（報(bào)告出品方/作者：安信證券，徐慧雄，李澤）

1.智能座艙邁向2.0時(shí)代，成本、功能需求推動(dòng)車(chē)機(jī)芯片逐步差異化

1.1.智能座艙1.0時(shí)代，消費(fèi)電子廠商切入、高通在車(chē)機(jī)領(lǐng)域呈現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢(shì)

頭部主機(jī)廠 E/E 架構(gòu)已完成由分布式向域集中式升級(jí)，座艙智能化功能的實(shí)現(xiàn)集中于域控制 器的主控芯片。早期的車(chē)機(jī)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，僅具備收音機(jī)及音頻播放等功能，且功能的實(shí)現(xiàn) 依賴于相互獨(dú)立的 MCU，即采用分布式 E/E 架構(gòu)，功能的升級(jí)亦通過(guò)疊加 MCU 及相關(guān)功能 配件完成。而在域集中式的硬件方案設(shè)計(jì)下，座艙內(nèi)多數(shù)智能化功能的實(shí)現(xiàn)僅依賴于單一的 座艙域控制器主控芯片。

當(dāng)面向不同安全功能等級(jí)的功能時(shí)（例如儀表顯示屏涉及駕駛安全要求ASIL-B安全等級(jí)，而中控屏主要為導(dǎo)航及影音娛樂(lè)功能安全等級(jí)要求不高），可通過(guò)軟件虛擬機(jī)技術(shù)對(duì)SoC 資源動(dòng)態(tài)調(diào)配或直接在 SoC 內(nèi)硬件隔離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單芯片運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，保障駕駛相關(guān)功能的實(shí)時(shí)性、安全性。相對(duì)于分布式架構(gòu)，域集中式的設(shè)計(jì)，一方面可提高控制芯片及外圍電路復(fù)用效率，降低整體座艙芯片成本，另一方面可增強(qiáng)不同功能配置之間的通信效率，實(shí)現(xiàn)中控對(duì)座艙的集中控制，為跨屏互動(dòng)提供硬件基礎(chǔ)，并可實(shí)現(xiàn)OTA在線升級(jí)功能。

集中式架構(gòu)下座艙智能化加速升級(jí)，推動(dòng)座艙主控芯片性能要求持續(xù)提升。具體體現(xiàn)： （1）車(chē)機(jī)功能豐富度提升，要求具備更低延時(shí)、高性能的 CPU。集中式架構(gòu)下空調(diào)、座椅、 天窗等車(chē)身控制功能均集中于車(chē)機(jī)處理器。同時(shí)座艙功能的豐富度也在提升，從傳統(tǒng)的 收音機(jī)、音頻功能升級(jí)到導(dǎo)航、影音應(yīng)用，目前正向更高階的桌面級(jí)游戲應(yīng)用延伸。作 為座艙 SoC 的“大腦”，CPU 的低延時(shí)處理需求在集中式架構(gòu)下大幅提升。目前，高通座 艙芯片的CPU性能已從8155的105k DMIPS提升至當(dāng)前8295的220k DMIPS（預(yù)估值）， 性能實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。

（2）屏顯系統(tǒng)高端化趨勢(shì)下，要求具備更高性能的 GPU 以帶來(lái)更佳屏幕交互/反饋體驗(yàn)。 座艙屏幕作為主要交互/反饋方式，正向大屏化、多屏化、高分辨率化演進(jìn)。其中，中控 屏 液晶儀表已成為中高端新能源車(chē)型標(biāo)配方案，副座娛樂(lè)屏、后座娛樂(lè)屏也在正在快 速滲透；而顯示分辨率也由過(guò)去的 1K/VGA 逐漸向 4K 高清屏演進(jìn)。典型的例如 2022 年發(fā)布的理想 L9，其座艙配備中控屏、儀表屏、后座娛樂(lè)屏三塊顯示屏，分辨率均達(dá)到 3K。而 GPU 核心作用為顯示圖像的構(gòu)建與渲染，性能很大程度決定屏幕顯示的流暢度。 目前，高通座艙芯片的 GPU 性能已從 8155 的 1142 GFLOPS 提升至當(dāng)前 8295 的 3100 GFLOPS，性能提升近 200%（預(yù)估值）。

（3）是否具備 AI 算力已成為衡量高端座艙 SoC 的標(biāo)準(zhǔn)之一。智能語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、 面部識(shí)別（DMS）等多模態(tài)交互方式均依賴 AI 算力進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，相對(duì)屏幕交互會(huì)分 散注意力，語(yǔ)音、手勢(shì)、面部識(shí)別等交互方式更安全也更智能，智能感知正成為新一代 智能汽車(chē)賣(mài)點(diǎn)之一。此外伴隨自動(dòng)駕駛算法技術(shù)的逐步成熟，更多 ADAS 功能如 360° 全景影像、AR-HUD、APA 自動(dòng)泊車(chē)輔助等逐漸集成于智能座艙，由此亦對(duì)座艙主控芯 片的 NPU 算力有進(jìn)一步需求。可以看到，高通在最新座艙芯片 8295 之上已具備 30T 左 右的 AI 算力，相較 8155 提升數(shù)倍以上，且可實(shí)現(xiàn)艙泊融合。

從當(dāng)下的智能座艙芯片格局來(lái)看，高通一家獨(dú)大并呈現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢(shì)。當(dāng)座艙架構(gòu)方案由分布 式走向集中式的同時(shí)，車(chē)機(jī)芯片供應(yīng)格局亦在發(fā)生變化。傳統(tǒng)分布式架構(gòu)之下，瑞薩、NXP、德州儀器占據(jù)車(chē)機(jī)芯片絕大部分市場(chǎng)份額。而在域集中式的架構(gòu)之下，高通強(qiáng)勢(shì)切入座艙芯片領(lǐng)域并快速搶占市場(chǎng)主導(dǎo)地位。回溯高通在車(chē)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展歷程，其最早于 2014 年發(fā)布第一款車(chē)機(jī)芯片602A開(kāi)始切入車(chē)載領(lǐng)域，積累經(jīng)驗(yàn)后于 2016 年發(fā)布第二代車(chē)機(jī)芯片 820A，隨著座艙域集中加速，820A在2020年開(kāi)始廣泛應(yīng)用于小鵬 P7、理想 one、領(lǐng)克 05 等車(chē)型中，此時(shí)高通已在座艙芯片領(lǐng)域展現(xiàn)了較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。2019 年發(fā)布的 SA8155P 則幾乎席卷整 個(gè)智能座艙市場(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(chē)機(jī)領(lǐng)域呈現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢(shì)，已覆蓋 15 至 50 萬(wàn)價(jià)格區(qū)間的眾多車(chē)型。

我們認(rèn)為，高通之所以在過(guò)去幾年間可以在座艙領(lǐng)域快速滲透的核心原因在于三點(diǎn)： （1）相對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)芯片供應(yīng)商，龐大的消費(fèi)電子業(yè)務(wù)基礎(chǔ)使其在制程上呈現(xiàn)降維打擊能力。 高通于 2019 年發(fā)布的 SA8155P 為全球首款 7nm 車(chē)機(jī)芯片，而對(duì)比同時(shí)期的傳統(tǒng)汽車(chē)芯 片廠商，在制程上具備壓倒性優(yōu)勢(shì)（例如瑞薩于 2018 年底量產(chǎn)的 R-CAR H3 芯片仍采 用 16nm 制程）。而更先進(jìn)的制程帶來(lái)的則是在算力、功耗等方面優(yōu)勢(shì)，尤其 GPU 算力 約為同期傳統(tǒng)座艙芯片的 3~4 倍，可支持驅(qū)動(dòng)數(shù)量更多、分辨率更高的車(chē)載屏顯系統(tǒng)， 從而為消費(fèi)者帶來(lái)更佳的智能化座艙體驗(yàn)。

