集微咨询发布《中国智能座舱SoC市场研究报告》

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集微网报道,随着汽车电动化、智能化的发展,智能座舱的重要性日益凸显,全球汽车产业都在发力智能座舱,以期打造出差异化的智驾体验。

作为智能座舱的核心,传统的MCU芯片渐渐逐渐难以满足汽车座舱算力需求的急剧上升,座舱运算类芯片正在从简单的MCU向具有高集成度、高算力的SoC演变。

为帮助业内人士了解智能座舱SoC市场现状,集微咨询结合一手调研和数据库信息,重磅发布《中国智能座舱SoC市场研究报告》,对全球智能座舱SoC市场发展进行剖析,助力业内人士从市场、技术多方面了解全球智能座舱SoC产业。

汽车市场进入存量市场

全球和中国汽车市场增长停滞:根据中国汽车工业协会和国际汽车制造商协会数据统计,2018年开始全球汽车销量逐年下降,2022年全球汽车销量8162.8万辆,同比下降1.4%,中国汽车销量2686.4万辆,同比上升2.1%,低于2018年的销量水平。

车厂降本增效,开启价格战:2023年上半年,汽车消费需求恢复缓慢,汽车市场进入存量阶段后,车厂核心竞争力在于降本增效,即在满足消费者的需求前提下,降低整车价格和成本。厂商们通过价格战来争夺市场份额,特斯拉Model Y最高降幅达到4.8万元。

汽车智能化需求日益增长

汽车增换购比例提升:根据国家信息中心的数据,2025年增、换购占比有望增长到64%,2030年提升到78%,增换购会推动汽车消费升级,购车除了空间和动力需求外,科技感和智能化等娱乐性需求大幅提升。

“90后”和“00后”汽车消费者比例提升:根据国家信息中心的数据,“90后”和“00后”消费者购车比例2025年占比达38%,2030年占比将超过52%,“90后”、“00后”生长于移动互联网时代,对于汽车的个性化要求提升,要求汽车座舱“好看、好听、好玩以及懂你”,对座舱科技感和智能化的重视程度远高于“70后”和“80后”。

智能座舱是消费者购车最重要考虑因素之一

随着汽车电动化的发展,发动机/变速箱等已经不是汽车产业核心壁垒,不同汽车在提速、操控等方面的表现,差异愈发不明显。同时人们购车方式、购车地点发生了很大的变化,越来越多的汽车展示厅开在了商场,消费者更多的是坐进座舱去体验一辆汽车,所以,整体来看,座舱的智能化在人们购车选择方面的重要性显著提升。人们从座舱中,追求的不再是安全和舒适的基本功能,也在向情感方面的需求升级,从安全出行、高效出行到愉悦的出行。

智能座舱是基于座舱内饰和座舱电子领域创新与联动,从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)系统。如同手机上的物理按键被屏幕触控、语音交互等交互式系统所取代,汽车座舱正在经历从机械仪表盘+简单娱乐系统向智能移动座舱的演变。

从出行载具到第三生活空间,消费电子部分场景有望从手机迁移至车机:随着消费者需求层次的不断提升(需求端)和汽车系统等软硬件技术水平快速迭代(供给端),汽车座舱作为“第三生活空间”,娱乐需求和休闲需求不断增加,车机应用不断丰富。集微咨询认为,随着座舱内饰智能化程度提升、座舱软硬件和内容服务体验达到手机水平和车机为消费者提供手机不可替代的服务,未来消费者在手机应用的喜好有望部分迁移到车载娱乐信息系统上。目前智能座舱电子系统主要包括智能中控显示屏、智能仪表盘、车载智能音箱、车载信息娱乐解决方案、智能HUD、DMS/OMS、智能流媒体后视镜、语音识别、手势识别等。

座舱感知:车内多模态感知需求日趋强烈

车内感知能够有效支持座舱娱乐和自动驾驶功能的技术实现,实现个性化的车内体验,保障决策的准确性。人车交互不再局限于按键、触控等方式,语音交互、手势识别、指纹识别、声源定位、人脸识别、全息影像等多种交互方式陆续出现在新车型中。

