从刷手机到刷车 5纳米制程芯片明年上车

2021-01-28 08:46:39来源:作者: 网络阅读量:

  [汽车网 行业]  全球汽车行业缺“芯”正在更大范围内蔓延。

  一方面,汽车芯片短缺源于去年年初对市场需求的过分保守估计;另一方面,疫情进一步促使足不出户的消费者抢购手机、笔记本电脑等电子设备,从而推动半导体需求飙升。

  然而,仅仅把车用芯片缺货的原因归咎于需求剧烈变动,也并不完全准确。有数据显示,芯片代工商台积电正不断扩产先进制程,28nm及以上制程的营收在2020年仅增长了9%,远远落后于先进制程的52%。这意味着先进制程的晶圆生产线正逐步替代营收较低的晶圆生产线。

  过去,车用芯片对制程工艺的跟进力度往往落后于消费电子芯片,但消费者对智能手机体验的期待,正在催生汽车领域对芯片日益增长的需求。1月26日,高通发布了2款新产品――第四代骁龙汽车数字座舱平台和Snapdragon Ride自动驾驶平台,全部采用5nm制程芯片。

  手机跨界至汽车行业,一场针对高端芯片的争夺战已开启。

  高通,外界最熟悉的无疑是手机芯片。各大手机厂商的旗舰手机,采用的CPU芯片总能看到高通骁龙845/855/865/888的身影。

  在手机硬件领域,高通公司有着无比强大的技术影响力。全球每一台卖出的手机都会被高通收取专利授权费。比如,苹果公司每年为每部iPhone支付7.5美元,每年平均支付给高通公司的授权费高达10亿美元。

  在手机领域“躺着赚钱”的高通,如今又挥舞着大刀杀入智能汽车领域。

  “无论是汽车芯片,还是智能手机芯片,他们基础的IP部分是最基础的底层技术,这里面有很多相似之处。而差别在于如何运行不同类别的‘盒子’,车内体验更要考虑安全、可靠性、生命周期等要素。”高通技术公司高级副总裁兼汽车业务总经Nakul Duggal称。

自动驾驶芯片首次进入5nm时代

  2020年,我国L2级辅助自动驾驶的渗透率已经达到15%。此前,Mobileye、赛灵思长期占据了L2级自动驾驶芯片赛道。而随着消费电子芯片巨头的进入,老牌厂商在自动驾驶芯片的地位可能会逐渐受到威胁。


  在“软件定义汽车”下,电子/电气(E/E)架构持续演进,分散的ECU按照功能集中到几个域控制器中,最后将集中为一个中央计算平台,以支持整车的OTA升级。而传统汽车的功能芯片仅适用于发动机控制、电池管理等局部功能,无法满足高数据量的智能驾驶相关运算。

  在发布会上,高通宣布扩展了Snapdragon Ride™平台组合,使其可支持多层级的ADAS/AD自动驾驶辅助功能,包括从安装于汽车风挡的NCAP ADAS解决方案(L1级),到支持有条件自动驾驶的主动安全(L2/L3级别),再到全自动驾驶系统(L4级)。


  Snapdragon Ride平台基于5纳米制程工艺,而在此前,无论是英伟达还是Mobileye,最新款自动驾驶芯片的制程都是7nm。该平台可提供不同等级的算力,包括以小于5瓦的功耗为ADAS摄像头提供10 TOPS的算力,也可为L4级自动驾驶解决方案提供超过700 TOPS的算力。

  低功耗是该平台的一大核心竞争力。据Nakul Duggal介绍,算力的提升会导致散热需求提升,高度复杂的散热又会导致功耗增加。而高通通过被动或风冷的散热设计,最终实现了高达700万亿次算力的芯片组合,功耗仅为130W,省去了昂贵的液冷系统,降低不少成本。这一数据领先于特斯拉FSD芯片和英伟达Xavier芯片。


  一个月前,长城汽车宣布将采用高通Snapdragon Ride™平台,打造长城汽车咖啡智驾系统,并在2022年量产的高端车型中采用;一年前,高通则在CES上高调入局自动驾驶领域,通用汽车则成了它们第一个签约客户,后者将于2023年正式部署高通Snapdragon Ride平台。

自动驾驶性能提升不光靠“算力”

  作为自动驾驶系统的大脑,自动驾驶芯片显然已经成为车企的“必争之地”。

  近期,蔚来ET7(参数|询价)宣布自动驾驶域控制器内部整合了四颗英伟达Orin SoC,理论算力达到1016TOPS;上汽和阿里合资车企智己汽车也宣布搭载了英伟达Xavier或Orin X芯片,最高算力也超过1000TOPS。