而之所以高通能夠具備如此顯著的制程優(yōu)勢(shì)， 本質(zhì)上則是因?yàn)檐?chē)載業(yè)務(wù)對(duì)于高通而言僅為冰山一角。根據(jù)高通年報(bào)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 年 公司合計(jì)實(shí)現(xiàn)收入 336 億美元，其中汽車(chē)業(yè)務(wù)收入僅為 10.19 億美元，占比僅為3%左右。 高通可以充分利用手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等其他消費(fèi)電子業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片軟硬件開(kāi)發(fā)成本上的攤 銷(xiāo)，從而降低迭代成本，如高通 SA8155P 即是在驍龍 855 基礎(chǔ)上略微調(diào)整而來(lái)，其中GPU 采用相同的型號(hào)（8155 提升了 GPU 主頻），CPU 規(guī)格有所降低，由 855 中的 Kryo 485 降規(guī)為 8155 中的 Kryo 435，在芯片設(shè)計(jì)、IP 授權(quán)、GPU 掩模版等方面均存在部分 復(fù)用。

（2）相對(duì)同樣具備先進(jìn)制程的移動(dòng)芯片廠商，高通更早布局座艙芯片，并率先推出 7nm 座 艙芯片。高通于 2014 年發(fā)布第一代車(chē)機(jī)芯片 602A 切入車(chē)機(jī)領(lǐng)域。過(guò)去 8 年間，高通在 車(chē)載領(lǐng)域具備清晰的 Roadmap，已歷經(jīng) SA820A、SA8155P、SA8195、SA8295 共四次 產(chǎn)品迭代。而其他移動(dòng)芯片巨頭聯(lián)發(fā)科/三星分別于 2018/2019 年推出第一代座艙芯片， 切入時(shí)間相對(duì)較晚且后續(xù)僅有一兩次迭代。基于更豐富的迭代經(jīng)驗(yàn)，高通在座艙芯片制 程、功耗設(shè)計(jì)等方面對(duì)比其他移動(dòng)芯片廠商依舊保持領(lǐng)先。2019 年高通發(fā)布的第三代產(chǎn) 品 SA8155P 為全球首款 7nm 座艙芯片，2021 年發(fā)布的 SA8295 進(jìn)一步升級(jí)至 5nm 工藝。

（3）相對(duì)同樣較早切入的桌面芯片廠商，高通脫胎于移動(dòng)端的座艙芯片在現(xiàn)階段更具成本 優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前階段智能座艙性能要求接近手機(jī)，高通 820A 來(lái)自移動(dòng)端驍龍 820，8155 脫 胎于驍龍 855，部分 ARM 架構(gòu) IP 可在移動(dòng)端應(yīng)用驗(yàn)證后再移植到座艙，也即廣闊的手 機(jī)市場(chǎng)為高通座艙芯片節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。而桌面芯片廠商英特爾于 2016 年發(fā)布的 A3900 系列芯片，雖是專門(mén)為工業(yè)、汽車(chē)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，但與其所擅長(zhǎng)的桌面芯片市場(chǎng)復(fù)用度較低。 可以看到，除 2018 年發(fā)布降規(guī)版本 A3920 外，此后英特爾在車(chē)載座艙領(lǐng)域再無(wú)更新迭 代。而桌面芯片另一巨頭 AMD 至今尚未發(fā)布專為車(chē)載領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的車(chē)機(jī)芯片（特斯拉 座艙內(nèi)所采用的 AMD Ryzen V180F 則是基于其消規(guī)級(jí)芯片定制而來(lái)）。

1.2.智能座艙2.0時(shí)代，更多廠商芯片量產(chǎn)在即、車(chē)機(jī)芯片賽道內(nèi)卷加劇

消費(fèi)者強(qiáng)支付意愿倒逼主機(jī)廠在座艙配置加速內(nèi)卷，從而對(duì)座艙主控芯片性能的需求亦快速 提升。根據(jù)地平線與羅蘭貝格聯(lián)合發(fā)布的《智能座艙發(fā)展趨勢(shì)白皮書(shū)》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)近 50% 的消費(fèi)者對(duì)于數(shù)字座艙類體驗(yàn)具備較高的支付意愿。而在消費(fèi)者強(qiáng)支付意愿的背景下，近年 來(lái)國(guó)內(nèi)主機(jī)廠在座艙配置領(lǐng)域內(nèi)卷加劇，HUD、360°全景影像、DMS 等座艙智能化配置滲透率快速提升。根據(jù)佐思數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)顯示，2021 年國(guó)內(nèi)乘用車(chē) HUD 滲透率已超過(guò) 5%，HUD 總裝配量為 103.7 萬(wàn)臺(tái)，增速超過(guò) 60%；2021 年 1-9 月國(guó)內(nèi)乘用車(chē)新車(chē)的 DMS 系統(tǒng)銷(xiāo)量為 25.2 套，同比增長(zhǎng) 244%。而面對(duì)座艙內(nèi)日益豐富的功能需求，作為座艙域控制器的核心， 座艙域控制器主控芯片的性能要求也在進(jìn)一步提升，并有望逐步實(shí)現(xiàn)艙泊融合、艙駕融合。 同時(shí)，更多芯片供應(yīng)商相繼涌現(xiàn)，展望 2023 年，有望再次顛覆當(dāng)下的座艙芯片格局。

（1）聯(lián)發(fā)科發(fā)力中低端座艙，2023 年將基于 MT8675 量產(chǎn) 5G 智能座艙平臺(tái)： 在傳統(tǒng)智能手機(jī)處理器領(lǐng)域，聯(lián)發(fā)科與高通平分秋色，根據(jù) Counterpoint Research 數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)，2022Q1 聯(lián)發(fā)科占據(jù)全球智能手機(jī)處理器芯片第一大出貨份額，占比達(dá)到 38%； 高通占比 30%。而在車(chē)載領(lǐng)域，聯(lián)發(fā)科相較于高通發(fā)力較晚，時(shí)至 2018 年聯(lián)發(fā)科才發(fā) 布的第一款 28nm 工藝的座艙芯片 MT2712；于 2019 年推出采用 12nm 工藝的 MT8666， 雖在性能上相對(duì)高通同時(shí)期產(chǎn)品 820A/SA8155P 存在一定差距，但兩款產(chǎn)品憑借性價(jià)比 優(yōu)勢(shì)已進(jìn)入中低端市場(chǎng)，獲得了大眾、現(xiàn)代、奧迪和吉利等車(chē)企的認(rèn)可。2022 年，聯(lián)發(fā) 科成功量產(chǎn)新一代座艙芯片 MT8675，采用臺(tái)積電 7nm 工藝，內(nèi)置 5G Modem，性能對(duì) 標(biāo)高通 SA8195P,可集成 5G、四模導(dǎo)航、多屏互動(dòng)等功能于一體，預(yù)計(jì)于 2022Q4 完成 AEC-Q104 系統(tǒng)級(jí)車(chē)規(guī)的認(rèn)證，于 2023 年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

（2）AMD 發(fā)力高端座艙領(lǐng)域，2023 年末將攜手億咖通在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)座艙平臺(tái)量產(chǎn)： Intel 與 AMD 為桌面芯片兩大巨頭，雖 AMD 尚未公開(kāi)發(fā)布車(chē)規(guī)級(jí)芯片，Intel 也自 A3920 以后停止迭代，但我們認(rèn)為隨著座艙智能化繼續(xù)演進(jìn)，對(duì)主控 SoC 性能要求繼續(xù)提升， 桌面級(jí)芯片廠商亦有望憑借高性能優(yōu)勢(shì)博得一席之地。特斯拉作為智能化先驅(qū)率先應(yīng)用 桌面芯片可為我們提供借鑒，其第三代車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng) MCU 3.0 采用了 AMD 的桌面 級(jí)處理器方案，CPU 采用 Ryzen V1000 的定制版本，通過(guò)外掛獨(dú)立 GPU Navi23 可實(shí)現(xiàn) 高達(dá) 10 TFLOPS（10000 GFLOPS）的 GPU 算力，達(dá)到堪比臺(tái)式機(jī)的性能，并可支持 AAA 級(jí)游戲大作，為目前量產(chǎn)車(chē)型中頭部性能車(chē)機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)知名 Tier1 億咖通科技 已官宣與 AMD 達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方公司將協(xié)力打造面向下一代電動(dòng)汽車(chē)（EV）的車(chē)載 計(jì)算平臺(tái)，預(yù)計(jì)于 2023 年末面向全球市場(chǎng)量產(chǎn)。

