2024年车载SoC发展趋势及TOP10分析报告-2024-09-零部件

2024年车载SoC发展趋势车载芯片是指专门用于车载电子控制装置的半导体产品。这些产品广泛应用于汽车的各种电子系统中，从电池电机控制、底盘口类芯片注：本报告重点研究系统级芯片(SoC),特别是如CMOS传感器、雷达芯片、微机电系统(MEMS)传感车载芯片产业链车载芯片产业链车载产业链的链条较长，涉及产业生态比较复杂，存在多处”卡脖子”的关键环节，目前国内企业在中低端制程的全产业链逐步实现了追赶，而且产能充裕，在高端制程仍有待突破。华大九天设计设计制造制造瑞芯微电子艺B05CHonti大福创新中PNC至纯科技nAURA封测封测TFTF产业研究战略规划技术咨询座舱SoC由处理器、存储器、系统控制、加密算法、通信传输等部分组成，是智能座舱的主要算力提供单元。座舱芯片的算力决定了座舱域控制器的数据承载能力、数据处理速度以及图像渲染能力，从而决定了座舱内屏显数量、运行流畅度以及画面丰富度，进而塑造了整个座舱空间内的智能体验。处理器，座舱SoC的核心，通常包括CPU、GPU、VPU、NPU等异构处理器：安全系统系统控制通信接口产业研究战略规划技术咨询座舱座舱SoC:三种芯片架构的比较由于国内移动互联生态强大，国内主机厂在座舱智能化升级过程中优先采用了ARM架构芯片，形成“ARM架构主控芯片X86架构X86架构产业研究战略规划技术咨询优势劣势优势劣势产业研究战略规划技术咨询TEXASINSTRUMENTS特点特点·智能化转型慢，产品更新不及时凸究特点特点·开发迭代快芯擎科技特点特点第一代产品从2020年起步，2021年代产品量产阶段产业研究战略规划技术咨询佐思汽研2024年1-5月数据显示：对比2023年，高通在所有价格段的市占率都在提升；20万以下入门级车型和经济型车型座舱((N数据来源：佐思汽研产业研究战略规划技术咨询自动驾驶SoC市场创业公司生态更为活跃，传统芯片公司AI能力偏弱，消费电子芯片公司的生态不能简单复制，让新创公司与巨头站在了同一起跑线，经过两轮产品迭代后，这些创业公司逐步走向稳定。主机厂自研芯片门槛较高，不会成为主流方向。特点特点品发展不及时特点特点特点特点主机厂主机厂产业研究战略规划技术咨询新能源汽车渗透率与高阶智驾渗透率比较2023年与2024年1-6月L2+以上智驾SoC市占率比较——新能源车渗透率渗透率产业研究战略规划技术咨询nvIDIAHISILiCOM地平线地平线nvIDIAHSnLICOMNN地平找地平找00数据来源：佐思汽研产业研究战略规划技术咨询地平线产业研究战略规划技术咨询技术与创新能力技术与创新能力产品质量与可靠性产品质量与可靠性在极端环境下，如高温、低温、高湿度等条件下，车载成本与供应链管理同步开发与协同能力售后服务与技术支持同步开发与协同能力售后服务与技术支持行业口碑与合作经验行业口碑与合作经验产业研究战略规划技术咨询0第二梯队第三梯队第一梯队产业研究战略规划技术咨询·2021-22年推出的主流产品NPU·2021-22年推出的主流产品NPU算力在50-100GTC大会上发布了新自动驾驶芯片Thor,算力为2000TOPS@FP8,取代了之前发布的算力2022年量产的英伟达Orin-X有170亿只晶体管，而地平线2024年下半年量产的J6P有370亿只·蔚来汽车将于2025年量产超过500亿只晶体管·E/E架构正向中央计算架构方向发展，自特斯拉发布第一代准中央计算架构以来，各主机厂纷纷推出了各自的准中央计算架构。高性能SoC、多功能MCU、高速互连(如以太网)、车对云(V2C)服务等技术仍在持续发展中。·传感器的分辨率和像素正在快速增长，数据处理需求激增需要更大的内存容量和更复杂的软件解决方案。·大模型上车在快速进展，也需要匹配更高的计算能力。2022年，主流量产SoC的计算能力在100TOPS级别，2025年将达到500TOPS,而几款旗舰级的舱驾融合芯片的算力已经超过2000TOPS。