自动驾驶芯片市场,群雄逐鹿,谁主沉浮?

行业观察 2020-03-24

摘要:相比国际垄断巨头, 国产自动驾驶芯片的企业依然前路漫漫。

政策暖风频吹,自动驾驶将在中国加速发展

中国车市自2018年首次出现下滑, 跌跌撞撞地走过了2019年,没想到2020年的开年,“屋漏偏逢连夜雨”,整个汽车产业竟遭遇了新冠疫情的无情摧残。尽管短期的增长波动与市场的不确定性对产业链各环节参与者都提出了生存发展的挑战,但从全球来看,各大车企仍然看好中国车市的长期发展前景。特别近期中国政府发布的两大智能汽车相关的战略规划,无疑为自动驾驶汽车的未来发展注入了一剂强心剂。

2019年12月工信部发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中提出,到2025年智能网联汽车新车销量占比达到30%,高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。

而就在2月24日,由国家发改委、科技部、工信部等11个部门联合印发的《智能汽车创新发展战略》也明确提出了,到2025年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。同时,实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。

政策暖风徐徐吹来,业界普遍认为,新发布的两大战略发展规划通过顶层设计,着实为中国智能汽车产业的发展提供了明确的路线图,也给企业投资研制智能汽车以更多的信心和决心。

但本土的自动驾驶技术相关的企业是否已经做好准备了呢?

作为自动驾驶的大脑,芯片绝对是智能汽车的核心技术。在目前汽车成本中,电子器件已经占比达30%,未来可能会发展到50%。车里集成超过200多个计算芯片。而纵观当前自动驾驶芯片市场的发展和现状,我们不难发现自动驾驶芯片在架构设计、研发投入与车规级应用等方面仍处于较为前期的探索过程中。特别是国产汽车芯片的生产份额还不到5%。因此突破本土自动驾驶芯片技术的发展壁垒将会成为促进未来中国智能汽车产业发展的关键环节。

自动驾驶汽车芯片的主要分类

从产品功能来看,目前的自动驾驶汽车芯片可以分为三类:

第一种是ADAS即高级驾驶员辅助系统芯片,也包括传感器芯片,主要是支持L1-L2的驾驶辅助功能。目前自动驾驶汽车芯片的主要市场集中在ADAS驾驶辅助领域。2019年ADAS功能模块的装车率达到26%,很多国产自主品牌车企推出了搭载L2自动驾驶功能的新车,如 2019年上市的吉利嘉际MPV全系配备ACC自适应巡航功能,高配车型拥有L2级自动驾驶,售价也只在10万级别左右。但是目前中国所有本土车企的国产前装ADAS系统全部都是国际供应商如博世、大陆集团、安波福、电装、法雷奥和Mobileye等国际一级供应商所垄断。本土的ADAS供应商只能提供后装产品,而且是警示类ADAS功能,没有主动控制车辆运动的能力。

第二种是基于图像处理器GPU的自动驾驶汽车芯片。随着自动驾驶能力的升级,特别是大部分车企都选择图像识别作为主要感知途径,对于L3级别以上的自动驾驶汽车,要求车载芯片具备更强的图像处理和深度学习能力。传统的汽车芯片不能胜任这么高的计算能力要求,因此这一领域的供应商目前很少,已经推出商用产品的公司只有Mobileye、英伟达和特斯拉。

第三种是支持自动驾驶功能的外围芯片,例如5G芯片、V2X芯片、数字座舱芯片、虚拟仪表芯片、信息安全芯片、胎压监测芯片和域控制器芯片等。目前商业化的L2自动驾驶功能可以在脱离联网的情况下,独立依靠车载芯片的计算能力完成传感器采集数据的处理。但是在实现L3级别以上的自动驾驶功能时,就必须依靠5G网络,通过V2X获取外部智能基础设施和其他车辆的辅助信号,才能完成全部数据的采集处理。

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四维图新的胎压监测TPMS芯片AC5111

如今汽车的电子电气架构正在经历一场深刻的变革,当前汽车所采用的大量独立控制单元将逐步被少量高性能计算单元所取代。未来,车辆功能域的计算能力都会由这些计算单元来提供。如2019年底,大陆集团就宣布了,其研发的服务器将作为车载应用服务器(ICAS1)在大众汽车投入量产。为其推出的基于模块化电力驱动平台MEB的ID.系列电动车提供强大的计算能力。

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大陆集团车载应用服务器可实现对大众汽车应用程序和第三方软件的集成和更新。