（3）芯馳科技、瑞芯微等國(guó)內(nèi)芯片供應(yīng)商加速國(guó)產(chǎn)替代，2023 年有望實(shí)現(xiàn)首次規(guī)模化量產(chǎn)： 2021 年 10 月吉利汽車(chē)旗下芯擎科技推出國(guó)內(nèi)首顆 7nm 座艙 SoC 芯片龍鷹一號(hào)，采用 8 核 CPU、14 核 GPU，NPU 算力可達(dá) 8TOPS，性能參數(shù)接近高通 SA8255P。該芯片預(yù)計(jì) 將在 2022 年底實(shí)現(xiàn)首次量產(chǎn)，未來(lái)有望率先搭載于領(lǐng)克等吉利汽車(chē)子品牌。瑞芯微是 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的 AIoT 芯片設(shè)計(jì)公司，2021 年發(fā)布 RK3588M 從消費(fèi)電子市場(chǎng)切入汽車(chē)座艙， 采用 8nm 制程工藝，8 核 CPU 算力達(dá) 100k DMIPS、GPU 算力達(dá) 512GFLOPS、NPU 算 力達(dá) 6TOPS，目前正處于導(dǎo)入車(chē)載領(lǐng)域測(cè)試階段，預(yù)計(jì) 2023 年有望在車(chē)載領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī) 模化量產(chǎn)。

此外，芯馳科技成立以來(lái)專注于車(chē)規(guī)級(jí)芯片研發(fā)，創(chuàng)始人仇雨菁曾在飛思卡 爾（后被 NXP 收購(gòu)）擔(dān)任中國(guó)車(chē)規(guī)級(jí)芯片研發(fā)總負(fù)責(zé)人，并推出過(guò)全球市占率最大的 im.x 系列座艙芯片。2021 年，芯馳推出座艙芯片 X9U，CPU 算力約 100k DMIPS，GPU 算力 300G FLOPS，AI 算力 1.2TOPS，內(nèi)置獨(dú)立安全島達(dá)到 ASIL-B 功能安全等級(jí)。2021 年 11月，芯馳科技與電裝光庭聯(lián)合舉行X9U 座艙平臺(tái)發(fā)布會(huì)，計(jì)劃于 2023 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

2.趨勢(shì)一：消規(guī)/工規(guī)芯片直接上車(chē)有望成為中低端車(chē)型座艙升級(jí)方案

如前文所述，未來(lái)將有更多不同角色的廠商成為座艙主控芯片供應(yīng)商，由此也將帶來(lái)不同的 座艙解決方案。本章將重點(diǎn)討論以非車(chē)規(guī)級(jí)芯片（消規(guī)級(jí)/工規(guī)級(jí)）直接應(yīng)用于座艙域控的解 決方案，例如比亞迪 Dlink3.0/4.0 即采用高通工規(guī)級(jí)芯片 SM6125/SM6350；長(zhǎng)安歐尚車(chē)機(jī)采 用聯(lián)發(fā)科工規(guī)平臺(tái) MT8667。我們認(rèn)為在行業(yè)內(nèi)座艙內(nèi)卷加劇、主機(jī)廠降本訴求強(qiáng)烈的背景 下，高通或聯(lián)發(fā)科的非車(chē)規(guī)級(jí)芯片有望直接應(yīng)用上車(chē)，并成為未來(lái)中低端車(chē)型車(chē)機(jī)實(shí)現(xiàn)智能 化升級(jí)的主流解決方案之一。

2.1.原因一：車(chē)機(jī)領(lǐng)域本身對(duì)安全功能要求較低，對(duì)“車(chē)規(guī)級(jí)”的理解存在誤區(qū)

芯片車(chē)規(guī)要求主要體現(xiàn)在可靠性方面的AEC-Q100認(rèn)證以及功能安全方面的ISO 26262認(rèn)證。 其中 AEC-Q100 目的是保證芯片可以經(jīng)受苛刻環(huán)境并長(zhǎng)期可靠的使用不發(fā)生損壞，而 ISO 26262 目的在于保證汽車(chē)功能安全，強(qiáng)調(diào)相關(guān)功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免因電子電氣系統(tǒng)故障導(dǎo)致 的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（1）AEC-Q100： AEC-Q 100 為針對(duì) IC 芯片的一套測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò) AEC-Q 100 意味著芯片可靠性達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí) 要求。AEC（國(guó)際汽車(chē)電子協(xié)會(huì)）最初由克萊斯勒、福特和通用汽車(chē)共同創(chuàng)建，并建立了一 套通用的汽車(chē)元器件可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，不同元器件適用不同的標(biāo)準(zhǔn)，其中 AEC-Q 100 為專門(mén) 針對(duì)集成電路的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，AEC-Q 已成為公認(rèn)的車(chē)規(guī)元器件的通用測(cè)試標(biāo) 準(zhǔn)，通過(guò) AEC-Q 100 即意味著芯片可靠性已經(jīng)達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)要求。AEC-Q 100 測(cè)試體系有 7 大類別共 41 項(xiàng)測(cè)試，具體包括：A 組-加速環(huán)境應(yīng)力測(cè)試、B 組-加速壽命測(cè)試、C 組-封裝檢 驗(yàn)、D 組-晶圓可靠度驗(yàn)證、E 組-電氣特性驗(yàn)證、F 組-缺陷篩選、G 組-內(nèi)含腔體封裝驗(yàn)證。 從測(cè)試內(nèi)容可以看到 AEC-Q100 認(rèn)證需要芯片設(shè)計(jì)公司、晶圓制造廠、晶圓封裝廠共同參與 改進(jìn)設(shè)計(jì)與工藝，目的在于提高芯片的可靠性，保證在苛刻環(huán)境下長(zhǎng)期可靠使用不發(fā)生損壞。

當(dāng)高通將消規(guī)/工規(guī)芯片“魔改”為車(chē)規(guī)級(jí)時(shí)，需在晶圓制造、封裝工藝、散熱等多個(gè)層面實(shí)施 改良，以滿足 AEC-Q 100 要求。可以看到，AEC-Q100 的較多測(cè)試組均與晶圓制造/封裝產(chǎn) 線工藝有關(guān)，如 C 組-封裝檢驗(yàn)、D 組-晶圓可靠度驗(yàn)證、G 組-內(nèi)含腔體封裝驗(yàn)證、E 組-電氣 特性驗(yàn)證。當(dāng)高通等消費(fèi)電子芯片供應(yīng)商將消規(guī)級(jí)/工規(guī)級(jí)芯片改造并應(yīng)用于車(chē)載領(lǐng)域時(shí)，需 在部分環(huán)節(jié)采用車(chē)規(guī)級(jí)的晶圓制造產(chǎn)線/技術(shù) 車(chē)規(guī)級(jí)封裝產(chǎn)線/技術(shù)以滿足AEC-Q100測(cè)試要 求，如加固封裝并采用高可靠材料以提高芯片耐振動(dòng)、耐沖擊能力，改善封裝密閉性以提高 芯片防水、防塵能力，使用屏蔽罩隔離可能產(chǎn)生干擾的部件以改善電磁屏蔽性能等。對(duì)于汽 車(chē)電子元器件供應(yīng)商而言，AEC-Q100 認(rèn)證是自身產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的證明，可以提升自身 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力與溢價(jià)。

但值得一提的是，從實(shí)際應(yīng)用角度而言，主機(jī)廠對(duì)“車(chē)規(guī)級(jí)”的執(zhí)念 各有不同，座艙內(nèi)是否需要一定采用 AEC-Q100 車(chē)規(guī)級(jí)芯片亦并非強(qiáng)制要求。

對(duì)于運(yùn)用消規(guī)/工規(guī)芯片直接上車(chē)的方案而言，僅核心模組滿足 AEC-Q 104 認(rèn)證即可。AEC-Q 零件資質(zhì)及質(zhì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系中，除了針對(duì)于集成電路 IC 的 AEC-Q 100 外，還包括針對(duì)于 IGBT、二極管等分立器件的 AEC-Q 101；針對(duì)激光器、LED 等分立光電子器件的 AEC-Q 102； 針對(duì)MEMS的AEC-Q 103；針對(duì)多芯片組件（模組）的AEC-Q 104以及針對(duì)被動(dòng)元件的AEC-Q 200。對(duì)于運(yùn)用消規(guī)/工規(guī)芯片驅(qū)動(dòng)座艙的方案而言，芯片本身不滿足 AEC-Q 100，但集成 PMIC、 存儲(chǔ)器等成為多芯片組件（模組）后，需通過(guò) AEC-Q 104 認(rèn)證，包含加速環(huán)境應(yīng)力測(cè)試、加 速壽命測(cè)試、封裝檢驗(yàn)、晶圓可靠度驗(yàn)證等多個(gè)維度。

