深度解析：汽车芯片市场的开年之战
消费电子芯片巨头上车这件事，终于有了“关键突破”。今年春季上市的新车并不算多，但几个关注度较高的车型，像是中期改款的a4l、领克05、小鹏p7、小鹏g3新版本还有路虎发现运动版，在车机上都有一个特点，就是搭载了高通的820a芯片。汽车智能化浪潮兴起以来，高通、英特尔、英伟达等企业，就一直希望以高算力芯片为核心，以车机系统和自动驾驶为突破点，切入汽车半导体市场。但在过去几年里，这些玩家的动作往往是雷声大雨点小——签约合作站台不少，实际落地的品牌一两个，车型若干台，并不成气候。但到了2020年，高通820a却借着奥迪a4l、领克05、小鹏p7，还有去年上市的理想one等热门车型，一下成了行业热词、旗舰标配。这意味着，在经过多年的努力后，以高通、英特尔、英伟达三家为代表的消费电子芯片巨头，终于在汽车芯片这个极为封闭且壁垒极高的细分市场里，撕开了一个缺口。而以恩智浦、英飞凌、德州仪器、瑞萨等公司为代表的传统汽车芯片巨头们如果不奋力反击，车机芯片这个口子不仅会不断扩大，且未来自动驾驶芯片这个更大的宝地也将被攻破！那么今年到底有哪些车企搭载了消费电子芯片巨头的芯片？他们是如何“入侵”汽车产业的？现在汽车芯片市场的格局到底怎样？老玩家们又将如何捍卫自己的市场地位呢？820a成新车标配 汽车芯片市场被撕开缺口4月10日，中期改款的奥迪a4 l上市，这款车在外观和动力部分没太多的改动，不过车机系统的变化却很明显。中控娱乐屏幕从此前的非触控屏升级为触控屏，车机芯片从骁龙602a升级为骁龙820a，系统也换成了安卓pie(安卓9)。得益于车机的安卓系统，奥迪a4 l可以在车机内安装导航、天气、音乐等第三方应用程序，较此前奥迪的mmi系统可谓是产生了质的变化。不过，在软件背后还有更厉害的高通骁龙820a，正是这颗芯片的加入，让车机能够流畅运行安卓系统和各种应用。820a是高通此前在移动设备上的旗舰芯片骁龙820的车规版本。从性能上来说，骁龙820和820a的cpu都采用4核心设计，820a的主频比820低0.1ghz，gpu核心完全相同。该芯片分为5个部分，分别是cpu、gpu、数字信号处理器(dsp)、图像信号处理器(isp)以及调制解调器，还有wi-fi、蓝牙、4g通信、gps定位等各类模块。齐全的各种核心让该芯片可以支持多块4k分辨率的屏幕，以支持绝大部分车型的中控车机和全液晶仪表流畅运行各种应用，还自带4g、wifi、蓝牙、定位能力。此外，该芯片多还可输入8路摄像头视频信号，支持深度学习技术以进行图像识别和传感器融合，还能为3d倒车影像、驾驶员监测甚至是一些简单的adas系统提供算力。现阶段新出的车型内部屏幕是越来越大，越来越多，清晰度也是越来越高，甚至可以说就是在车内装了几个平板电脑，原来就是旗舰级移动设备芯片的骁龙820a，自然是目前车企可选择的强产品。除奥迪a4 l之外，今年新发布/上市的路虎发现运动版、领克05、小鹏p7小鹏、g3(新增车型)也搭载了这块芯片，此前还有第十代本田雅阁、理想one、天际me7、比亚迪唐ev等车型。高通于2014年和2016年相继推出了602a和820a两款车机芯片，虽然早在2014年就跟奥迪等车企签署了合作，但是一直都是雷声大雨点小，实际落地车型*，终在经过四五年的等待之后，820a芯片终于迎来一波爆发。高通之外，地平线自研的征程二代车机芯片也已经在长安的新款suv uni-t上实现了量产搭载。此前几十年，汽车芯片市场，基本都被恩智浦、德州仪器、瑞萨半导体等汽车芯片巨头所垄断，外来者鲜有机会可以入局。但到了2020年这个节点，高通820a终于在汽车产业上撕开一个缺口，也意味着传统玩家们在这领域，已经被高通杀到了家门口。汽车智能化需求剧增 老芯片算力疲软骁龙820a在车机芯片市场玩得风生水起，可这一市场此前一直都是德州仪器、恩智浦、瑞萨电子这些传统厂商的天下，为什么高通突然在2020年火起来了呢？简单来说，这就是因为人们在车内的娱乐需求快速增加造成的。