车内麦克风:随着语音交互需求提升,叠加多麦克风阵列在成声源定位、降噪、回声消除等方面的硬件优势,车内麦克风数量和多麦克风阵列渗透率有望快速增长。根据IHS的数据,车内多麦克风阵列渗透率在2030年将达到89.8%,车内平均搭载麦克风数量可达8.7个。

车内摄像头:随着驾驶员监控(DMS)和乘客监控(OMS)需求逐渐攀升,车内摄像头渗透率和搭载个数有望同步增长。根据集微咨询预测,车内摄像头渗透率在2030年将达到60%。

座舱显示:多屏化+大屏化/高清化

多屏化:目前中控屏和液晶仪表已基本覆盖全部价格段车型,是车载显示最大细分市场。根据Omdia的预测,2016-2028年抬头显示(HUD)、侧视镜和室内镜出货量CAGR分别可达16.4%、20.2%和47.9%。

高清大屏化:根据Omdia的预测,2022年开始超大屏幕出货量快速增长,2030年超大屏幕出货量可达870万块,2021-2030年出货量CAGR超过70%。目前中控屏幕分辨率大多以800x480为主要规格,未来12英寸以上屏幕大部分将以1280x720为主要规格,部分屏幕会升级至1920x1080甚至4k屏。

“E/E架构演进+成本控制”推动座舱功能集成化

“一芯多功能”是主机厂座舱产品形态的未来趋势:传统的座舱解决方案一般是“一芯一功能”,即中控、仪表、音频娱乐等系统相互独立,单一芯片驱动单一系统。随着座舱域集成更多功能和屏幕数量增加,不同系统之间连接和协调测试的复杂度提升,线束用量也大幅增长。“一芯多功能”的集成式解决方案可解决多芯片通信造成的延迟和性能问题,便于调试,可降低硬件方案成本。

由于传统的MCU芯片渐渐难以满足汽车座舱算力需求的急剧上升,座舱运算类芯片从简单的MCU向具有高集成度、高算力的SoC演变。目前座舱域控制器运算硬件方案一般是“SoC + MCU”,其中MCU用于与其他系统的信息交互、SoC电源管理和状态监控以及提供基本的显示功能等,运行AUTOSAR系统。SoC通过隔离技术运行两类操作系统,对实时性和安全性要求比较高的安全域模块跑在QNX或者Linux系统上,对生态要求比较高的娱乐域模块跑在Android系统上。作为一芯多屏方案的计算核心,多系统运行、高算力、高安全性、高可靠性的SoC成为行业追捧的热点。

域内融合:算力爆发,多核异构是座舱SoC主流架构

顺应智能座舱多传感器融合、多模交互、多场景化模式发展的演进趋势,汽车座舱内多块屏幕和智能交互需求的爆发式增长,作为处理中枢的座舱SoC的算力将不断提升。

随着座舱信息娱乐系统逐渐接入丰富的互联网生态内容及服务,视频、图片、音频等数据的快速处理需求对车载处理器的计算效率提出更高要求,以CPU为核心的处理器难以解决上述问题,座舱处理器将由多核异构SoC芯片组成,分别负责不同模块的运算任务。因此CPU+GPU+XPU”的多核SoC芯片是目前智能座舱芯片厂商的主流内核架构。

智能座舱SoC因为涉及到人机交互等功能,相比于自动驾驶芯片,算力要求更全面。智能座舱SoC算力和需求的增长是相辅相成的。一方面,需求带动算力长期增长。另一方面,少数领先玩家,追求差异化竞争,推动算力跃迁式发展。

2018年之前,智能座舱SoC算力平缓增长,2018年之后,算力的发展带给了用户更多的可能性。当前,通常CPU算力要达到60-70 k DIMPS以上,GPU算力500GFLOPS。我们预计2024-2025年,算力可能会迎来一次比较大的跃迁,那么之后,相对比较平缓。当高级别自动驾驶来临之后,驾驶员被解放,座舱中会衍生出更多的需求,算力需求有可能进一步跃迁。

顺应智能座舱多传感器融合、多模交互、多场景化模式发展趋势,作为处理中枢的座舱SoC的算力需求将不断提升。根据集微咨询预计,预计到2025年,车载算力供给相比于2015年增长近10倍。