理論上而言，多芯片模組是否能通過(guò) AEC-Q 104 測(cè)試與其核心主控芯片是否符合 AEC-Q 100 并無(wú)綁定關(guān)系，但在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn) 用非車(chē)規(guī)級(jí)芯片開(kāi)發(fā)滿足 AEC-Q 104 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的核心模組，需在電路、散熱等多方面做更多 的針對(duì)性設(shè)計(jì)。

（2）ISO 26262： ISO 26262 旨在保證功能安全避免系統(tǒng)性失效，認(rèn)證對(duì)象為電子電氣相關(guān)的功能系統(tǒng)。ISO 26262 是為了解決電子電氣系統(tǒng)日益復(fù)雜帶來(lái)的系統(tǒng)性失效可能的問(wèn)題，因此 ISO 26262 的 認(rèn)證對(duì)象為與電子電氣系統(tǒng)相關(guān)的功能系統(tǒng)，可以是具備一定功能的元器件（如車(chē)規(guī)級(jí)座艙 SoC），也可以是多個(gè)元器件構(gòu)成的功能系統(tǒng)（如消費(fèi)級(jí)座艙 SoC 安全 MCU）。具體來(lái)看， ISO 26262 從嚴(yán)重度/暴露度/可控性三個(gè)角度綜合評(píng)價(jià)特定功能的安全要求。其中，嚴(yán)重度指 該功能系統(tǒng)發(fā)生失效時(shí)危害生命安全的嚴(yán)重程度，分為 S1、S2、S3，分別代表輕傷/中等傷 害、重傷或致命傷（可能生還）、致命傷（不確定生還可能）。暴露度則是指發(fā)生失效的概率， 分為 E1、E2、E3、E4，分別代表少于每年發(fā)生一次、一年發(fā)生幾次、每月至少發(fā)生一次、 每次駕駛時(shí)都會(huì)發(fā)生。

可控性指發(fā)生失效時(shí)可以主動(dòng)控制風(fēng)險(xiǎn)的程度，分為 C1、C2、C3， 分別代表簡(jiǎn)單可控（平均超過(guò) 99%的司機(jī)或交通參與者可避免傷害）、一般可控（平均超過(guò) 90~99%的司機(jī)或交通參與者可避免傷害）、無(wú)法可控（平均少于 90%的司機(jī)或交通參與者可 避免傷害）。具體安全功能等級(jí)的定義，實(shí)際是將某項(xiàng)具體功能的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行解析，通過(guò) 評(píng)估及計(jì)算該功能以上三個(gè)要素各級(jí)別的發(fā)生概率，從而綜合斷定該功能所需求的安全功能 等級(jí)。

座艙信息娛樂(lè)系統(tǒng)安全等級(jí)要求最高僅為 ASIL-B，相對(duì)智能駕駛的 ASIL-D 要求本身就更 低。接上文所述，對(duì)于 QM 等級(jí)、本質(zhì)不需要任何過(guò)多的安全性設(shè)計(jì)，僅需要按照 ISO 26262 質(zhì)量流程開(kāi)發(fā)即可。對(duì)于 ASIL-A 等級(jí)，需要在產(chǎn)品層面進(jìn)行相關(guān)安全性設(shè)計(jì)，但允許一定 概率情況下失效并且自身無(wú)需具備系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)功能，例如汽車(chē)尾燈等。對(duì)于 ASIL-B 級(jí)，則是 在 A 級(jí)的基礎(chǔ)上需要有報(bào)錯(cuò)功能，例如信息娛樂(lè)系統(tǒng)或儀表盤(pán)即需要達(dá)到 ASIL-B 等級(jí)，因 為它有報(bào)錯(cuò)功能，如果車(chē)輛某個(gè)部位出現(xiàn)問(wèn)題，儀表盤(pán)報(bào)警燈不提示，那么車(chē)輛安全機(jī)制將 無(wú)法工作，會(huì)帶來(lái)巨大安全風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于 ASIL-C 級(jí)，則需要在 B 級(jí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更多的安全 冗余設(shè)計(jì)，并且當(dāng)硬件或軟件系統(tǒng)失效時(shí)可以備份的系統(tǒng)進(jìn)行接管（但功能上可以降階）， 例如定速巡航等功能。對(duì)于 ASIL-D 級(jí)，則需要當(dāng)硬件或軟件系統(tǒng)失效時(shí)具備可完全接管的 備份系統(tǒng)，且功能上不允許降階，例如剎車(chē)系統(tǒng)或高階自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。因此，綜合以上而 言，對(duì)于主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)中控信息娛樂(lè)系統(tǒng)的座艙域控制器而言，僅需在系統(tǒng)層面通過(guò) ASIL-B 級(jí)即可。

消規(guī)/工規(guī)級(jí)芯片均可通過(guò)外掛安全 MCU 的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體符合 ASIL-B 安全等級(jí)。目前， 包括車(chē)規(guī)級(jí)芯片在內(nèi)的多數(shù)座艙芯片單顆是難以達(dá)到 ASIL-B 的安全等級(jí)，例如 SA8155P（驍 龍 855 改版）、RK3588 均無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn) ASIL-B 安全功能等級(jí)。但由于 ASIL 安全功能等級(jí) 是針對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)級(jí)別的要求，主機(jī)廠可以通過(guò)外掛安全 MCU 的方式將“SoC MCU”的系統(tǒng) 整體提升至 ASIL-B 功能安全等級(jí)。該安全芯片具備獨(dú)立的處理器、內(nèi)存及其他外圍電路， 可避免與 SoC 產(chǎn)生共因失效問(wèn)題，主要用于監(jiān)控 SoC 工作狀態(tài)，同時(shí)在 SoC 工作失效時(shí)及 時(shí)反饋并進(jìn)入安全狀態(tài)，避免系統(tǒng)失效導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，車(chē)規(guī)級(jí)座艙芯片一般在 SoC 內(nèi)部集成“安全島”MCU，使得 SoC 直接達(dá)到 ASIL-B 或更高安全等級(jí)，例如專為車(chē)規(guī)研 發(fā)的芯擎龍鷹一號(hào)、芯馳 x9u 以及三星的 Exynos Auto V9 等，均在 SoC 內(nèi)部集成了安全島。

2.2.原因二：芯片熱管理技術(shù)的成熟應(yīng)用，助力非車(chē)規(guī)級(jí)芯片應(yīng)用于座艙

抗高溫性能是非車(chē)規(guī)級(jí)芯片應(yīng)用上車(chē)時(shí)需解決的重要難點(diǎn)之一。根據(jù)上文分析，消費(fèi)級(jí)與車(chē) 規(guī)級(jí)要求的主要差異之一在于耐溫區(qū)間的不同。車(chē)規(guī)級(jí)要求至少-40℃~85℃（Grade 3），而 消費(fèi)級(jí)達(dá)到 0~70℃即可，因此為保證消費(fèi)級(jí)芯片工作在合適溫度，需要對(duì)芯片或核心模組的 熱管理等方面進(jìn)行改良。通常而言，低溫情況下需要對(duì)芯片進(jìn)行加熱，一般采用的方式是利 用安全 MCU 對(duì)芯片溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)溫度低于正常溫度區(qū)間時(shí)，啟動(dòng)電熱絲對(duì)芯片進(jìn)行加 熱，保證芯片工作溫度即可。

