汽车芯片分类概览
汽车芯片从应用环节可以分为 5 类:主控芯片、存储芯片、功率芯片、模拟芯片、传感器芯片等。2020 年主控芯片占比 23%,功率半导体占比 22%,传感器占比 13%,存储芯 片占比 9%,其他占比 33%。
看好辅助驾驶+自动驾驶+汽车电动化持续提升带动汽车半导体量价齐升:
1)主控芯片:算力随着智能化提升不断提升从 L1<1TOPS 到 L5 1000+TOPS 算力推动主控芯片高速增长;
2)功率半导体:燃油车功率半导体单车价值量达 87.6 美元,新能源汽车 458.7 美元,实 现四倍以上增长;
3)模拟芯片:以电源 IC 为例,车载领域增长最快,CAGR 达 9.0%。
4)传感器:L2 级别汽车预计会携带 6 个传感器,L5 级别携带 32 个传感器,汽车半导体
占比提升显著;
5.)存储芯片:汽车存储系统随着智能化水平提升容量和性能快速增长,为存储器步入千 亿美金市场核心。
主控芯片:
主要用于计算分析和决策,主要分为功能芯片(MCU)和主控芯片(SOC)。MCU 指的 是芯片级芯片,一般只包含 CPU 一个处理单元(例:MCU=CPU+存储+接口单元)。而 SOC 指的是系统级芯片,一般包含多个处理单元(例:SOC=CPU+GPU+DSP+NPU+存储 +接口单元)
1)计算芯片:包括 SoC,CPU,MPU,GPU,NPU, FPGA 等; 2)控制芯片:MCU 等
模拟芯片:
信号与接口芯片+电源管理芯片 主要用于发送、接收以及传输通讯信号。
- 1)总线芯片 CAN/LIN/USB/ETH 等;
- 2)通信与射频芯片:基带、V2X、BT/WiFi 等;
- 3) 信号变换:包括复用器、放大器、隔离器等;
- 4)专用功能芯片包括:苹果认证、安全加密芯片等
电源管理芯片
- 1)DC/DC 开关稳压器
- 2)DC/AC 控制器和转换器
- 3)电源管理 IC
- 4)线性/LDO 稳压器
- 5)监控器和电压基准等
传感器芯片:
主要用于探测、感受外界信号、物理条件或化学组成,并将探知的信息转变为电信号或 其他所需形式传递给其他设备
1)雷达传感器:超声波、毫米波、激光雷达等; 2)图像传感器:CMOS 传感器等; 3)光电传感器:阳光/红外传感器、压力、流量传感器等; 4)生物传感器:气味传感器、氧气传感器等; 5)磁传感器(霍尔传感器等)
存储芯片:
主要用于数据存储功能
- 1)内存 DRAM(DDR、LPDDR4(x)等);
- 2)闪存 FLASH(NAND FLASH、NOR FLASH); 3)EEPROM 等
功率芯片:
主要用于保证和调节能源传输
- 1)驱动芯片:高低边驱动、HBD 等;
- 2)功率放大器:音频功放等;
- 3)功率模组:IGBT、组合 MOS 等;
- 4)其他:eFUSE、理想二极管控制器;
一、英伟达(NVDA US):人工智能计算引领者
英伟达公司是以设计智核芯片组为主的无晶圆 IC 半导体公司,是图形处理技术的市场领袖, 创建了世界上最大的游戏平台和世界上最快的超级计算机
人工智能计算的引领 者,在 AI 领域的研究成果正在推动总价值达 100 万亿美元的众多行业(从游戏到医疗健 康,再到交通运输)实现转型。
2020 年,英伟达收购 Mellanox 和 ARM,针对数据中心市场分别推出了 BlueField DPU (数据处理单元)和 CPU 产品。同年,公司发布 Omniverse 3D 仿真和协作平台,将各 软件公司领先业界应用程序串连在一起,打造开源标准和互通的 Metaverse。2022年3月, 英伟达宣布正在开发全新量子编译器,并推出 NVIDIA cuQuantum,可运行复杂的量子电 路仿真。5月,英伟达推出液冷 GPU,助力实现可持续、高效计算,是主流服务器 GPU 中 首个高性能绿色数据中心。
自动驾驶芯片方面,2015 年英伟达推出了基于 Tegra X1 SoC 的 DRIVE PX 自动驾驶平台, 正式进军自动驾驶芯片,2022 年 3 月英伟达自动驾驶芯片 DRIVE Orin 正式量产,目前旗 下 Xavier 及 Orin 芯片已经供应小鹏、蔚来、滴滴、大众(VLKAY US)、丰田(TM US)、 戴姆勒(DDAIF US)等大部分主流厂商。公司最新一代自动驾驶平台 DRIVE Hyperion 9 预计将于 2026 年正式量产
二、高通(QCOM US):全球最大的移动芯片供应商
高通是全球领先的无线科技创新者,也是 5G 研发、商用与实现规模化的推动力量,业务涵盖技术领先的 3G、4G 芯片组、系统软件以及开发工具和产品,技术许可的授予,BREW 应用开发平台,QChat、BREWChatVoIP 解决方案技术等。
