(lái)越高的期待，究竟怎樣的芯片才能夠滿足，是OEM和Tier 1廠商，需要不斷探索的。