而高溫情況下，由于隨著芯片算力提升芯片本身功耗密度也在 快速提升，因此如何保證原本耐高溫能力相對(duì)較弱的消規(guī)級(jí)芯片平穩(wěn)的運(yùn)行于車(chē)載領(lǐng)域，是 行業(yè)內(nèi)將消規(guī)/工規(guī)級(jí)芯片上車(chē)的難點(diǎn)之一。從芯片散熱原理來(lái)看，其散熱過(guò)程主要包括：芯 片發(fā)熱→封裝內(nèi)熱傳導(dǎo)→封裝外熱傳導(dǎo)（硅膠/硅脂）→散熱器→擴(kuò)散至外部環(huán)境。散熱方式 可以分為自然散熱、風(fēng)冷散熱、水冷散熱、半導(dǎo)體散熱四類：

（1）自然散熱：一般用于手機(jī)，由于移動(dòng)端空間有限且芯片熱耗相對(duì)不高，因此不加裝風(fēng) 扇或水冷的散熱系統(tǒng)。自然散熱思路為降低芯片到手機(jī)設(shè)備表面的熱阻，可以采用石墨烯、熱管、VC均熱板加快導(dǎo)熱。而汽車(chē)空間相對(duì)充足，因此汽車(chē)芯片一般采用風(fēng)冷或 水冷主動(dòng)散熱。

（2）風(fēng)冷散熱：由導(dǎo)熱系統(tǒng) 風(fēng)扇兩個(gè)部分組成，先由導(dǎo)熱系統(tǒng)將芯片廢熱傳導(dǎo)至與空氣接 觸面積更大的翅片端，然后用風(fēng)扇吹走系統(tǒng)熱量。主流導(dǎo)熱系統(tǒng)有三類：（a）金屬片導(dǎo) 熱，即利用鋁/銅/銀等金屬自身導(dǎo)熱性能將芯片廢熱傳導(dǎo)至翅片端；（b）相變導(dǎo)熱。在 導(dǎo)熱腔體內(nèi)填充真空 VC 液，在吸熱端蒸發(fā)吸收芯片廢熱，在放熱端（翅片）風(fēng)冷作用 下冷凝放熱。相變導(dǎo)熱效率比金屬片高很多；（c）半導(dǎo)體導(dǎo)熱，利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)， 可主動(dòng)的將芯片廢熱吸收傳導(dǎo)至散熱端。由于有電能做工，半導(dǎo)體導(dǎo)熱效率較相變導(dǎo)熱 更高。 （3）水冷散熱：在芯片表面涂上導(dǎo)熱膠后加裝水冷板，水泵形成水流帶走芯片熱量，然后 在冷排處散發(fā)系統(tǒng)熱量。由于水的比熱容較大，因此水冷散熱效率比風(fēng)冷散熱高很多。

芯片散熱技術(shù)的日益成熟，使得各式不同的芯片方案應(yīng)用于車(chē)載時(shí)在熱保護(hù)方面得到保障。 （1）對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)機(jī)芯片而言，由于其芯片本身算力不高、自身功耗也相對(duì)有限，如 i.mx 8QM 峰值功耗 17W（CDSN toradexsh 測(cè)試數(shù)據(jù)），且 28nm 制程下芯片面積較大，熱耗密度 更低，此時(shí)域控整體僅需采用類似手機(jī)的自然散熱方式即可。 （2）對(duì)于由消規(guī)芯片“魔改”而來(lái)的芯片，如高通 SA8155P（驍龍 855 改版）不僅需要在封 裝及芯片設(shè)計(jì)層面做更多更改（如將原本的 POP 封裝更改、去掉基帶單元等），同時(shí)亦 需要在域控制器中增加風(fēng)冷散熱。

（3）對(duì)于算力更強(qiáng)、主頻更高的桌面級(jí)芯片，如特斯拉 MCU3.0 采用的 AMD 定制方案，總 設(shè)計(jì)功耗達(dá) 175W，相比移動(dòng)級(jí)芯片功耗大幅提升，則需要增加散熱性更強(qiáng)的水冷散熱。 根據(jù) electronics cooling實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，相變導(dǎo)熱 風(fēng)冷散熱可實(shí)現(xiàn) 60~84W/cm2的熱通量散熱、 間接水冷散熱可實(shí)現(xiàn) 200W/cm2的熱通量散熱，可滿足如 AMD 等桌面級(jí)芯片散熱需求。 （4）對(duì)于直接將消規(guī)/工規(guī)芯片應(yīng)用上車(chē)的方案（如比亞迪在 2016-2022 年間相繼在車(chē)機(jī)上 所采用的高通 SM8939、SM8953、SM6125、SM6350、SM6490），則需要針對(duì)車(chē)載環(huán)境 增加更多熱保護(hù)設(shè)計(jì)（增加半導(dǎo)體散熱等）。

2.3.原因三：消規(guī)級(jí)芯片性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著，符合當(dāng)下座艙配置內(nèi)卷的主機(jī)廠

消規(guī)/工規(guī)級(jí)芯片直接應(yīng)用上車(chē)具備顯著的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)為以下兩點(diǎn)： （1）同等性能級(jí)別之下，消規(guī)/工規(guī)級(jí)芯片價(jià)格更便宜。從性能上而言，現(xiàn)有的消規(guī)/工規(guī)級(jí) 芯片完全可以滿足車(chē)機(jī)系統(tǒng)的需求。以比亞迪車(chē)機(jī)為例，其 Dlink3.0 系統(tǒng)采用 SM6125 芯片，CPU 算力約 80K DMIPS、GPU 算力約 115 GFlops，AI 算力為 3.3TOPS，同時(shí)內(nèi) 置 4G modem（即無(wú)需另加 4G T-BOX）；Dlink4.0 系統(tǒng)采用 SM6350/QCM6490 芯片，CPU 算力約 89/206K DMIPS、GPU 算力約 486/1000 GFlops，AI 算力可達(dá)到 5/13TOPS。

可以 看到，比亞迪所采用的三款非車(chē)規(guī)級(jí)芯片基本可平替當(dāng)前主流的 SA820A/SA8155P 這樣 主流的車(chē)規(guī)芯片性能水平，可實(shí)現(xiàn)中控信息娛樂(lè)系統(tǒng)、語(yǔ)音導(dǎo)航、輔助泊車(chē)等功能。同 時(shí)，從成本角度而言，同等級(jí)別性能之下消規(guī)/工規(guī)方案則更具性價(jià)比。尤其是在先進(jìn)制 程之下，芯片開(kāi)發(fā)費(fèi)用指數(shù)級(jí)提升（根據(jù) Semi Engineering 數(shù)據(jù)，28nm 節(jié)點(diǎn)芯片開(kāi)發(fā)投 入約 5130 萬(wàn)美元，而到 7nm/5nm 芯片開(kāi)發(fā)費(fèi)用達(dá)到 2.97/5.42 億美元）。而汽車(chē) SoC 市 場(chǎng)相對(duì)于手機(jī) SoC 市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，單顆芯片的生產(chǎn)成本相對(duì)較高，且還需要有高昂 的車(chē)規(guī)級(jí)芯片驗(yàn)證費(fèi)用。

（2）消規(guī)級(jí)芯片相較于車(chē)規(guī)級(jí)芯片迭代速度更快，符合當(dāng)下主機(jī)廠座艙配置內(nèi)卷加劇趨勢(shì)。 如上文所述，考慮到生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)成本的因素，傳統(tǒng)車(chē)規(guī)級(jí)芯片往往迭代速度較慢（可達(dá) 5 年以上）且性能落后。雖然高通采用消費(fèi)芯片改版的方式可一定降低開(kāi)發(fā)成本、提高 迭代速度（高通車(chē)規(guī)級(jí)座艙芯片迭代周期 2 年左右），但仍存在車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證、芯片改版 帶來(lái)的時(shí)間成本與金錢(qián)成本，迭代速度相對(duì)消費(fèi)級(jí)芯片仍較慢，如高通第三代座艙芯片 SA8155P 來(lái)自于驍龍 855、高通第四代座艙芯片 SA8295P 來(lái)自于驍龍 888，首先在由消 規(guī)改至車(chē)規(guī)的過(guò)程中往往即需要 1~2 個(gè)月時(shí)間，其次在兩款車(chē)規(guī)級(jí)芯片平臺(tái)迭代中，更 是跳過(guò)了驍龍 860/865/870 等多代消費(fèi)級(jí)芯片。