Uasoundradarx12Uasoundradxxt2202520152020单车处理器数量域控制器出现第一代域控代码数量铜线线束重量数据量/天数据传输/天产业研究战略规划技术咨询201820192020202120222023迈向N12e迈向集成迈向BCD迈向SensorNVM从8英寸在研量产产业研究战略规划技术咨询2010年开始，晶圆技术是工艺与晶圆结构创新，从Planar技术到FinFET技术再到Nanosheet技术，每一次技术的突破都推动了晶圆技术的向前发展。另外一方面是光刻技术的发展，EUV光刻技术的引入是7nm及以下先进工艺的主导力量，由于投资规模巨大，7nm及以下先进工艺进入寡头垄断。传统汽车芯片SoC工艺制程较为滞后，高通成为重要推手，每一代产品工艺都快速升级。2025年量产SoC已进入5nm时代。N1同o指2乙2产业研究战略规划技术咨询一方面需要依靠国产晶圆代工供应链的突破，另一方面要进行体系架构的创新，弥补先进制程不足的短板。CPU算力GPU算力推出时间688龍鹰一号8推出了自主研发的达芬奇(DaVinci)架构，集成了芯片设计公司正积极实施芯片+软件架构与开发平台的软硬件一体模式，以便为下游分销商和主机厂产品开发赋能产业研究战略规划技术咨询产业研究战略规划技术咨询产品量产计划芯驰科技X9CC中央计算平台单颗芯驰X9CC芯片支持智能座舱、智能网关、L2级ADAS安波福舱行泊融合系统国产高性能单系统芯片覆盖智能座舱、智能辅助驾驶和自动泊车三个控制域-畅行智驾高通SnapdragonRideFlex具备舱驾融合能力，支持11V5R12USS,实现自动泊车、L2++高速及城区领航辅助百度基于一块高通座舱芯片(兼容高通8295、城市通勤+自主泊车2.0、以及智舱的能力上汽零束1高通8295+1NVIDIADRIVEOrinX+恩智浦合一斑马智行全栈式舱行泊一体方案颗芯驰科技X9SP\黑芝麻智能C1296满足智能座舱、L2级别ADAS和泊车场景功能德赛西威智能计算平台产品“Aurora”芯片软件上集成了智能座舱、智能驾驶、网联服务等核心功能域实现算力可伸缩、功能可配置、体验可升级蔚来汽车中央计算平台ADAM,可扩展算力1颗高通骁龙8295+4颗英伟达OrinX256TOPS算力共享博世汽车中央计算平台高通SnapdragonRideFlex单一芯片域控制器，NOA功能、家庭区域泊车功能和包括多屏幕、免唤醒语音、多音区、AI大模型等目前主流资料来源：佐思汽研整理产业研究战略规划技术咨询特点优特点优点典型案例·特斯拉HW3.0采用了OneBox的方案，命名为FSDcomputer,整个域控由3块PCB板组成，座舱域由一块主板和一块GPU模块组成，两块板子之间通过ePCI连接，智驾域PCB板集成了两块FSD芯片用于实现Autopilot的功能，智驾域和座舱域通过以太网连接。减少40%,重量减轻20%。·在一块PCB板上同时集成座舱和智驾芯片·使用一颗SOC同时实现座舱和智驾的功能，这是舱驾一体的最终形态·进一步减小域控的尺寸，减少芯片、电源、散热、线束的·提高座舱和SOC之间的通信效率·通过算力共享提升性能，但是对于硬件设计的能力有很高·成本降低：共用一套硬件，减少PCB板上的部分元器·两域融合后，数据之间的共享变得更加方便和高效，在此·英伟达、高通、蔚来汽车、联发科的舱驾融合芯片(ONE-Chip)均在2025年量产产业研究战略规划技术咨询转术力、高环成，后程客AteNnLACA双核核量t3.散热问题：产业研究战略规划技术咨询座舱域和智驾域在操作系统上存在显著差异，在One-Chip方案中，这两种截然不同的操作系统需要被高度集成到同一颗SoC芯片上。这不仅要求操作系统本身能够相互兼容，还需要设计合理的运行策略来满足不同系统下的应用程序间的调度和通信。因座舱域的问题影响到智驾域的安全运行。同时，还需要设计完善的安全保障机制，确保智驾域在复杂环境下的稳定性和可靠性。蔚来汽车蔚来汽车SkyOS架构在统一的软件架构下，需要优化软件代码，提高执行效率，确保座舱域和智驾域的功能能够流畅运行。同时，还需要考虑如何更好地利用One-Chip方案带来的算力提升，实现更多创新功能。舱驾融合可能导致现有的上层生态(如应用程序、服务接口等)需要进行迁移和适配，以适应新的软件架构和硬件环境。