高通在全球致力于变革各行各业,包括手机、汽车、移动计算、网络设备和物联网行业。
手机方面,公司设计 MSM、基带无线电芯片和电源处理芯片出售给移动电话制造商 Kyocera、 HTC 、三星等,公司同时是 HTC、MOTO、LG、中兴、华为等众多手机品牌的 CPU 最主 要供应商。汽车方面, 2016 年高通 820A 正式发布,2019 年推出新一代智能座舱芯片产 品—全球首款量产的 7nm 制程车机芯片,SA6155P、SA8155P 和 SA8195P。其中 SA8155P 是目前当红座舱芯片,已搭载于小鹏 P5、威马 W6、蔚来 ET7 和 ET5、哪吒 U Pro、零跑 C11、长城 WEY 旗下摩卡、玛奇朵和拿铁车型、吉利星越 L、凯迪拉克锐歌等多款车型。 2022 公司推出 SA8295P,算力相较 SA8155P 提升 200%。2022 年 4 月,公司收购了自 动驾驶公司 Arriver 增强了向供应商提供 ADAS(高级驾驶辅助系统)解决方案的能力。
三、地平线(未上市):致力于边缘人工智能芯片
地平线成立于 2015 年,主要从事边缘人工智能芯片的研发,2017 年 6 月,地平线成为全 球首个在台积电流片的 AI 芯片公司,2019 年 8 月,宣布量产中国首款车规级 AI 芯片征 程 2。2021 年 7 月,地平线发布征程 5,地平线征程 5 系列芯片严格按照 ISO 26262 功能 安全开发流程设计研发,单芯片达到 ASIL-B 级别要求,系统应用满足汽车行业最高安全级 别 ASIL-D 要求,可提供高达 128TOPS 等效算力。随着征程 5 的正式发布,地平线成为业 界唯一能够覆盖从 L2 到 L4 全场景整车智能芯片方案的提供商。
目前,地平线是国内唯一一家实现车规级人工智能芯片前装量产的企业。2022 年 4 月,比 亚迪与地平线正式宣布达成定点合作,比亚迪将在其部分车型上搭载地平线高性能、大算 力自动驾驶芯片征程 5。同月,哪吒 U·智正式上市,打造的全新 L2.5+级智能辅助驾驶(5R5V) 搭载了地平线征程 3 芯片,为用户带来越级的智能驾驶体验。2021 款理想 ONE 基于地平 线征程 3 芯片成功量产全球首个搭载 8MP(百万像素)前视摄像头的 NOA 导航辅助驾驶 方案。Horizon Matrix Mono3 是地平线基于征程 3 车规级 AI 芯片,面向 L2 及以上 ADAS 市场推出的单目前视感知方案,在 Mono2 经规模量产验证的算法基础上,Mono3 通过适 配 800 万超高像素前视摄像头,能够更为高效灵活地进行多类 AI 任务处理并实现实时检测 与精准识别。
四、黑芝麻智能(未上市):行业领先的车规级自动驾驶计算芯片和平台研发企业
黑芝麻智能成立于 2016 年,专注于大算力计算芯片与平台等技术领域的高科技研发,能够 提供完整的自动驾驶、车路协同解决方案,包括基于车规级设计、学习型图像处理、低功 耗精准感知的自动驾驶感知计算芯片和自动驾驶计算平台,支撑自动驾驶产业链相关产品 方案的快速产业化落地。黑芝麻智能分别在武汉、硅谷、上海、成都、深圳、重庆、新加坡成立研发及销售中心,目前已有超过 700 名员工,核心团队均来自博世、OV、英伟达、 安霸、微软、高通、华为、中兴等业内顶尖公司,平均拥有 15+年的行业经验。
公司最新产品 A1000 已经完成所有车规级认证,是算力最大、性能最强的自动驾驶芯片, 同时也将是首个量产的符合车规、单芯片支持行泊一体域控制器的国产芯片平台。2022 年 5 月,黑芝麻智能与江汽集团达成平台级战略合作,多款思皓品牌量产车型将搭载华山二号 A1000 芯片,目前已经投入规模生产,并开始向行业客户持续发货,将于今年年内实现量 产上车。同月,黑芝麻智能发布瀚海自动驾驶中间件平台,助力汽车软硬件解耦释放产业 协同创新力。
五、芯驰科技(未上市):涵盖设计、研发和生产的汽车芯片公司
芯驰科技成立于 2018 年,是国内少有的具备车规级芯片设计、研发及量产的半导体公司。 公司提供 X9 系列智能座舱处理器、G9 系列中央网关芯片、V9 系列智能驾驶辅助芯片、 E3 系列域控制器芯片和 D 系列工业芯片。目前,芯驰科技客户已经超过 250 家,其中, X9 芯片获得几十个车型定点,涵盖自主品牌、合资品牌和新势力公司。
公司技术实力强,是国内首位全部通过 AEC-Q100、德国莱茵 ISO26262 ASIL D、德国莱 茵 ISO26262 ASIL B 和国密信息安全认证的车规级芯片公司,拥有 100+自主知识产权。公 司团队具备国际化背景,拥有近 20 年车规级量产经验。截止至 2022 年 7 月,公司累计融 资四轮,金额超过 10 亿元,投资对象有华登国际、经纬中国、联想创投、红杉资本等知名 基金公司。