芯片厂商们如何在汽车智能化进程中发挥影响呢?
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汽车智能化升级,为车载存储市场带来了强劲的增长动力,车载存储已经成为了仅次于算力SoC、高性能MCU的第三大汽车半导体的核心赛道。当前,国产存储厂商开始在车载存储市场中逐渐崛起,成为中国车规级存储市场的重要参与者。
但同时,整车电子电气架构的集成化与融合趋势、各大智能网联功能的多元化迭代,加之AI大模型等新技术的赋能,也同时对车载存储产品带来新的需求和挑战。
日前,得一微电子股份有限公司(YEESTOR)出席中国IC独角兽-车规芯片峰会,汽车电子市场负责人袁野先生发表《智能汽车 数据存储之道》的主题演讲,分享得一微对汽车存储的深刻理解和前沿应用方案,并详细解读了得一微将如何赋能智能汽车持续发展。
车载SoC赋能汽车智能化发展
未来汽车将不断向智能、互联、安全、节能的方向发展,高级汽车驾驶辅助系统(ADAS)、自动驾驶、车联网(V2X)等新应用和新功能层出不穷,算法芯片、毫米波雷达、激光雷达、新型MEMS传感器等技术飞速发展,传统MCU已经很难满足ADAS系统发展需求。
那么,芯片厂商们如何在汽车智能化进程中发挥影响呢?
陈博宇指出,随着汽车电子电气架构步入域控制阶段,SoC作为算法核心组件,发挥着至关重要的支撑作用。尽管车内SoC的绝对数量会减少,但它将向高集成度、高算力方向快速发展。Socionext 推出全新IP模块,从辅助驾驶系统ADAS和智能驾舱两个领域,通过提供平台化SoC解决方案,帮助客户迅速迭代并量产出他们的芯片。
全新IP模块发力两大领域
目前,无论特斯拉也好,国内众多以L2级及以上辅助驾驶产品为亮点自居的新势力造车也罢,都非常倚重车载摄像头传感器,其中ISP处理器又是车载摄像头传感器中的重要构成组件。陈博宇表示,凭借着在消费电子领域深厚的技术和经验积累,Socionext 最新开发了车规级图像信号处理模块「Sensight」。Sensight可在智能座舱摄像头应用中提供图像预处理,具体包括图像去噪、还原、恢复、畸形矫正等;在ADAS辅助驾驶系统应用中,Sensight 可过滤车辆传感器搜集并截取的无效图像信息,最终提取出车辆、行人、车道线、道路交通标志等有效信息,为车道检测、360°环视系统、自动泊车、疲劳驾驶预警系统等ADAS场景提供支持。
图:Socionext Automotive ISP
在视觉传感器领域,许多方案商尝试通过AI、算力等方式突破摄像头技术瓶颈。在此背景下,Socionext推出了深度学习AI加速器「NXA模块」,可满足目前L1~L3级辅助驾驶场景落地需求。陈博宇介绍说,Socionext NXA AI加速器模块包含DPA、NNA两部分,一方面通过卷积神经网络配合实现人、动物、车辆、道路标志和各种其它障碍物的识别与匹配,另一方面可灵活选配NNA50、NNA100,甚至NNA200,加减算力,并在低功耗情况下实现高效能。目前该IP的能效是12.1TOPS/W,这在业内遥遥领先友商。
图:Socionext 低功耗AI加速器:NXA
坚持以技术引领车载ASIC领域领导地位
一直以来,Socionext长期致力于高性能及高质量产品的研究开发,公司一直紧随着先进技术演变趋势,为中国乃至全球客户提供领先技术的车规级芯片,担当着一个引领行业技术的角色。陈博宇介绍道,目前Socionext 在28nm、16nm,7nm工艺平台的车规级芯片已经实现量产,并且业内领先的5nm车规级芯片也与台积电展开了深度合作,目前产品正在规划中,预计明年二季度向市场提供样片。
区别于一般的定制芯片,车规级定制芯片更强调车规的质量把控、认证和流程。Socionext采用可防止不良、减少制造缺陷的设计,通过与制造分包商密切合作开展质量管理等各种措施,致力于提供高质量、高可靠性的产品。Socionext提供服务包括有:功能安全(ISO26262)、测试、设计验证(DFT/DFM)、品质保证与分析技术等多种服务,为汽车电子系统提供了高质量车载芯片。
汽车智能化水平的提升,带动其 EE 架构从以前的分布式 ECU 架构升级至集中式域控制器架构,并继续向中央集成式架构方向演进。
在集中式域控制器架构阶段,传统 MCU 无法满足复杂的电子电气架构和海量数据处理需求,SoC 凭借计算能力提升、数据传输效率高、芯片使用量减少、软件升级更灵活等多种优势,成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。
自 2021 年以来,新能源汽车销量快速增长,叠加自动驾驶促进汽车端侧 AI 发展,提升对计算芯片的需求,带动 SoC 芯片进入高增长期。预计全球车规级 SoC 市场规模增速在 2021-2025 年均保持在 35%以上,预计 2024-2028 年 CAGR 达到27%。
中国在汽车智能化方面具有一定领先优势,SoC 需求量占全球较高水平,增速也高于全球水平,中国汽车 SoC 市场规模在 2021-2025 年保持在 40%以上,预计2024-2028 年 CAGR 为 28%。
自动驾驶 SoC 是专门为自动驾驶设计的 SoC。据黑芝麻招股书披露,2019-2024年,全球和中国 ADAS 应用的 SoC 市场规模 CAGR 分别为 40%和 55%,预计 2024-2028 年 SoC 市场规模 CAGR 分别为 24%和 23%。
根据不同级别智驾方案对主控 SoC 芯片在 AI 算力上的需求,智驾 SoC 可以分为小算力芯片(2.5-20 TOPS)、中算力芯片(20-80 TOPS)和大算力芯片(≥100TOPS)。小算力芯片以基础的 L0-L2 的辅助驾驶功能为主,部分车型可提供 NOA 功能,搭载车型价格区间为 10-15 万,特点是追求高性价比。
中算力芯片主要为轻量级行泊车一体域控制器方案,以实现高速 NOA、城市记忆 NOA 和记忆泊车等功能为主要特点,部分车型可提供城市 NOA,搭载车型价格区间为 15-25 万。
大算力芯片支持高阶行泊车一体域控制器方案,甚至驾舱一体方案,实现“好用”的城市 NOA、AVP 等 L2+级别的功能,部分车型考虑硬件预埋,用于实现 L3 及更高阶的自动驾驶功能,搭载车型价格区间为 25 万以上。
在通往高阶智能驾驶功能的发展过程中,需要新的算法(Transformer+BEV+OCC)和更先进的整车 EE 架构(中央计算+区域控制)去实现,而这都需要更大算力 SoC 芯片作为“基石”来支撑。