如今，仅有一块触控屏幕已经不能满足用户的需求，加入一个智能的软件系统才是车机的未来。车机的功能在不断增多，运算需求也在不断提高。车机系统要渲染出复杂的动画，运行多个应用程序，定位系统也需要持续工作……面对复杂的任务处理，老式的车机处理芯片性能吃紧，如果随着时间推移，车机出现明显卡顿，车企面对的肯定是车主的*吐槽。从制程上来说，恩智浦i.mx8、瑞萨的h3都落后于高通820a的16nm，德仪的j6甚至还用的是28nm的老技术。要知道，目前消费电子领域的芯片制程已经在普及7nm，甚至向着5nm前进了。cpu主频也是如此，除了820a，其它三个产品的主频都是2ghz以下，性能上自然落了下风。在图形处理器(gpu)方面，骁龙820a采用adreno 530 gpu，核心速度为624mhz，14nm制程，在四款芯片中处理性能*。瑞萨电子的r-car h3采用powervr gx6650 gpu*二，核心速度450mhz，采用28nm的制程。德州仪器jacinto 6采用sgx544 gpu，核心速度为384mhz，采用45nm制程，图形处理性能*三。恩智浦的i.mx 8采用gc 7000xsvx gpu，根据notebook check网站公布的数据，这颗gpu的处理性能和adreno 305相近，性能比瑞萨电子和德州仪器的芯片都要弱。cpu的性能直接决定了车机在处理3d地图导航、语音交互等大型应用时反应是否足够流畅，而gpu则决定了车机屏幕的分辨率是否足够清晰，以及各种动画效果的显示是否流畅。如果gpu性能较弱，高分辨率的图像、复杂的动画都无法流畅渲染。一旦每秒渲染的画面低于24帧，人们就会觉得车机“卡成ppt”。此外，高通作为移动芯片领域的老大，其820a soc芯片还有一个明显的优势，就是内嵌了4g lte调制解调器，直接可以实现4g通信，而选择其他芯片玩家的产品，则还得外挂一颗通信芯片。以前文提到的理想one为例。理想one车型的车机有两块芯片，一块是骁龙820a，另一块就是德州仪器jacinto 6。其中，德州仪器jacinto 6负责驱动驾驶员正前方仪表屏幕和*下方的功能控制屏幕，骁龙820a负责驱动中控屏幕和副驾正前方的屏幕。很容易发现，jacinto 6负责处理比较简单的内容，骁龙820a负责处理较复杂的内容。比如仪表屏幕只需要显示，没有触控输入，功能按键屏幕大多为触控输入，没有复杂的图像渲染。骁龙820a则不同，中控屏幕和副驾屏幕都有触控输入，并需要进行复杂的图像渲染功能。理想one之外，一些即将面世的新车，在智能化上可谓是更加有过之而无不及。比如拜腾车内的屏幕尺寸就高达48英寸，车机系统中拥有大量高清动画的渲染需求。另外一些车型还在不断普及驾驶员监测(dms)、手势交互、甚至是多模态交互能力(语音、手势、面部表情同时交互)，这些技术尤其依赖深度学习等ai技术，对车机芯片算力的要求进一步提升。后说一下，汽车作为工业产品，设计生命周期一般都在10年以上，与消费电子类产品相比显然更长，同时对稳定性的要求也就更高。因此，传统汽车芯片企业从研发和成本两个方面考量，决定用已经成熟的制造技术造汽车芯片，这样既能控制成本，也能让芯片的稳定性更高。也正是这种原因，上述老玩家的产品在性能上才会集体败给高通，而高通820a芯片本身，也已经是多年前的产品，在手机芯片领域，已经进入了865时代。汽车智能化提速 三大消费电子巨头涌入作为消费电子芯片巨头的代表，高通进入汽车芯片领域已有多年。据外媒ee times报道，高通公司从2004年左右就开始在汽车芯片领域摸爬滚打了。当时，通用汽车的onstar(安吉星)服务开始布局汽车联网，高通公司就一直为通用汽车提供调制解调器芯片。2014年的ces大会上，高通推出了旗下*面向汽车的soc芯片骁龙602a，在当年的ces大会上还展示了搭载这块车机芯片的奥迪样车。高通在这辆奥迪a4的车窗玻璃上还打出了口号“*可用4g lte网络的汽车”。