全球芯片巨頭紛紛進軍汽車產業
2018-12-26 瀏覽量：905
來源：大比特商務網
伴隨汽車智能化提速，汽車半導體加速成長。
2017年全球汽車銷量9680萬輛( 3%);汽車半導體市場規模288億美元( 26%)，增速遠超整車。
汽車半導體按種類可分為功能芯片MCU(MicrocontrollerUnit)、功率半導體(IGBT、MOSFET等)、傳感器及其他。
根據StrategyAnalytics，在傳統燃油汽車中，MCU價值量占比最高，為23%;在純電動車中，MCU占比僅次于功率半導體，為11%。
DIGITIMES預測，功能芯片MCU市場規模有望從2017年66億美元穩步提升至2020年72億美元。
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無人駕駛提升算力需求，主控芯片成為新增市場。
傳統汽車的功能芯片僅適用于發動機控制、電池管理、娛樂控制等局部功能，尚無法滿足高數據量的智能駕駛相關運算。
近年來，伴隨智能駕駛滲透率提升，全球芯片巨頭紛紛進軍汽車產業，推出具備AI計算能力的主控芯片，擔當自動駕駛汽車的“大腦”功能。
我們認為，主控芯片市場規模有望快速成長，IHS預測2020年可達40億美元。
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主控芯片巨頭具有較強的AI計算優勢，功能芯片廠商具有豐富的汽車產業鏈經驗，兩大陣營之間兼并收購及聯盟合作頻發。
截至目前，英偉達已與全球370 整車廠、一級供應商達成合作;英特爾收購Mobileye切入汽車產業;高通曾意圖收購恩智浦等。
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主控芯片:算力接近PC/智能手機，半導體巨頭三足鼎立
智能駕駛涉及人機交互、視覺處理、智能決策等，AI算法和芯片是核心。
據恩智浦統計，目前一輛高端汽車已經搭載超過1億行代碼，遠超飛機、手機、互聯網軟件等，未來伴隨自動駕駛的滲透率及級別提升，汽車搭載的代碼行數將呈現指數級增長。
自動駕駛軟件計算量已經達到10個TOPS(TeraOperationsPerSecond，萬億次操作每秒)量級。
傳統汽車MCU的算力難以滿足自動駕駛汽車的計算要求，GPU、FPGA、ASIC等AI芯片進入汽車市場。
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全球無人駕駛領導者包括谷歌、百度、特斯拉、奧迪等，從這些廠商的自動駕駛主控模塊的SoC芯片架構或可一窺汽車芯片發展方向。
谷歌Waymo:采用英特爾CPU AlteraFPGA方案，英飛凌MCU作為通信接口。
谷歌Waymo的計算平臺采用英特爾Xeon12核以上CPU，搭配Altera的Arria系列FPGA，并采用英飛凌的Aurix系列MCU作為CAN或FlexRay網絡的通信接口。
百度Apollo:恩智浦/英飛凌/瑞薩MCU 賽靈思FPGA/英偉達GPU。
百度無人駕駛樣車采用IPC(IndustrialPersonalComputer，工控機)方案，但工控機的體積和功耗難以滿足量產化要求，因而百度也推出了適合于量產的域控制器嵌入式方案。
將各個傳感器的原始數據接入到SensorBox中，在SensorBox中完成數據的融合，再將融合后的數據傳輸到計算平臺上進行自動駕駛算法處理。
百度自動駕駛專用計算平臺ACU(ApolloComputingUnit)定義了三個系列產品:MLOC(高精定位，MCU)、MLOP(高精定位 環境感知，MCU FPGA)、MLOP2(高精定位 環境感知 決策規劃，MCU GPU)。
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特斯拉:從MobileyeASIC到英偉達GPU。
2014年特斯拉發布Autopilot1.0，搭載1個前置攝像頭、1個后置倒車攝像頭(不參與輔助駕駛)、1個前置雷達、12個超聲波傳感器，視覺芯片采用MobileyeEyeQ3，主控芯片采用NVIDIATegra3。
