全球芯片巨头纷纷进军汽车产业
2018-12-26 17:16:22浏览量:383

来源:大比特商务网

 
伴随汽车智能化提速,汽车半导体加速成长。
 
2017年全球汽车销量9680万辆( 3%);汽车半导体市场规模288亿美元( 26%),增速远超整车。
 
汽车半导体按种类可分为功能芯片MCU(MicrocontrollerUnit)、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器及其他。
 
根据StrategyAnalytics,在传统燃油汽车中,MCU价值量占比最高,为23%;在纯电动车中,MCU占比仅次于功率半导体,为11%。
 
DIGITIMES预测,功能芯片MCU市场规模有望从2017年66亿美元稳步提升至2020年72亿美元。
 
 
 
 
无人驾驶提升算力需求,主控芯片成为新增市场。
 
传统汽车的功能芯片仅适用于发动机控制、电池管理、娱乐控制等局部功能,尚无法满足高数据量的智能驾驶相关运算。
 
近年来,伴随智能驾驶渗透率提升,全球芯片巨头纷纷进军汽车产业,推出具备AI计算能力的主控芯片,担当自动驾驶汽车的“大脑”功能。
 
我们认为,主控芯片市场规模有望快速成长,IHS预测2020年可达40亿美元。
 
 
 
主控芯片巨头具有较强的AI计算优势,功能芯片厂商具有丰富的汽车产业链经验,两大阵营之间兼并收购及联盟合作频发。
 
截至目前,英伟达已与全球370 整车厂、一级供应商达成合作;英特尔收购Mobileye切入汽车产业;高通曾意图收购恩智浦等。
 
 
主控芯片:算力接近PC/智能手机,半导体巨头三足鼎立
 
智能驾驶涉及人机交互、视觉处理、智能决策等,AI算法和芯片是核心。
 
据恩智浦统计,目前一辆高端汽车已经搭载超过1亿行代码,远超飞机、手机、互联网软件等,未来伴随自动驾驶的渗透率及级别提升,汽车搭载的代码行数将呈现指数级增长。
自动驾驶软件计算量已经达到10个TOPS(TeraOperationsPerSecond,万亿次操作每秒)量级。
 
传统汽车MCU的算力难以满足自动驾驶汽车的计算要求,GPU、FPGA、ASIC等AI芯片进入汽车市场。
 
 
全球无人驾驶领导者包括谷歌、百度、特斯拉、奥迪等,从这些厂商的自动驾驶主控模块的SoC芯片架构或可一窥汽车芯片发展方向。
 
谷歌Waymo:采用英特尔CPU AlteraFPGA方案,英飞凌MCU作为通信接口。
 
谷歌Waymo的计算平台采用英特尔Xeon12核以上CPU,搭配Altera的Arria系列FPGA,并采用英飞凌的Aurix系列MCU作为CAN或FlexRay网络的通信接口。
 
百度Apollo:恩智浦/英飞凌/瑞萨MCU 赛灵思FPGA/英伟达GPU。
 
百度无人驾驶样车采用IPC(IndustrialPersonalComputer,工控机)方案,但工控机的体积和功耗难以满足量产化要求,因而百度也推出了适合于量产的域控制器嵌入式方案。
 
将各个传感器的原始数据接入到SensorBox中,在SensorBox中完成数据的融合,再将融合后的数据传输到计算平台上进行自动驾驶算法处理。
 
百度自动驾驶专用计算平台ACU(ApolloComputingUnit)定义了三个系列产品:MLOC(高精定位,MCU)、MLOP(高精定位 环境感知,MCU FPGA)、MLOP2(高精定位 环境感知 决策规划,MCU GPU)。
 
 
特斯拉:从MobileyeASIC到英伟达GPU。
 
2014年特斯拉发布Autopilot1.0,搭载1个前置摄像头、1个后置倒车摄像头(不参与辅助驾驶)、1个前置雷达、12个超声波传感器,视觉芯片采用MobileyeEyeQ3,主控芯片采用NVIDIATegra3。
 
2016年底特斯拉发布Autopilot2.0,搭载3个前置摄像头(不同视角广角、长焦、中等)、4个侧边摄像头(左前、右前、左后、右后)、1个后置摄像头、1个前置雷达(增强版)、12个超声波传感器(传感距离增加一倍),主控芯片采用NVIDIADrivePX2,处理速度为Autopilot1.0的40倍。
 
 
奥迪:MobileyeASIC 英伟达GPU AlteraFPGA 英飞凌MCU的多芯片集成方案。
全新奥迪A8公开了自己的zFAS控制器方案。zFAS共有四块高性能的处理器:
 
1) Mobileye的EyeQ3负责视觉信息处理,包括交通标志识别、行人识别、碰撞提醒、车道线检测等;
 
2) 英伟达的TegraK1SoC负责360°环视影像;3)Altera的Cyclone5FPGA负责传感器融合、地图融合、辅助泊车等;4)英飞凌的Aurix系列MCU用于交通拥堵控制、辅助驾驶等。
 
 
我们判断,在汽车主控芯片领域,GPU仍将保持通用汽车主控芯片的主流地位,FPGA作为有效补充,ASIC将成终极方向。
 
当前人工智能及智能驾驶算法尚未定型,GPU作为通用加速器,预计仍将在相当长一段时间内保持其汽车主控芯片的主流地位;FPGA作为硬件加速器,料将成为GPU的有效补充;
将来如果全部或部分智能驾驶算法得以固化,ASIC将成为最优性价比的终极选择。
 