不过，拥抱骁龙602a的车企仅有奥迪一家，从2017年起，除奥迪a8旗舰系列之外，还有多款车型搭载了骁龙602a车机芯片。这阶段，高通几乎只有奥迪这一个落地案例。2016年的ces大会上，高通发布了第二款车机芯片骁龙820a，这块芯片和当年高通移动设备的旗舰芯片骁龙820的参数几乎完全一致。除了820a整体的解决方案，高通还带来了单独的4g lte调制解调器、wi-fi蓝牙芯片、动力电池无线充电以及atlas信息娱乐soc……可以说ces 2016才是高通正式进入汽车芯片市场的时间。既然高通“用料”这么足，如果价格和稳定性上合适，车企也不是不能考虑用高通的芯片。两年之后的2018年ces，高通宣布了首批达成共识的车企，捷豹路虎汽车、本田、比亚迪旗下的车辆都将搭载骁龙820a车机芯片。当年的ces大会上，捷豹路虎汽车高级产品总监nick rogers说：“ 汽车行业也正在向着5g时代迈进，高通的820a车机平台将会为捷豹路虎旗下的车辆带来超快的网络连接和更好的计算能力。”从nick rogers的这句话中可以看出，捷豹路虎正向着汽车网联化的方向发展，而骁龙820a内嵌4g lte网络模块，车机芯片之外不用再买外挂的模块，高通的这个解决方案让车企很省心。2018年，第十代本田雅阁成为*搭载高通骁龙820a车机的量产车型，比亚迪方面表示，从2019年开始，也计划使用高通820a芯片。在顺利拿下几家传统大厂之后，高通把目光转向了中国的新造车公司。中国的新造车公司起步比较晚，有些是自主车企的品牌，还有些只造电动车。这些品牌没有太高的度，品牌影响力也比不过摸爬滚打多年的老牌车企，这些新造车公司希望以车载系统、车内智能化等能力取胜，更强的芯片、更好的屏幕就成为必要硬件。2018年～2019年，高通拿下了小鹏、理想、领克几个品牌，小鹏、理想全线产品都搭载了骁龙820a车机芯片，今年3月上市的领克05也搭载了骁龙820a车机芯片，高通的车机芯片市场正在快速扩大。此外，今年上市的奥迪a4 l也从此前的602a升级成820a，处理性能提升之后，车机运行也会更加流畅。除了高通之外，英伟达、英特尔、地平线也作为汽车芯片领域的新玩家入局汽车芯片行业。不过，这两家公司稍有不同。英伟达注重发展自动驾驶芯片，而英特尔和地平线一手抓自动驾驶，一手抓车机芯片。眼下的自动驾驶技术研发，高度依赖ai技术，而gpu在ai计算领域，又有着*的优势。借着自动驾驶浪潮，英伟达不断在推出自动驾驶芯片产品。2015年起，英伟达发布了*代自动驾驶芯片drive cx，不过并没有掀起太大的波澜，从第二代drive px2开始，英伟达才开始在自动驾驶芯片市场上大放异彩。2016年，英伟达推出了drive px2，深度学习计算能力可以达到每秒20万亿次(20dl tops)，相当于当年150台苹果macbook pro的计算能力。这代芯片被特斯拉使用，特斯拉model s、model x等车型配备的自动驾驶电脑hw2和hw2.5都是采用的drive px2。其中hw2.5还用了两颗，一颗作为冗余，让芯片的可靠性更强。2019年，英伟达推出drive agx orin芯片，也是目前英伟达强的自动驾驶芯片。这颗芯片上集成了170亿个晶体管，深度学习和计算机视觉的运算能力可达每秒200万亿次(200tops)，计算能力可以达到drive px 2的8.3倍。做个对比，特斯拉自研的强的自动驾驶计算电脑hw3的算力为96tops，单看这个性能，与英伟达的drive agx orin还有一定差距。不过需要指明的是，目前量产车高级别的自动驾驶能力还是l2，各家用的还是传统芯片巨头企业的产品，而英伟达的产品多针对l4级自动驾驶技术，目前还都是各大自动驾驶公司在尝试性使用。英特尔是车机芯片与自动驾驶芯片一起发力。车机芯片领域，特斯拉mcu2(第二代车机电脑)就采用英特尔atom凌动a3950处理器，带动了特斯拉车上的一块1080p级别的屏幕，显示清晰度高，同时运行也较为流畅。自动驾驶领域，英特尔主要通过收购的adas小巨头mobileye推动。