同时随着座舱系统的用户体验指标更加强调车载应用的响应速度、启动时间、连接速度等各项性能达到手机的水平,过去28nm工艺的座舱芯片难以满足上述功能所需的算力要求,国内外厂商纷纷开发先进制程SoC。

跨域融合:驾舱/舱泊一体化趋势下向中央计算SoC迈进

汽车电气电子架构从域控制到整车中央控制转变的过程中,不同域之间先进行合并,产生跨域融合控制器,舱泊/驾舱一体融合是目前的主流趋势。目前,博世、德赛西威等Tier 1厂商和高通、英伟达等芯片厂商已纷纷发布了下一代中央计算SoC产品,以适应快速发展的智能汽车市场。

从One Box到One Board、One SoC:短期来看,由于技术成熟度和产品可靠性的原因,目前硬件方案采用多颗SoC芯片,座舱和智驾功能分别部署在不同的PCB板上。长期来看,随着软硬件技术不断突破,当汽车E/E架构迈入中央计算式时,座舱SoC和智驾SoC有望逐步融合形成单一SoC驱动的模式。

全球智能座舱SoC市场迎来量价齐升

量:智能座舱加速上车,成为汽车消费“新刚需”:智能座舱是汽车内饰和车载电子创新升级的主要载体和智能终端设备(智能手机、手表等)互通互联的重要组成部分,由于智能座舱实现难度低、用户体验感明显,同时消费者汽车使用时长增加,智能手机使用偏好逐渐迁移至座舱,因此目前智能座舱受到市场的重点关注,新车智能座舱配置渗透率迅速增加,根据集微咨询的数据,预计到2025年,全球和中国汽车座舱智能配置渗透率将分别达到59%和78%。

根据IHS Markit的数据,预计到2030年,全球汽车智能座舱的市场规模将达到681亿美元,中国汽车智能座舱的市场规模将达到1663亿元。智能座舱渗透率的提升和座舱域功能集中化将带动座舱SoC用量的增加,市场进入快速成长期。

价:多屏+新增应用带动SoC算力和价值量提升:传统座舱主流是“仪表+中控双屏”,目前智能座舱在传统座舱的基础上要增加副驾娱乐、中央后视镜、抬头显示和后座双屏等功能,同时随着XR/VR,生成式人工智能等可打造差异化体验的新型应用在座舱中逐渐落地,将带动单车SoC算力和价值量的增长。同时车厂降本的核心是系统成本,车厂对单个芯片成本不敏感,同时座舱SoC供应商有限,对客户议价能力强,短时间内座舱SoC不会发生大幅下降。而且集微咨询认为,在当前整车厂降本增效的背景下,相对而言,座舱芯片是很难降规格的产品,支撑座舱芯片市场短期、长期增长。

随着智能座舱渗透率和智能化程度提升,座舱SoC未来将迎来量价提升。根据集微咨询的预测,2025年全球座舱SoC市场规模可达51.2亿美元,近五年CAGR可达20.2%,2025年中国座舱SoC市场规模可达23.7亿美元,近五年CAGR可达23.5%。

智能座舱SoC方兴未艾,国内厂商迎来窗口期

座舱SoC研发周期长(一般为3~5年)、生命周期短、出货量较低、风险较高,使得研发成本很难摊薄,属于高门槛市场。

传统汽车芯片厂商和消费电子厂商各有侧重,市场供给分化。恩智浦、德州仪器等传统汽车芯片厂商等一贯强调成本控制,对于先进制程无力跟进,座舱SoC主要基于16-28nm等成熟制程,产品主要覆盖对算力需求有限的中低端原有车型。

高通等消费电子芯片厂商在手机和PC SoC上形成的技术积累(高算力+安卓系统适配成熟)、规模优势(手机、PC SoC可摊销大部分成本)和品牌优势,使得消费电子芯片厂商基于先进制程的SoC成为对算力需求较大的新上市中高端汽车市场的主流芯片,目前国内汽车厂商新推出的车型近90%搭载高通8155座舱芯片。

随着智能座舱需求高速增长(包括存量升级和增量)和快速变化,座舱SoC处于快速换代升级阶段,当前对于座舱SoC企业来说是一个较好的窗口期。国内SoC企业如芯驰科技、芯擎科技、杰发科技、瑞芯微等加速在智能座舱SoC方面的布局。从2021年开始,中国本土厂商竞相推出自研新品和产品规划,角逐座舱SoC市场。由于国内厂商在座舱SoC方面的起步较晚,当前国内厂商市占率不足10%,国产替代空间巨大。