 
▌英伟达:GPU垄断优势,从智能座舱到自动驾驶
 
英伟达收入净利润快速增长,汽车为长期动力。英伟达是GPU领域龙头,常年保持超70%市占率。英伟达2018财年(对应2017自然年)收入97.1亿美元,同比 40.6%;净利润30.5亿美元,同比 82.9%。
 
按照应用类别拆分,英伟达的业务包括游戏、数据中心、专业视觉化、OEM&IP、汽车业务五类。其中游戏为主要收入来源,2018财年收入占比57%。
 
数据中心业务占比快速提升,从2014财年5%提升至2018财年20%。汽车业务虽然占比较低,2018财年6%,但同比增速较高。
 
 
 
英伟达自动驾驶汽车平台DrivePX:将深度学习、传感器融合和环绕视觉相结合,力求改变驾驶体验。
 
DrivePX的主要功能包括:
 
1)传感器融合,可以融合来自12个摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器的数据;
 
2)计算机视觉和深度神经网络,适用于运行DNN(DeepNeuralNetwork,深度神经网络)模型,可实现智能检测和跟踪;
 
3)端到端高清制图,可快速创建并不断更新高清地图;4)软件开发工具包DriveWorks,包含了可供参考的应用程序、工具和库模块。
 
英伟达与超过370家厂商开展自动驾驶相关合作。
 
截至目前,英伟达已经与众多国际主流整车厂就DRIVECX娱乐系统、DRIVEPX自动驾驶系统、Xavier超级计算机等达成合作,包括特斯拉、奥迪、奔驰、宝马、沃尔沃、丰田、大众、蔚来等。
 
英伟达还与传统优势一级供应商如博世、采埃孚等达成合作,英伟达提供自动驾驶计算机平台,传统一级供应商负责整合多传感器方案和自动驾驶系统。
 
此外,在高精度地图领域,英伟达还和百度、TomTom、Zenrin、Here等达成合作。
 
 
英特尔:积极兼并收购,进军自动驾驶专用芯片
英特尔传统业务增长乏力,进军汽车领域创造业绩新增长点。英特尔曾经是世界上最大的半导体芯片制造商。
 
据PassMark统计,2017Q1英特尔占据全球CPU行业的市场份额为80%。近年随着智能手机的兴起与个人电脑市场的景气降低,芯片主业收入增速明显下降,公司营业收入被三星电子超越。公司曾尝试生产了手机处理器但最后表现失利,并不得不解散了负责该业务的部门。
 
近年来,英特尔通过大量收购积极布局无人驾驶、物联网、人工智能、VR等新兴领域,创造业绩的新增长点,力图实现从传统芯片制造商向多元解决方案提供商转型。
 
 
 
英特尔收购Mobileye:全球视觉ADAS领导者。
 
Mobileye是全球视觉ADAS市场领导者之一,掌握ADAS市场80%份额,拥有丰富的视觉ADAS产品。
 
Mobileye的专有软件算法和EyeQ芯片能对视觉信息进行详细分析并预测与其他车辆、行人、自行车或其他障碍物的可能碰撞,还能够检测道路标记、交通标志和交通信号灯。
 
截至2017年底,Mobileye的产品已经被用于27个整车厂的313款车型,当年出货量870万颗。
 
2017年3月英特尔以153亿美元收购Mobileye,打造英特尔车队。车队将包括各种汽车品牌和车型,以展示其多功能性和适应性。L4级车辆将被部署在美国、以色列和欧洲进行测试。
 
英特尔收购Altera:自动驾驶FPGA芯片已经量产。目前全球FPGA市场主要被Xilinx和Altera瓜分,合计占有近90%的市场份额,合计专利达到6000多项。
 
Altera的FPGA产品共有四大系列,分别是顶配的Stratix系列(近万美元)、成本与性能平衡的Arria系列(2000~5000美元)、廉价的Cyclone系列(10~20美元)、以及MAX系列CPLD。
 
英特尔2015年宣布完成对Altera的收购,帮助高速增长的数据中心与IoT业务。
 
 
高通:凭借通信优势,从信息娱乐到车联网
高通传统业务收入下滑,积极进行新兴产业布局。
 
高通为全球智能手机SoC龙头。据CounterPoint统计,2017Q3高通在全球智能手机SoC市场中占有率42%,远超第二名苹果20%。
 
高通的营业收入主要来自设备及服务、授权费。
 
近年来,公司营业收入及净利润均明显下跌。在传统智能手机SoC之外,公司开始积极进行新兴产业布局,包括5G、千兆级LTE、汽车、人工智能等。
 
在汽车领域,高通提供的解决方案包括:
 
1) 车载资讯系统,为汽车优化制定的蜂窝网解决方案;
 
2) 驾驶数据平台,智能收集和分析来自不同汽车传感器的数据,使汽车实现精准定位,监控和学习驾驶模式,感知周围环境,已经准确与外界共享此平台的信息;
 
3) 资讯娱乐,提供3D导航、在线媒体播放和驻车辅助支持,以及语音、人脸和终端识别等功能;
 
4) 电动汽车无线充电,推出QualcommHaloWEVC无线充电解决方案。
 
 
 
高通推出车载信息娱乐系统解决方案。
骁龙汽车平台信息娱乐系统现分为极简(Select)、高端(High)和顶级(Premium)方案
极简方案可以支持3个显示屏,包括信息娱乐系统、仪表和抬头显示(HUD);
高端层级可以支持多达4个显示屏,副驾驶或后座娱乐可以拥有单独的屏幕,同时还支持顶级音频、低时延无线传输高清视频、环视处理,深度学习。
 
 
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