产业研究战略规划技术咨询为了实现舱驾融合，企业可能需要对现有的组织架构进行调整，以更好地适应跨域融合的需求。这可能涉及部门的合并、拆分或重组，以及相应的人员调动和资源配置。企业需要重新设计管理流程、优化决策机制，以确保跨域融合项目的顺利推进。产业研究战略规划技术咨询RISC-V指令集高速互联产业研究战略规划技术咨询存算一体技术(ComputinginMemory,CIM)属于非冯·诺伊曼架构，可理解为在存储器中嵌入计算能力，以新的运算架构进行二维和三维矩阵乘法/加法运算，而不是在传统逻辑运算单元或工艺上优化，在特定领域可以提供更大算力(1000TOPS以上)和更高能效(超过10-100TOPS/W),这样能从本质上消除不必要的数据搬移的延迟和功耗，成百上千倍的提高Al计算效率，降低成本，打破存储墙。单元单元控制单元控制单元产业研究战略规划技术咨询技术趋势1:存算一体技术存在四种方案技术趋势1:存算一体技术存在四种方案(A)Computingwi储区域外部的独立计算芯片/模块完成。SA/MAC算子固定，适合端侧算子灵活可定义，产业研究战略规划技术咨询技术趋势1:国内存算一体的公司技术趋势1:国内存算一体的公司可穿戴设备、智能家居等边缘小算力场景。公司架构类型主力产品算力(TOPS)其他信息亿铸科技云和边缘算力存算一体//后摩智能边缘算力模拟存内计算漫界M30无产品上市近况(美企)边缘算力存内计算未公布闪易半导体端侧小算力模拟存内计算闪存语音/图像HEXA01未公布千芯科技云和边缘算力存内计算云计算卡无产品上市近况知存科技端侧小算力模拟存内计算闪存/SF语音WTM2101产品量产每刻深思端侧小算力模拟存内计算//感存算一体九天睿芯端侧小算力模拟存内计算图像ADA20X感存算一体恒烁半导体端侧小算力模拟存内计算闪存/ETOX未公布/已IPO上市新忆科技端侧小算力模拟存内计算未公布产业研究战略规划技术咨询技术趋势2:Chiplet技术应对摩尔定律的放缓特定功能的芯片裸片，通过先进的封装技术集成在一起，形成一个系统级芯片(SoC)。这些基本的裸片就是Chiplet。简而言·工艺发展速度无法满足需求：算力需求每3.5个月翻倍，随着先进制程逐步迭代到5nm、·随着面积增长芯片良率骤减：先进制程的流不同厂商的7nm、10nm、28nm、45nm的小·成本优化：由于Chiplet将大芯片分为多个裸技术趋势2:技术趋势2:Chiplet技术硬核IP助力降本先按照不同的计算单元或功能单元对其进行分解，然后每个单元选择最适合的半导体制程工艺进行分别制造，再通过先进封装技·IP(IntellectualProperty)是具有知识产权内核的集成电路的总称，是经过反复验证过的、具有特定功能的宏模块，可以移植商的重要任务，也是其实力的体现。对于芯片开发软件，其提供的IP核越丰富，用户的设计就越方便，其市场占用率就越高。目·IP核对应描述功能行为的不同分为三类，即软核(SoftIP技术趋势2:技术趋势2:Chiplet可助力主机厂实现定制化SoC艺)。基于Chiplet技术的芯片架构，能最大化满足客户的定制·对国内公司来说，14nm以下先进制程受限，而国内下游封装ICIC供应商日可支技多种工要成1+来源：北极雄芯产业研究战略规划技术咨询·座舱等大算力车载SoC领域，2023年开始多家企业提及将通过Chiplet技术布局下一代高2024年初在英特尔推出第一款SDVSoC产品，同时宣布该产品将采用Chiplet技术打造，Express芯片间互连的开放标准，实现第三方Chiplet集成到英特尔的汽车产品中，打破传统使用单片SoC的模式。基于芯粒Chiplet的架构，Intel可提供定制化的计算平台，即机厂设计的芯粒与Intel的CPU、GPU、NPU的产品线集成在一起，满足主机厂多样化的算力组合·为此，在3D封装方面，英特尔将与比利时微电子研究中心(IMEC)合作，以确保完全满足车规需求。2023年初，英伟达与联发科联合宣布将进行芯片开发技术的合作。2023年5月29日，联发科和英伟达宣布合作开发车用SoC,联发科的天玑汽车平台将搭载英伟达GPU与Al软件技术。