自动驾驶汽车芯片市场,谁主沉浮

纵观当前的自动驾驶汽车芯片市场,巨头云集,高度垄断,但也不乏国内像地平线之类的后起之秀。大家各有所长,各领风骚。

汽车行业最大的芯片供货商恩智浦

目前全球前装ADAS芯片几乎被国际半导体公司垄断,主要的公司包括恩智浦、飞思卡尔、德州仪器等。恩智浦累计在全球市场售出的ADAS处理器数量已经超过3000万个,另外全球10大主要汽车品牌中有八家都是恩智浦的客户,因此汽车芯片也是高度垄断的行业。由于L3级以上的自动驾驶汽车要求安装更多的传感器和处理更多的感知数据,因此对于处理器的算力有很高的要求。

起步最早的Mobileye

目前支持L3级以上的自动驾驶芯片主要有Mobileye、英伟达和特斯拉三家公司研发生产。其中Mobileye起步最早,他们从2008年开始向汽车市场推出EyeQ1芯片,目前最新的产品是EyeQ4芯片。Mobileye已经为10万辆L3自动驾驶车辆提供了基于图像识别的技术方案,累计售出5000 万芯片。Mobileye芯片系列EyeQ经典的应用案例包括:2018年底奥迪推出的全球第一辆量产的具备L3级自动驾驶豪华轿车A8搭载了EyeQ3芯片,中国的第一款由造车新势力蔚来制造的ES8电动汽车搭载了EyeQ4芯片。Mobileye的下一代产品EyeQ5芯片计划于2021年发布,将支持L3和L4的自动驾驶功能,第一批供货的车企包括宝马、菲亚特克莱斯勒。

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Mobileye的下一代产品EyeQ5芯片

最先真正量产的特斯拉FSD

目前计算能力最强的芯片是,特斯拉于2019年4月推出的FSD芯片,其理论算力达到36TOPS,这也是目前全球计算速度最快的量产自动驾驶芯片。特斯拉的自动驾驶模块AutoPilot 3.0嵌入了两颗FSD芯片,其综合算力达到72TOPS, AutoPilot 3.0已经在特斯拉的三款量产电动汽车Model3/S/X上安装。目前只有特斯拉的FSD芯片真正实现量产,根据特斯拉2019年36万辆电动汽车销量估算,FSD芯片的出货数量预计超过了60万套。特斯拉计划于2020年底发布支持L5级的自动驾驶功能的软件。

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特斯拉的自动驾驶模块AutoPilot 3.0嵌入了两颗FSD芯片

实力不可小觑的英伟达

英伟达最初的业务是为电脑提供图像处理器芯片,随着车载信息系统IVI的发展,英伟达于2009年开始发布汽车芯片。最初奥迪在的新一代导航系统和处理器多媒体交互系统(MMI)采用了NVIDIA Tegra SoC芯片。目前英伟达最新的支持自动驾驶芯片是AGX Xavier,他的理论算力达到21TOPS。2019年4月,小鹏汽车发布的电动轿跑P7搭载了英伟达的DRIVE Xavier自动驾驶芯片,其硬件系统具备L3级自动驾驶能力。

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NVIDIA的自动驾驶芯片Xavier SOC

最有发展前景的华为

全球5G巨头华为也开始研发基于5G通讯的自动驾驶芯片。目前华为手机芯片销量已经排名全球第五,麒麟系列芯片累计出货量超过1亿。近年来华为开始在自动驾驶汽车芯片领域布局。2018年,华为与奥迪合作开发L4自动驾驶汽车,华为负责提供芯片,通过云计算和超级网络,将华为MDC移动数据中心集成到奥迪Q7原型车中,达到L4级自动驾驶功能。2019年1月,华为在MWC2019预沟通会上发布了巴龙5000基带芯片,这是全球首个支持V2X的多模芯片,未来可用于汽车端的车联网、自动驾驶领域。2019年5月底,华为正式成立了智能汽车解决方案BU,成为面向汽车的增量ICT部件供应商。目前由于基于V2X的自动驾驶汽车尚处于示范运营阶段,离大规模商业化量产还有很长的距离。预计未来五年,大量基于5G通讯的专业自动驾驶汽车会首先进入市场,包括港口卡车、矿山卡车、扫地车、快递物流车,所以华为的智能汽车芯片会有广阔的市场。

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华为巴龙5000基带芯片

国内后起之秀地平线

目前从事ADAS芯片研发的中国本土公司主要有三家。其中影响力最大的公司是地平线。就在3月5日,长安汽车就在全球直播中发布了其第一款搭载国产AI芯片的智能汽车UNI-T,而其搭载的车规级AI芯片就来自地平线的“征程二代”。 这家成立于2015年的初创公司,在2019年2月的时候估值就达到30亿美元。成立仅三年,又宣告拿下美国英特尔和韩国SK海力士的融资,这两家公司都是全球排名前三的半导体巨头。地平线的第一款自动驾驶芯片“征程”系列处理器是于2017年发布。2018年,地平线发布了搭载“征程”系列处理器和核心算法的Matrix自动驾驶计算平台。在今年的CES2020上,地平线就发布了其最新的“征程二代”系列处理器和第二代Matrix自动驾驶计算平台。他们已经于十余家车企合作开发L1-2级的ADAS功能的汽车,同时在开发面向量产的车规级L4自动驾驶控制器。 “征程二代”系列处理器的算力是4TPOS,超过了Mobileye的EyeQ4芯片的2.5TPOS的水平,“征程二代”系列处理器的功率是2W,也比EyeQ4芯片的3W的功耗水平低。这说明地平线的汽车芯片设计水平是与国际接轨的。