而直接使用消規(guī)級(jí)芯片可省去車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn) 證、前期改版工作，迭代速度更快，如美格智能 SRM900（使用 SM6350 芯片）發(fā)布于 2020 年、SRM930（使用 QCM6490 芯片）發(fā)布于 2021 年，相隔僅 1 年。消規(guī)級(jí)芯片更快的迭代速度可為車(chē)廠提供更先進(jìn)的座艙芯片，而智能座艙已成為車(chē)廠競(jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域 之一，座艙配置內(nèi)卷趨勢(shì)下消規(guī)級(jí)芯片可快速迭代的競(jìng)爭(zhēng)力將逐步展現(xiàn)。

3.趨勢(shì)二：x86架構(gòu)芯片有望成為高端車(chē)型座艙升級(jí)方案

國(guó)內(nèi)以新勢(shì)力為代表的主機(jī)廠通常將智能座艙類比于智能手機(jī)，在智能化升級(jí)過(guò)程中所采用 的芯片基本均為高通或聯(lián)發(fā)科由移動(dòng)端 ARM 架構(gòu)的芯片改造而成，并同時(shí)基于 ARM 架構(gòu) 運(yùn)行安卓操作系統(tǒng)豐富信息娛樂(lè)系統(tǒng)生態(tài)，形成“ARM 架構(gòu)主控芯片 Android 系統(tǒng)”的解決 方案。相比較而言，特斯拉座艙自 MCU 2.0 以來(lái)均采用基于 X86 架構(gòu)的芯片，更多的將座 艙類比于 PC 端。其中，MCU 2.0 采用 Intel 處理器方案（內(nèi)置集成顯卡）、MCU 3.0 采用 AMD 處理器方案、并額外搭載獨(dú)立顯卡，性能顯著強(qiáng)于其他主機(jī)廠座艙。我們認(rèn)為，隨著各主機(jī) 廠基于 X86 架構(gòu)車(chē)機(jī)系統(tǒng)自研能力的逐步提升，未來(lái)有望在高端車(chē)型中效仿特斯拉，規(guī)模化 應(yīng)用 x86 架構(gòu)芯片。

3.1.x86架構(gòu)芯片在高端車(chē)機(jī)中具備強(qiáng)悍的性能優(yōu)勢(shì)

CPU 指令集是用于指揮處理器硬件工作的一套指令的集合，是 CPU 執(zhí)行操作任務(wù)的基石。 不同指令集下 CPU 架構(gòu)存在根本不同，最終 CPU 性能特點(diǎn)也會(huì)存在差異。X86 架構(gòu) CPU 相 較于 ARM 架構(gòu) CPU 有如下特點(diǎn)： （1）綜合處理能力更強(qiáng)。CPU 指令集可以分為 RISC（精簡(jiǎn)指令集）和 CISC（復(fù)雜指令集）， ARM 架構(gòu)使用 RISC 指令集而 X86 架構(gòu)采用 CISC 指令集。CISC 指令相對(duì)復(fù)雜且數(shù)量 更多，可處理相對(duì)特殊復(fù)雜任務(wù)，但需要更多晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。RISC 相對(duì) CISC 指令集更 精簡(jiǎn)，并采用等長(zhǎng)指令，運(yùn)行效率更高，因此主要應(yīng)用于 PC/服務(wù)器等高性能要求場(chǎng)景。 此外 x86 架構(gòu)相較于 ARM 架構(gòu)加強(qiáng)了亂序執(zhí)行能力（當(dāng)用戶在使用電腦或車(chē)機(jī)時(shí)，操 作是隨機(jī)且無(wú)法預(yù)測(cè)的，也就造成了指令的無(wú)法預(yù)測(cè)，因此需要亂序執(zhí)行能力）。

（2）接口豐富，擴(kuò)展能力強(qiáng)。X86 架構(gòu)采用“橋”的方式和擴(kuò)展設(shè)備進(jìn)行連接，接口豐富，因 此 X86 架構(gòu)的車(chē)機(jī)能很容易進(jìn)行性能擴(kuò)展，如增加內(nèi)存、硬盤(pán)等。而 ARM 架構(gòu) CPU 通過(guò)專用的數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，所以 ARM 架構(gòu)的存儲(chǔ)、內(nèi)存等性能擴(kuò) 展難以進(jìn)行。（3）體積較大、功耗更高、成本較高。由于 CISC 指令集要求更多晶體管支持復(fù)雜指令運(yùn)算， 同時(shí) CISC 指令不等長(zhǎng)運(yùn)行效率相對(duì)較低，因此X86架構(gòu) CPU 體積相對(duì)較大、功耗較高， 同時(shí)成本也相對(duì)更高。

面向車(chē)載領(lǐng)域，x86 架構(gòu)芯片的主導(dǎo)者依然是英特爾與 AMD。早在 2016 年，Intel 即推出了 基于 X86 架構(gòu)的低功耗 atom CPU，對(duì)應(yīng)車(chē)規(guī)級(jí)座艙芯片為 A3900 系列，典型的應(yīng)用包括特 斯拉（A3950）、寶馬（A3960）、哪吒 U pro（A3920）、長(zhǎng)城好貓（A3940），但自 2018 年推 出了升級(jí)款 A3920 后，該系列便停止更新。另一 X86 架構(gòu)巨頭 AMD 至今未專門(mén)推出車(chē)規(guī)級(jí) 芯片，但其 Ryzen V1000 系列定制款已被應(yīng)用于特斯拉車(chē)機(jī)，Ryzen V2000 也將應(yīng)用于億咖 通下一代平臺(tái)。

迄今為止，AMD 在嵌入式處理器領(lǐng)域大體可分為 V1000、R1000、V2000、 V3000 四大系列，且均采用 Zen 系列微架構(gòu)，具備強(qiáng)勁的性能以及工業(yè)級(jí)可靠性，主要面向 工業(yè)主機(jī)、mini PC、邊緣計(jì)算等應(yīng)用。其中，V1000 發(fā)布于 2018 年，入門(mén)級(jí)為雙核 4 線程， 最高提供 4 核 8 線程，基礎(chǔ)頻率高達(dá) 3.35GHz。R1000 發(fā)布于 2019 年，與上代類似皆采用雙 核四線程設(shè)計(jì)、但具備更強(qiáng)悍的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，支持 10GB 以太網(wǎng)傳輸。V2000 發(fā)布于 2020 年，采用 Zen 2 架構(gòu)（相比 Zen 1 架構(gòu)算力提升 15%）以及 8nm 工藝，同時(shí)旗艦版采用 8 核 16 線程設(shè)計(jì)。V3000 發(fā)布于 2022 年，相比 V1000 綜合性能提升 3 倍（官網(wǎng)數(shù)據(jù)），采用 6nm 工藝，性能達(dá)到服務(wù)器級(jí)別。

以特斯拉為例，我們認(rèn)為在高端車(chē)機(jī)領(lǐng)域，x86 架構(gòu)芯片有望博得一席之地，原因如下： （1）具備強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，可支持車(chē)機(jī)運(yùn)行 AAA 桌面級(jí)游戲。特斯拉第三代座艙平臺(tái)采用 為 AMD Ryzen V1000 的定制化版本，該處理器本身自帶 Vega 8 集成顯卡，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) Model S 車(chē)內(nèi)中控、儀表以及后排屏幕。同時(shí)，特斯拉為進(jìn)一步提升座艙平臺(tái)的 GPU 性 能，在主板下方通過(guò)PCle加配AMD RDNA2獨(dú)立顯卡，單精度浮點(diǎn)算力達(dá)到10.4TFLOPS （約為 SA8155p 的 10 倍、SA8295 的 5 倍），主要用于驅(qū)動(dòng) 3A 級(jí)游戲。除此之外，可 以看到特斯拉第三代座艙平臺(tái)左側(cè)預(yù)留有副駕顯示屏接口，后期可用以升級(jí)。