集微咨询认为,未来随着消费者结构的变化,传统汽车芯片厂商座舱SoC市场份额会持续降低,传统消费电子芯片厂商依然有较大优势,新兴座舱SoC厂商市场份额持续增长。未来3-5年内,随着国产座舱SoC在性能方面可以达到高通标准,国内厂商凭借在供应链安全、信息安全方面的优势,2025年市占率有望超过5%。

制胜之道:高性价比+本地服务+健全生态

要求座舱SoC性能处于第一梯队,能够帮助主机厂降低系统成本。座舱SoC且娱乐功能日渐丰富,与动力域、底盘域和驾驶域的控制器相比,座舱域控偏好消费类的高性能SoC,对性能要求更高,所以主流厂商需要保持产品性能竞争力,处于第一梯队,才有可能在后面的竞争中不落下风。

当前主机厂降本增效是趋势,座舱SoC在性能不落下风的基础上,需要帮助主机厂在同样成本的基础上,实现更多的功能,或者同样的功能,降低成本。这其中的成本不仅仅是单颗芯片的成本,更重要的是整个系统层面的成本。

加强对下游客户服务支持力度,缩短研发周期,满足差异化的需求。软件定义汽车背景下,汽车产业研发迭代速度明显提升。座舱SoC厂商需密切加强和下游主机厂、Tier1厂商的配合度,帮助主机厂提升产品规划、研发速度。同时,不同主机厂电子电气架构演进节奏不一致导致需求多样,平台化、可拓展性的芯片设计可实现IP灵活组合,可复用性强,不仅可以节省开发费用,而且可快速匹配不同主机厂不同车型需求,满足下游客户个性化需求。

健全软硬件生态,迎接汽车电子电气架构的演进。一方面,智能座舱SoC作为操作系统、各种中间件以及上层的应用、算法和解决方案搭载平台,具备良好适配性的软硬件生态支持可减少下游客户开发时间,实现车型的迅速量产。另一方面,座舱SoC企业需密切关注自动驾驶芯片、车身域动力域MCU等芯片发展动向,提前布局跨域融合、中央计算,做好应对电子电气架构演进的准备。

此外,集微咨询还盘点了高通、芯驰科技、芯擎科技、杰发科技等国内外主要代表企业情况 。

高通

高通在2020财年- 2023财年H1汽车业务营收保持高速增长,2023财年H1汽车业务营收达9.03亿美元,近三年CAGR近46%,FY 2023H1公司汽车业务保持逆势增长,汽车业务营收占比增长至5.7%。2022年9月高通在“汽车业务投资者日”上表示其汽车业务的“营收储备”已经增加至300亿美元,预计2026财年汽车业务营收将上升到40多亿美元,2031财年将超过90亿美元。

针对汽车业务,高通将此前的产品融合成整套汽车解决方案产品组合—骁龙数字底盘,该平台提供了辅助驾驶和自动驾驶技术,以及车载信息娱乐服务和车联网服务。

芯驰科技

芯驰科技成立于2018年,专注于提供高性能、高可靠的车规芯片,在上海、北京、南京、深圳、大连拥有研发中心,同时在长春、武汉设有办事处。芯驰是全场景智能车芯引领者,专注于为未来智慧出行提供高性能、高可靠的车规芯片产品和解决方案,覆盖智能座舱、智能驾驶、中央网关和高性能MCU,涵盖了未来汽车电子电气架构最核心的芯片类别,从而实现 “四芯合一,赋车以魂”。

芯驰的车规芯片已实现大规模量产,服务客户超过260家,拥有近200个定点项目,覆盖了中国90%以上车厂和部分国际主流车企,包括上汽、奇瑞、长安、东风、一汽、日产、本田、大众、理想等,总出货量超过200万片。

芯驰拥有近20年车规级量产经验的国际水平团队,是国内为数不多的具有车规核心芯片产品定义、技术研发及大规模量产落地的整建制团队。在车规认证方面,芯驰先后获得了德国莱茵ISO 26262 ASIL D功能安全流程认证、AEC-Q100 Grade 1/Grade 2可靠性认证 、德国莱茵ISO 26262 ASIL B/D功能安全产品认证以及工商总局、国家密码管理局国密信息安全双认证,成为四证合一的车规芯片企业。