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地平线的自动驾驶芯片“征程”系列处理器

另外两家开发ADAS芯片的公司是森国科和加特兰,其中森国科的产品包括主动安全芯片ADAS、机器视觉芯片、全景相机芯片、行车记录仪芯片。加特兰的产品是77GHz CMOS雷达芯片,两家公司成立时间约6年左右,都没有大规模量产和为车企前装配套的消息。

本土自动驾驶汽车芯片路在何方?

相比国际垄断巨头, 国产自动驾驶芯片的企业依然前路漫漫。

第一,大部分量产芯片产品是IVI信息娱乐和车联网系统,核心ADAS控制芯片处于研发阶段,进入前装市场的道路非常曲折。目前研发第三种支持自动驾驶功能的外围芯片的公司有四维图新、全志科技、瑞芯微、展讯科技等,他们的产品主要覆盖车联网的三十余项单项功能。目前具备ADAS控制芯片研发能力的公司有森国科和加特兰,他们没有车企的前装订单报道。本土企业进入汽车核心控制芯片的难度就像汽车电子领域一样,ABS制动系统进入中国市场已经30多年,但是中国公司一直没有进入这个门槛,背后是国际公司的技术封锁和价格战遏制。

第二,基于5G的V2X的通讯芯片是中国芯片的突破口。目前V2X有两种技术路线DSRC和C-V2X。最初主导DSRC的美国政府认为DSRC投资大和回报周期长,开始申请将部分DSRC的频谱转移给C-V2X标准使用。而C-V2X是建立在5G通讯标准基础上的车车通讯协议,华为目前是这一领域的领头羊,因此未来C-V2X取代DSRC的发展趋势将帮助中国企业成为V2X芯片的主导者。中兴和大唐也会在这一领域占一席之地。

 第三, 中国本土芯片公司的技术水平与国际差距至少有三年。对比华为在手机芯片的崛起历程,中国的自动驾驶汽车芯片需要多长时间可以进入汽车前装市场呢?华为海思半导体有限公司成立于2004年,用了5年时间开始生产配套网络和视频应用的芯片,2009年推出了一款K3处理器试水智能手机,直到2013年才在自家的3G智能手机D1搭载海思四核处理器,所以这一过程是十分漫长的。另外一款芯片的研发投入也是巨大的。例如华为研发麒麟810芯片历时3年,上千人参与,耗资好几亿美元,折合几十亿人民币。车规级芯片的技术要求比手机芯片更高,所以研发投入会更大,周期会更长。乐观预计,中国自主研发的自动驾驶汽车芯片会在2023年开始进入前装汽车市场。

本文经授权转载自(2025AD.cn),转载请联系原作者张翔及2025AD。


致谢:

本文是我写的第一篇半导体在汽车行业应用方面的文章。 希望大家能通过此文进一步了解自动驾驶芯片市场的发展现状及趋势。特别感谢在此文的创作中及素材的梳理过程中给予我帮助和指导的朋友和行业内专家。今年1月有幸应GLG公司陈宇浩先生的邀请,我编写了一份研究报告《汽车ADAS智能芯片的发展趋势》,之后,又应凯盛专家知识分享平台吴丹丹女士的邀请,分享了《自动驾驶汽车芯片市场格局与发展趋势》才有了本文的创作源泉。 同时感谢以下行业专家为我的文稿提出了宝贵的修改意见,Mobileye公司Elie Luskin先生、华为V2X专家鲍海森先生、四维图新齐芸女士、地平线熊苗苗女士、、u-blox公司赵兴华先生和Actron公司Simon Yu先生。最后感谢2025AD平台的秦玲聪女士为这篇文章的选题和思路提出的宝贵修改意见。

作者简介:

张翔,汽车分析师、行业研究员、独立咨询顾问、工信部新型工业化能力建设“长风”计划新能源与智能网联汽车产业专家智库成员、中国充电桩网充换电委员会专家、清华学堂汽车讲师、电源网首席汽车专家、上海电台和浦东电视台访谈嘉宾。2004年至今一直在上海汽车行业工作,曾经服务过4家汽车行业上市公司,担任过科技部863课题项目副组长,工作领域涉及乘用车、商用车、物流车、新能源汽车和汽车零部件,研究范围包括智能网联、车联网、V2X、5G通讯、信息安全、自动驾驶、新能源汽车、充电桩、汽车共享等。

作者:张翔,来源:2025AD


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