全球芯片巨头纷纷进军汽车产业

2018-12-26 浏览量：849

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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