全新的天玑汽车平台会将英伟达GPU整合在设计架构当中，基于英伟达的NVLink-C2C(超快速芯片互联)技术，实现芯片之间的飞速信息交换。同时，天玑汽车平台还将原生支持英伟达DRIVEOS、DRIVEIX以及CUDA通用并行计算架构和TensorRT深度学习推理技术，为智能座舱以及智能驾驶等领域提供强大算力支2024年3月，联发科宣布推出结合英伟达技术的4款天玑汽车(DimensityAuto)座舱平台SoC芯片：CX-1、CY-1、CM-1、CV-1,均支持英伟达DRIVEOS软件，可覆盖豪华(CX-1)到入门级(CV-1)的多个细分汽车市公司SoC产品量产时间采用Intel开放式Chiplet技术平台打造，通过Intel的ChipletinterconnectExpress芯片间互联技术标准，实现第三方Chiplet集成到Intel汽车产品中2024年联发科第一代合作英伟达天玑座舱平台产品集成英伟达GPU芯粒，Al和图形计算IP;基于Chiplet技术实现主芯片与2024年3月发布，2025年量产瑞萨第五代R-采用Chiplet技术搭建一个灵活的平台，可根据客户的需求进行提供从入门级到高端型号的多种处理器集；可将AI加速器各种IP,客户及合作伙伴的IP进行集成封装2024年陆续量产资料来源：佐思汽研整理产业研究战略规划技术咨询图：集成电路的两条发展路径分别是MoreMoore和More-than-Moore图：各类芯片的先进封装技术持续摩尔定律:小型化持续摩尔定律:小型化SoC资料来源：《先进封装的发展与机遇》、国泰君安研究所DbT产业研究战略规划技术咨询技术趋势3:台积电技术趋势3:台积电CoWoS引领先进封装发展产业研究战略规划技术咨询国内公司包括长电科技、通富微电、华天科技等也在积极布局。成技术、晶圆级封装(WLP)与扇出封装层(RDL)转接板、硅转接板和硅桥为中2.5D/3D封装平台(VISionS)及超大尺寸FCBGA装平台3DMatrix,由TSV、eSiFo(Fan-out)、3DSIP三大封装技术构成。是产业研究战略规划技术咨询技术趋势4:技术趋势4:PCle互联标准快速发展到3.0,再到4.0和5.0,每一代标准的发布都标志着传输速率的显著提升。而新的PCle7.0标准更是预告了2025年将实现单向速率128GT/s的高速互连新时代。一个PCle7.0×16通道可以支持512GB/s,使用了四级脉冲产业研究战略规划技术咨询技术趋势4:技术趋势4:UCle高速互联标准有助于打破GPU算力瓶颈C2C(ChiptoChip)互联指的是server内部多个GPU之间、GPU和CPU之间互联。CPU按照“摩倍的速度进行演进。GPU算力保持每年大约2.5倍的速率增长。这种差异催生了基于C2C连接的超级芯片的出现。·二是除了GPU-GPU互联以外，还可以支持CPU-CPU或CPU-·近日英特尔与台积电、三星等多家科技厂商发起的UCle标准与了该联盟，相关公司包括芯原股份(上市公司)、灿芯半导体产业研究战略规划技术咨询技术趋势4:技术趋势4:D2D互联技术助力Chiplet芯内互联Chiplet技术允许将大芯片分割成多个较小的Die进行封装，D2D互联专注于在同一个封装体内不同芯片裸片(Die)之间的数据图：当前Chiplet间主要互连方案比较·DietoDie(D2D)互联技术的应用场景广泛，主要得益于其高带宽、低延互连接口相织/机构带宽密度曾宽253a4aA2855通通产业研究战略规划技术咨询RISC-VSoC出货量预测20222023*2024*2026*2027*202*2029*元，复合年增长率分别为44%和47%。SiFiveAutomotive系列有E6-A、S7-A、X280-A三个产品线，是其既有能CPU、32位元嵌入式CPU、矢量运算、虚拟化、安全性、多核心/多丛集扩展性，以及符合ASIL-B和ASIL-D等丰富特性。包括Renesas、以及奕斯伟计算的NPU无缝集成而成。涵盖单DieRISC-V边缘计算芯片更高算力版本EIC7702X,可为从机器视觉应用(如行为识别和人脸识别)产业研究战略规划技术咨询·单类型引擎性能和灵活性的矛盾。