（2）x86 架構(gòu)下的超線程設(shè)計(jì)在面向日益繁雜的座艙應(yīng)用時(shí)具有更高的工作效率。CPU 在 運(yùn)行線程指令的方式可分為單核單線程、多核多線程、多核超線程三類。其中，單核單 線程 CPU 在運(yùn)行眾多任務(wù)時(shí)并非是并行處理，而是迅速在多組指令下相互切換。多核 多線程的設(shè)計(jì)使得在同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)時(shí)，每個(gè)任務(wù)都可以擁有 100%核心處理，實(shí)現(xiàn) 并行處理。而超線程設(shè)計(jì)是指在多核 CPU 設(shè)計(jì)的前提下，可高效協(xié)調(diào)內(nèi)核可用容量的 利用率，實(shí)現(xiàn)單核多線程處理，例如渲染視頻需要采用近乎 100%的 CPU 內(nèi)核可用容量， 但運(yùn)行網(wǎng)頁(yè)僅需要利用小部分內(nèi)核容量，因此可在同一內(nèi)核下并行處理以上兩個(gè)任務(wù)。

ARM 架構(gòu)之下，考慮到需滿足手機(jī)等移動(dòng)端設(shè)備低功耗的需求，基本是以大小核設(shè)計(jì) 來(lái)替代多核多線程或超線程。而英特爾、AMD 等 x86 架構(gòu)芯片供應(yīng)商均已具備成熟的 超線程技術(shù)。過(guò)去邊緣端處理應(yīng)用程序較少，僅需要在運(yùn)行大型游戲或科學(xué)處理時(shí)需采 用超線程，但隨著智能座艙內(nèi) FOTA、DMS、HUD 等應(yīng)用功能的逐漸豐富，后臺(tái)服務(wù)開(kāi) 始增加并且大量消耗運(yùn)算資源，將逐步體現(xiàn)出超線程處理的優(yōu)勢(shì)。

（3）車(chē)載空間相對(duì)充足 芯片液冷散熱，特斯拉案例證明了桌面級(jí)/服務(wù)器及方案上車(chē)的可 行性。x86 架構(gòu)芯片高性能的背后所付出的是高功耗、大體積的代價(jià)，車(chē)內(nèi)空間相對(duì)充 沛，因此體積問(wèn)題較好解決，但高功耗問(wèn)題一直是限制 x86 架構(gòu)芯片上車(chē)的重要掣肘之 一。據(jù) Electrek 報(bào)道，在特斯拉采用 AMD 解決方案的車(chē)型中，由于 Ryzen 芯片與電池 共享了冷卻單元，導(dǎo)致在快速充電的過(guò)程中車(chē)輛用于冷卻的功率更多的被作用于電池上， 芯片無(wú)法得到充分散熱，從而出現(xiàn)中控卡頓等現(xiàn)象。

特斯拉也因此召回了約 13 萬(wàn)輛相 關(guān)問(wèn)題的車(chē)型。可以看到，特斯拉針對(duì)第三代 AMD 座艙平臺(tái)已搭載了液冷散熱系統(tǒng)并 規(guī)模化量產(chǎn)，雖然對(duì)少量用戶體驗(yàn)有所影響，但至少一定程度上證明了基于 x86 架構(gòu)的 桌面級(jí)/服務(wù)級(jí)處理器應(yīng)用上車(chē)的可行性。未來(lái)有望隨著散熱設(shè)計(jì)以及軟件系統(tǒng)架構(gòu)的持 續(xù)升級(jí)，該問(wèn)題有望得到進(jìn)一步解決。

2022 年 8 月 AMD 宣布與億咖通科技達(dá)成戰(zhàn)略合作，將合作打造車(chē)載計(jì)算平臺(tái)，預(yù)計(jì) 2023 年末面向全球市場(chǎng)量產(chǎn)，將為全球首次采用 AMD Ryzen V2000 CPU AMD Radeon RX 6000 系列 GPU 的算力平臺(tái)。我們認(rèn)為，億咖通與 AMD 合作的落地是具有革命性意義的事件， 標(biāo)志著將 x86 芯片應(yīng)用于智能座艙的解決方案已邁向從 1 到 N 的過(guò)程，未來(lái)有望有更多具備 設(shè)計(jì)能力的主機(jī)廠開(kāi)始就智能座艙與 AMD 建立合作。

3.2.基于x86架構(gòu)硬件，將更有利于主機(jī)廠效仿特斯拉搭載Linux桌面級(jí)系統(tǒng)

從技術(shù)角度而言，汽車(chē)操作系統(tǒng)可以分為兩大類，一類是實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)，主要涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、 變速箱等與駕駛安全密切相關(guān)的功能；另一類則是非實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)，主要涉及中控屏、音 響等與乘客座艙體驗(yàn)相關(guān)功能。從產(chǎn)品角度而言，汽車(chē)操作系統(tǒng)則可以分為面向主機(jī)廠所開(kāi) 發(fā)的底層操作系統(tǒng)和面向消費(fèi)者開(kāi)發(fā)的應(yīng)用操作系統(tǒng)。

其中，底層操作系統(tǒng)多被用于二次開(kāi) 發(fā)或消費(fèi)者無(wú)法直接交互感知的領(lǐng)域，因此其自身并不具備品牌效應(yīng)；而應(yīng)用操作系統(tǒng)則以 市場(chǎng)產(chǎn)品化為目的和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，具備一定的品牌溢價(jià)，大多數(shù)廠商是基于 Linux 內(nèi)核裁剪和 配置，然后加上自己設(shè)計(jì)的 UI 而成。整體來(lái)看，以上兩種對(duì)車(chē)載操作系統(tǒng)的定義相互交叉， 面向整車(chē)廠的實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)包括 QNX、RT-Linux、VxWorks 等；面向整車(chē)廠的非實(shí)時(shí)性操 作系統(tǒng)主要為 Android、AGL 等。面向消費(fèi)者的實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)包括特斯拉 Version、百度 Apollo、華為鴻蒙 OS 等；而面向消費(fèi)者的非實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)則包括小鵬 Xmart.OS、阿里 Ali.OS 等。

目前，多數(shù)主機(jī)廠在座艙信息娛樂(lè)系統(tǒng)中均是以Android系統(tǒng)為基礎(chǔ)更改 UI 設(shè)計(jì)后定制而來(lái) （例如小鵬Xmart.OS、蔚來(lái)NIO.OS等），其優(yōu)點(diǎn)在于具備豐富的應(yīng)用生態(tài)，可以快速適配 大量安卓平臺(tái)已有的應(yīng)用，且開(kāi)發(fā)難度及成本相對(duì)較低。而特斯拉座艙信息娛樂(lè)系統(tǒng)則類似 PC 端的桌面級(jí)系統(tǒng)，采用 Linux 內(nèi)核自研而成，優(yōu)勢(shì)在于軟件棧可完全自主掌控、且可以通 過(guò)“訪問(wèn)權(quán)限控制”增強(qiáng)操作系統(tǒng)信息安全性，避免第三方程序?qū)ψ陨硐到y(tǒng)核心區(qū)域的攻擊。 但劣勢(shì)在于短期內(nèi)軟件生態(tài)相對(duì)較弱，例如此前騰訊音樂(lè)客戶端并無(wú) Linux 版本，特斯拉車(chē) 機(jī)僅可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)使用騰訊音樂(lè)，僅在騰訊開(kāi)放 API 后特斯拉團(tuán)隊(duì)自研了 APP 程序。

4.趨勢(shì)三：預(yù)計(jì)2023年業(yè)界首次量產(chǎn)艙泊融合，為艙駕融合奠定基礎(chǔ)

4.1.艙泊融合：高通SA8295助力主機(jī)廠預(yù)計(jì)于2023年首次實(shí)現(xiàn)艙泊融合

艙泊融合是實(shí)現(xiàn)艙駕融合的第一步，可充分利用高端座艙芯片的冗余算力、降低成本。傳統(tǒng) 汽車(chē)采用分布式 E/E 架構(gòu)，智能化功能的實(shí)現(xiàn)基本依賴于各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)配合， 例如 ADAS 輔助駕駛控制器、泊車(chē)控制器、座艙控制器，這幾個(gè)控制器同時(shí)出現(xiàn)在車(chē)上各司 其職并相互通信。而在汽車(chē) E/E 架構(gòu)集中化的趨勢(shì)下，業(yè)內(nèi)普遍規(guī)劃將以上分散的功能集中 于單個(gè)域控制器之上，由此不僅可以提升各個(gè)功能相互之間的通信效率，同時(shí)座艙功能與自 動(dòng)駕駛功能亦可在存儲(chǔ)芯片、EMMC 模塊等外圍電路上實(shí)現(xiàn)共享，充分提升整車(chē)電子元件的 利用效率、降低綜合成本。當(dāng)前，在座艙芯片加速迭代升級(jí)的背景下，高端的座艙芯片已逐 步具備一定的算力冗余，由此已可以率先支持將部分安全功能等級(jí)較低的泊車(chē)功能融入座艙 域控制器。