在智能座舱SoC方面,芯驰“舱之芯”X9系列在2020年正式对外发布。X9系列处理器是芯驰科技专为新一代汽车电子座舱设计的车规级汽车芯片,集成了高性能CPU、GPU、AI加速器,以及视频处理器,能够满足新一代汽车电子座舱应用对强大的计算能力、丰富的多媒体性能等日益增长的需求。可支持一芯多屏,同时覆盖仪表、中控、电子后视镜、娱乐、DMS、360环视+APA、语音系统等所有座舱功能,支持舱泊一体、舱驾一体等应用。

同时,X9系列处理器集成了PCIe3.0、USB3.0、千兆以太网、CAN-FD,能够以较小造价无缝衔接应用于车载系统。该款处理器还采用了包含Cortex-R5双核锁步模式的安全岛,能应用于对安全性能要求严苛的场景。

芯驰X9系列的量产进度在国内厂商中处于领先地位,拥有几十个重磅定点车型,上汽、奇瑞、长安、广汽、北汽、东风日产等车企旗下搭载X9系列芯片的车型均已量产上车。

芯擎科技

湖北芯擎科技有限公司于2018年在武汉经济技术开发区成立,在武汉、北京、上海、深圳和沈阳设有研发和销售分支机构,专注于设计、开发并销售先进的汽车电子芯片,以“让每个人都能享受驾驶的乐趣”为发展使命,致力于成为世界领先的汽车电子芯片整体方案提供商。

2023年年初,芯擎科技宣布龍鹰一号实现量产。该芯片是目前国内最高制程的量产车规级芯片,可极大赋能日益丰富的车载信息娱乐系统,提升智能座舱和辅助驾驶应用体验,包括数字仪表盘、HUD、4K高清显示、大型3D游戏、AVM、DMS、OMS等。

“龍鹰一号” 采用7nm车规级工艺,具备高性能、高算力、高集成度、低功耗特性,可以取代传统的4-5颗独立芯片功能,单芯片支持“舱泊一体”的应用,从而使主机厂显著降低成本,提升用户体验,并引领行业技术发展向舱驾融合升级演进;同时,芯擎科技创新的双芯片级联方案,可使双“龍鹰一号”发挥出更大性能优势,进一步提升座舱的沉浸式体验,以及智驾时代的安全性和便利性。“龍鹰一号”内置独立的功能安全岛和信息安全岛,可满足中国市场对车规级芯片的高安全性和可靠性需求,为汽车的信息安全保驾护航。

日前,搭载国内首款7nm车规级智能座舱芯片“龍鹰一号”的领克旗下首款新能源战略车型“领克08”正式上市与消费者见面。“龍鹰一号”高性能异构计算架构提供的澎湃算力,让领克08的座舱体验更上一层楼。该车型采用双“龍鹰一号”解决方案,CPU算力达到200 KDMIPS、GPU算力达 1800 GFLOPS,可流畅支持其行业首发的92英寸巨幅天幕HUD,以及手机跨端观影打游戏等丰富的座舱娱乐交互应用;该方案的16 TOPS AI算力可提供包括辅助泊车、远程泊车等全场景泊车在内的L2级别辅助驾驶功能,并搭载了多路摄像头,显著提升了驾驶的便利性与安全性。

杰发科技

杰发科技专注于汽车电子芯片及相关系统的研发与设计,杰发科技2017-2022年营收呈先降后升的趋势,公司净利润有所下降,盈利能力有待提高。

座舱SoC方面,公司的AC8015目前已获多家整车厂项目定点,并应用于一芯多屏(仪表+IVI)、单液晶仪表、中控及高端娱乐信息系统,落地项目超20多个车型。截至2023年6月,杰发科技首颗座舱SoC芯片AC8015出货量突破百万颗。

目前,《中国智能座舱SoC市场研究报告》已在爱集微官网与APP正式上线,欢迎登录爱集微官网、爱集微APP,首页点击“集微报告”栏目,即可进行订购。

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责编: 集微咨询赵翼
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