CPUCPUGPU·不同用户的业务差异以及用户的业务迭代。针对这一问题，目前主要做法CPUGPU的处理器引擎共产业研究战略规划技术咨询技术趋势6:技术趋势6:Chiplet技术解决了大型异构计算硬件问题安谋科技ARM推出的高性能异构计算平台InteloneAPI异构高性能计算平台OptimtidApplcationOptimtidApplcationAIDspl产业研究战略规划技术咨询·NXPi.MX系列应用处理器是基于32和64位ARM技术，提供多核解具有高性能和低功耗、可扩展、安i.MX8系列，后者为目前旗舰产品。·2020年NXP宣与台积电(TSMC)合作，生产5nm汽车处理器，首款2023年初，NXP发布i.MX95芯片，emoncpUPesolubonNhcpuRonormoncmoecmnioniWnn022xCANFD”oo·德州仪器座舱芯片主要是Jacinto6,Jacinto6最高级的DRA77x已经可以实现座舱电子域控制器的性能。原本以DRA74x计都开始转向DRA77x的座舱电子域控制器设计，比较典型的有奥迪MIBIⅡ2020年01月，德州仪器发布两款JacintoTM7系列汽车级芯片，应用于ADASTDA4VM处理器集合片上分析功能、内存储器和加速器，在深度学习中带来以加入更多驾驶辅助增强功能。此外，TD300万像素的摄像头，同时还可以将雷达、激不断演进的多代骁龙座舱平台不断演进的多代骁龙座舱平台管理、安全处理、数位音讯处理、影像处理、嵌入式视觉、光达影像讯号处理、产业研究战略规划技术咨询t年控平台软件赋能层软件赋能层华为鸿蒙操作系统与“华为八爪鱼”自动驾驶开放为在大数据、云计算领域的深厚底蕴，更在自动智能分布式存储其他物联网芯片和服务器芯片服务器芯片以及高效热管理系统，均彰显了华为在硬件技术上的领先地位。产业研究战略规划技术咨询智能駕驶解決方案智能駕驶解決方案覆程5征程*5PHorizonMatrixPilotHorizonMatrixPilot如位如位地平蝶天工简助增平牌艾造MorioonADHortonTogethekOs地平蝶天工简助增平牌艾造MorioonADHortonTogethekOs产业研究战略规划技术咨询在2024年4月北京车展期间发布了第四代智能驾驶SoC芯片J6,包含不同定位的多个产品线。在合作伙伴方面，首批量产意向合加入无疑将加速征程6系列的市场推广和应用。征程”6B以极数性价比征程6M方案最优征程”6B以极数性价比征程6M方案最优征程06H征程6P产业研究战略规划技术咨询2023年4月17日，联发科(MediaTek)发布了全新整合的汽车解决方案—-DimensityAuto天玑汽车平台，该平台涵盖四个方DimenslyAwo皇能平台DimenstyAuto联接平台a习加速器(MDLA)和视觉处理单元(MVPU),拥有灵活的AI架构和高扩展性；·支持娱乐流媒体和解码技术；·快速启动，仅需不到1s.DimensityAuto联接平台的解决方案具有高整合度和互通性·支持5GSub-6GHz,可通过多载波聚合技术提供高可靠性的网络连接、更大的蜂窝网络带宽和高速率；·支持W-Fi7,搭载联发科特有的硬件加速引擎(HardwareOffloTechnology),可大幅提升无线网络连接的稳定性和速率；·支持多种无线网络制式高度互通共存，包括W-F与蓝牙井行抗干扰、W-F与5G蜂窝网络专属协议等，让车内外的网络连接更加高速、稳定可靠；·支持多频GNSS全球卫星导航系统，定位更精确；·持续布局前沿科技在汽车行业的应用，包括MediaTek5GNTN双向卫星通信技术，基于3GPP5GR17标准发展NR-NTN和loT-NTN.DimersityAuto驾酸平台·充分发挥MediaTekAPU高算决方案的合作伙伴打造全面的高扩展性开放·为汽车行业提供多元的核心技术和产品组合，包括电源管理芯片、屏幕驱动芯片、GNSS全球卫星导航系统、摄像头IS太网络等；·支持先进的屏幕融合技术，短能全新一代电动汽车实现措载OLED柔性屏、超大屏、多屏显示；·支持在地下停车场、隧道和其它卫星通讯死角的精产业研究战略规划技术咨询2024年3月1