  市场上可见越来越高的芯片算力,这主要源于自动驾驶汽车是个软硬件综合体,强大的传感器套装背后需要复杂的软件支撑,而自动驾驶软件在吞吐数据与做决策时,需要异常强大的算力。


  最近,高通宣布将以14亿美元的价格收购初创公司NUVIA。这是一家基于Arm自主架构的初创公司,由前苹果和谷歌的三大顶尖芯片设计师创建。对NUVIA的收购预计将有助于高通在Snapdragon技术的基础上发展,并在CPU性能和能效方面提供改进。

  然而,算力大小不足以评判智能驾驶的性能如何。“单纯的靠增加算力来增强性能还不够,还需要知道它是属于哪一类,以及具体使用效果如何。”Nakul对此表示。

  事实上,马斯克曾表示通过自行设计芯片,可大幅提升特斯拉汽车的自动驾驶性能5-20倍,但算力却没有增加太多。

  面对市场竞争,Nakul坦言,“无论是先进驾驶辅助系统还是自动驾驶,这个市场才刚刚起步,属于早期发展阶段。这些平台或产品有其复杂性,以及高性能的要求,传感器需要相应的分辨率支持和数据需求等,这些都会在未来有很大的创新发展空间。”

霸占数字座舱

  相比自动驾驶领域,高通在智能座舱的赛道上更显优势。而英伟达在过去几年,由于更多精力放在自动驾驶领域,而错失了第一波智能座舱市场。


  据透露,高通在车载网联、信息娱乐方面的订单总估值已超过80亿美元。在全球领先的25家汽车制造商中,有20家已经选用了高通骁龙汽车平台。

  从早期的820A到后来的SA8195P、SA8155P、SA6155P,高通在过去几年几乎横扫智能座舱市场。包括奥迪、捷豹路虎、本田、吉利、广汽、长城汽车、比亚迪、领克、小鹏、威马、理想、蔚来在内的国内外车企已推出或宣布推出搭载骁龙汽车平台的车型。比如,2022年量产的蔚来ET7将采用第三代高通骁龙™汽车数字座舱平台。


『蔚来ET7内饰』

  本次活动上,高通再次宣布对此进行迭代,推出其下一代数字座舱解决方案系列――第四代高通骁龙™汽车数字座舱平台,基于全新中央计算架构。

  与Snapdragon Ride平台相同,最新数字座舱平台系列也采用5纳米制程工艺,具备车对云 Soft SKU功能,可通过OTA升级让终端消费者在硬件部署后及汽车整个生命周期持续获取最新特性和功能。包括仪表盘与座舱、增强现实抬头显示(AR-HUD)、信息影音、后座显示屏、后视镜替代(电子后视镜)和车内监测服务。

  同时,最新平台提供多用途的解决方案,包括性能级、旗舰级和至尊级,以支持目前电子电气架构的转型。值得一提的是,全新数字座舱平台的全部层级均采用相同的软件架构和框架,可降低开发复杂性、缩短商用时间,同时帮助汽车制造商为不同汽车层级提供统一的用户体验,并将维护成本最小化。


  据悉,第四代高通骁龙汽车开发套件预计将于2021年第二季度推出,并计划在2022年年底开始终端的商用量产。

  相比其他企业,高通有一个明显的优势――基带芯片,其性能将直接决定移动终端产品与外界进行信息交互的质量高低,可实现车辆的5G互联,而目前汽车上能用的基带只有高通和华为海思。

总结

  汽车智能化浪潮兴起以来,高通正以高算力芯片为核心,以车机系统和自动驾驶为突破点,撕开汽车半导体市场的口子。5纳米制程芯片的量产项目推出,更让其在智能汽车的赛道上更具话语权。

  不过,暂时领先也不意味着没有竞争对手。2020年初,恩智浦宣布将在下一代高性能汽车平台中采用台积电的5纳米制程;特斯拉也正与三星合作,秘密研发5nm制程的自动驾驶芯片,计划将在2021年第四季度开始进行;备受瞩目的苹果造车项目也逐渐浮出水面,苹果M1芯片同样采用5纳米制程,正与台积电合作开发自动驾驶芯片。

  可以确定的是,智能汽车芯片争夺战将越来越激烈。(文/汽车网 彭斐)

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