2017年，英特尔砸下153亿美元巨资收购传统汽车芯片厂商mobileye，并借助mobileye的优势发展自动驾驶芯片业务。被英特尔收购之后，mobileye在自动驾驶芯片领域风生水起，特斯拉、宝马、大众汽车、奥迪、日产、凯迪拉克都曾使用mobileye的自动驾驶芯片。根据英特尔发布的数据，mobileye的芯片已经为25家车企的300款车型提供了eyeq系列芯片，2019年的收益达到8.79亿美元(约合61.5亿元人民币)。据英特尔市场营销集团副总裁兼中国区总经理王锐介绍，截至2019年底，mobileye旗下产品eyeq系列芯片的累计出货量已达到5400多万，被搭载在超过5000万辆的汽车上面。此外据了解，2019年全年，从l0到l2+，mobileye共有1750万的芯片出货量。另一家芯片企业地平线近两年也进入了汽车芯片市场，并开发出journey 征程芯片和matrix自动驾驶计算平台。今年，长安uni-t就是搭载了地平线征程二代芯片，算力达到4tops，也加快了自研芯片的量产装车之路。此前，地平线还给理想one提供了用于多音区识别的相关芯片，该公司也透露还有更多的量产装车计划。老玩家仍具备市场优势 已经开启反击年初以高通820a为代表，迎来了一波装车小高潮。同时老玩家们的芯片算力又明显落后，那么是否说明高通已经可以地在汽车市场攻城略地了呢？答案远非如此。即使年初出现了这波装车小高潮，但从涉及的车型数量，装车总量这些指标来说，新玩家的市场占有率几乎可以忽略不计。更重要的是，从汽车的零部件构成看，车机芯片只是汽车芯片中的一环，高通目前仅仅是在车机芯片、通信芯片上略有起色。而老玩家们，则把持着所有市场。例如，德州仪器目前正在量产的汽车芯片就有50款，涵盖车机芯片、网关和计算芯片以及adas功能的soc。而恩智浦的产品线更加丰富，涵盖车机芯片、车内网络、媒体处理、电源管理、传感器等多个类别。根据中心证券的一份报告，2016年汽车mcu微控制器的市场份中，仅恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体、德州仪器五个玩家，就已经占据了超过70%的市场份额。就整个汽车半导体市场来说，新玩家碰到的只是冰山一角。与此同时，虽然在汽车芯片“新三强”在计算性能上已经超过老玩家，但老玩家没有完全坐视不管，而是采取了必要的反击措施——在车机和自动驾驶领域推出芯片。比如德州仪器的jacinto 7就将在今年年底量产，cpu采用1.8ghz双核cortex-a72，和高通820a的kryo属于同代产品。在gpu部分，jacinto 7采用powervr ge8430，gpu速度提升到了650mhz，单精度浮点运算能力达到了166.4gflops。与上一代产品jacinto 6相比，性能已经有了大幅提升。不过，由于这款车机芯片还没有量产，和骁龙820a的性能优劣还有待实测。当这款芯片正式上市时，相信将直接打击部分骁龙820a的市场。此外，汽车芯片“新三强”的芯片是不是真的技术过硬，还需要时间的检验。比如恩智浦cto lars reger就曾告诉车东西，一款芯片想要上车，满足车规标准仅是其中的一步，后续还有140多项工作要做，因此把消费电子的芯片拿上车，远没有想的那么简单。就拿耐用性来说，汽车的生命周期是5~10年，目前*批搭载高通820a芯片的汽车才刚上市1~2年。这些芯片能否经过5~10年的*使用考验，还需要后续观察。结语：车联网时代 老玩家危险无论自动驾驶芯片还是车机芯片，几大新玩家的大举入侵可谓让老玩家的话语权不断下降。如果此时三个新玩家再来个抱团取暖，联合车企建立一个车机芯片新标准，老玩家的市场可能将会一跌再跌。当然，这个局面可能暂时还不会发生，但在车联网与5g技术结合的今天，传统汽车芯片厂商确实已经落伍很远，老玩家要凭借实力迎头赶上。
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