高通SA8295P座艙方案將實(shí)現(xiàn)初級(jí)艙泊融合，2023年智能汽車(chē)行業(yè)有望步入艙泊融合時(shí)代。 高通于 2021 年發(fā)布的 SA8295P AI 算力高達(dá) 20 TOPS，其冗余的算力可用于實(shí)現(xiàn)初級(jí)自動(dòng)泊 車(chē)功能。目前，多家主機(jī)廠及供應(yīng)商正基于高通 SA8295P 開(kāi)發(fā)艙泊融合方案。其中，集度 ROBO-01 將在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)基于 SA8295P 艙泊融合方案的首發(fā)，預(yù)計(jì)將于 2023 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；除 此之外，中科創(chuàng)達(dá)于 2022 CES 亦發(fā)布基于 8295 打造的第四代智能座艙解決方案，不僅可以 實(shí)現(xiàn)包含數(shù)字儀表、中控娛樂(lè)、副駕娛樂(lè)、雙后座娛樂(lè)、流媒體后視鏡、HUD 等一芯多屏的 智能座艙功能，還可以實(shí)現(xiàn)低速輔助駕駛與智能座艙域控制器的融合從而更好地支持 360° 環(huán)視和智能泊車(chē)功能。

4.2.艙駕融合：英偉達(dá)Thor助力主機(jī)廠預(yù)計(jì)于2025年首次實(shí)現(xiàn)

特斯拉引領(lǐng)之下國(guó)內(nèi)自主品牌將于 2022-2023 年實(shí)現(xiàn)基于多 SoC 方案的準(zhǔn)中央集中架構(gòu)。特 斯拉早在 2019 年就已在 model 3 上實(shí)現(xiàn)了中央計(jì)算 區(qū)域控制器的 E/E 架構(gòu)，其中 CCM（中 央計(jì)算模塊）由三個(gè)塊電路板組合而成：信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI），駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和 車(chē)內(nèi)外通信系統(tǒng)，板間采用 PCI-E 通信，CCM 再與前/左/右三個(gè)區(qū)域控制器連接實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē) 控制以及配電，基于區(qū)域?qū)Φ讓庸δ苓M(jìn)行劃分可簡(jiǎn)化線束架構(gòu)。國(guó)內(nèi)小鵬汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)、 廣汽埃安、上汽零束等廠商基本于 2022-2023 年實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)中央集中架構(gòu)，不過(guò)，以上中央計(jì)算 模塊的設(shè)計(jì)并非真正意義上的艙駕融合，而是僅在物理層面的融合，將智駕域控、座艙域控 集成在同一個(gè)盒子中，相互之間采用 PCI-E 接口進(jìn)行板間互聯(lián)，相比物理分離情況下的所采 用的以太網(wǎng)互聯(lián)，PCI-E 板間通信效率大幅提升，在硬件上近似實(shí)現(xiàn)艙駕 SoC 融合。

基于單 SoC 方案實(shí)現(xiàn)艙駕融合是終極目標(biāo)，預(yù)計(jì) 2025 年行業(yè)內(nèi)將首次落地。相較于多 SoC 艙泊融合方案的板間 PCI-E 通信，單 SoC 可以通過(guò)共用內(nèi)存方式實(shí)現(xiàn)更高效的芯片內(nèi)通信， 跨域交互的頻率更快、方式更多，同時(shí)亦能進(jìn)一步共享存儲(chǔ)芯片等外圍電路，進(jìn)一步降低整 車(chē)域控制器成本。我們認(rèn)為，當(dāng)前面向單 SoC 的艙駕融合方案的實(shí)現(xiàn)已具備一定軟硬件基礎(chǔ)， 預(yù)計(jì)可在 2025 年左右在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)首次落地：

（1） 硬件：英偉達(dá)發(fā)布 Drive Thor 硬件平臺(tái)、為艙駕融合奠定硬件基礎(chǔ)。 英偉達(dá)于 2022 年 9 月 21 日正式發(fā)布全新中央計(jì)算平臺(tái) Drive Thor，單顆芯片最高 FP8 浮點(diǎn) 算力可達(dá)到 2000 萬(wàn)億次/秒，且在高算力之下可同時(shí)支持輔助駕駛系統(tǒng)、泊車(chē)、司機(jī)監(jiān)控、 攝像頭后視鏡、數(shù)字儀表集群和信息娛樂(lè)系統(tǒng)等應(yīng)用，成為業(yè)內(nèi)首個(gè)可實(shí)現(xiàn)單 SoC 艙駕融合 方案的硬件平臺(tái)。此外，該芯片支持英偉達(dá)最新的 NVLink? -C2C 芯片互聯(lián)技術(shù)，支持 CPU、 GPU、DPU 等多種裸芯互聯(lián)，最高連接頻寬可達(dá)到 900GB/s、傳輸效率是 PCI-E 5.0 的 25 倍。 目前，吉利極氪已官宣將于 2025 年搭載英偉達(dá) Drive Thor 硬件平臺(tái)。

（2） 軟件：構(gòu)建面向服務(wù)的 SOA 軟件架構(gòu)、為艙駕融合奠定軟件基礎(chǔ)。高性能的芯片是實(shí)現(xiàn)艙駕融合的硬件基礎(chǔ)，面向服務(wù)的 SOA 軟件架構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)艙駕融合的 軟件基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的整車(chē)功能開(kāi)發(fā)中，開(kāi)發(fā)過(guò)程基于總線信號(hào)，將每個(gè)功能都部署在具體的 ECU 中，這個(gè) ECU 是軟硬一體的黑盒子交付，如果要新增或升級(jí)某項(xiàng)功能，除了要修改與 該信號(hào)相關(guān)的所有 ECU 軟件外，還需要對(duì)總線的網(wǎng)關(guān)配置、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量等進(jìn)行修改。而在 SOA 架構(gòu)下，本質(zhì)上是將本質(zhì)上是將整車(chē)的功能分解為多個(gè)微服務(wù)，其中每個(gè)微服務(wù)都可視為一個(gè)高內(nèi)聚、低耦合、相互獨(dú)立 的軟件模塊，并且對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)的接口。對(duì)于后期進(jìn)行功能開(kāi) 發(fā)工程師而言，僅需要簡(jiǎn)單的調(diào)用這些標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口并有序的排列組合，即可便捷的持續(xù)開(kāi) 發(fā)新應(yīng)用、并一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件功能的復(fù)用，降低邊際開(kāi)發(fā)成本。

我們以疲勞駕駛檢測(cè)和人車(chē)共舞兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，來(lái)舉例說(shuō)明 SOA 架構(gòu)下應(yīng)用的開(kāi)發(fā)原理。 如前文所述，SOA 軟件架構(gòu)下將整車(chē)功能分解為若干微服務(wù)模塊。而每個(gè)服務(wù)模塊包含三大 要素：（1）所需調(diào)用的具體設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)；（2）可實(shí)現(xiàn)的某類功能；（3）可輸出的數(shù)值或狀態(tài)。 例如對(duì)于單一的 DMS 服務(wù)模塊而言，所對(duì)應(yīng)的三大要素就是座艙內(nèi)視攝像頭、檢測(cè)駕駛員 面部、駕駛員疲勞狀態(tài)。而當(dāng)我們要開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的疲勞檢測(cè)功能時(shí)，則需要將 DMS、導(dǎo)航、音樂(lè)播放等微服務(wù)模塊通過(guò)邏輯組合關(guān)系構(gòu)建為一個(gè)疲勞檢測(cè)功能。類似的，當(dāng)我們要推送 人車(chē)共舞功能時(shí)，則需要調(diào)用攝像頭、音樂(lè)微服務(wù)等，僅需要參考各類微服務(wù)所包含的要素， 并按一定邏輯組合即可實(shí)現(xiàn)該功能。

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