2016年底特斯拉發布Autopilot2.0，搭載3個前置攝像頭(不同視角廣角、長焦、中等)、4個側邊攝像頭(左前、右前、左后、右后)、1個后置攝像頭、1個前置雷達(增強版)、12個超聲波傳感器(傳感距離增加一倍)，主控芯片采用NVIDIADrivePX2，處理速度為Autopilot1.0的40倍。
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奧迪:MobileyeASIC 英偉達GPU AlteraFPGA 英飛凌MCU的多芯片集成方案。
全新奧迪A8公開了自己的zFAS控制器方案。zFAS共有四塊高性能的處理器:
1) Mobileye的EyeQ3負責視覺信息處理，包括交通標志識別、行人識別、碰撞提醒、車道線檢測等;
2) 英偉達的TegraK1SoC負責360°環視影像;3)Altera的Cyclone5FPGA負責傳感器融合、地圖融合、輔助泊車等;4)英飛凌的Aurix系列MCU用于交通擁堵控制、輔助駕駛等。
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我們判斷，在汽車主控芯片領域，GPU仍將保持通用汽車主控芯片的主流地位，FPGA作為有效補充，ASIC將成終極方向。
當前人工智能及智能駕駛算法尚未定型，GPU作為通用加速器，預計仍將在相當長一段時間內保持其汽車主控芯片的主流地位;FPGA作為硬件加速器，料將成為GPU的有效補充;
將來如果全部或部分智能駕駛算法得以固化，ASIC將成為最優性價比的終極選擇。
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▌英偉達:GPU壟斷優勢，從智能座艙到自動駕駛
英偉達收入凈利潤快速增長，汽車為長期動力。英偉達是GPU領域龍頭，常年保持超70%市占率。英偉達2018財年(對應2017自然年)收入97.1億美元，同比 40.6%;凈利潤30.5億美元，同比 82.9%。
按照應用類別拆分，英偉達的業務包括游戲、數據中心、專業視覺化、OEM&IP、汽車業務五類。其中游戲為主要收入來源，2018財年收入占比57%。
數據中心業務占比快速提升，從2014財年5%提升至2018財年20%。汽車業務雖然占比較低，2018財年6%，但同比增速較高。
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英偉達自動駕駛汽車平臺DrivePX:將深度學習、傳感器融合和環繞視覺相結合，力求改變駕駛體驗。
DrivePX的主要功能包括:
1)傳感器融合，可以融合來自12個攝像頭、激光雷達、毫米波雷達和超聲波傳感器的數據;
2)計算機視覺和深度神經網絡，適用于運行DNN(DeepNeuralNetwork，深度神經網絡)模型，可實現智能檢測和跟蹤;
3)端到端高清制圖，可快速創建并不斷更新高清地圖;4)軟件開發工具包DriveWorks，包含了可供參考的應用程序、工具和庫模塊。
英偉達與超過370家廠商開展自動駕駛相關合作。
截至目前，英偉達已經與眾多國際主流整車廠就DRIVECX娛樂系統、DRIVEPX自動駕駛系統、Xavier超級計算機等達成合作，包括特斯拉、奧迪、奔馳、寶馬、沃爾沃、豐田、大眾、蔚來等。
英偉達還與傳統優勢一級供應商如博世、采埃孚等達成合作，英偉達提供自動駕駛計算機平臺，傳統一級供應商負責整合多傳感器方案和自動駕駛系統。
此外，在高精度地圖領域，英偉達還和百度、TomTom、Zenrin、Here等達成合作。
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英特爾:積極兼并收購，進軍自動駕駛專用芯片
英特爾傳統業務增長乏力，進軍汽車領域創造業績新增長點。英特爾曾經是世界上最大的半導體芯片制造商。
據PassMark統計，2017Q1英特爾占據全球CPU行業的市場份額為80%。近年隨著智能手機的興起與個人電腦市場的景氣降低，芯片主業收入增速明顯下降，公司營業收入被三星電子超越。公司曾嘗試生產了手機處理器但最后表現失利，并不得不解散了負責該業務的部門。
近年來，英特爾通過大量收購積極布局無人駕駛、物聯網、人工智能、VR等新興領域，創造業績的新增長點，力圖實現從傳統芯片制造商向多元解決方案提供商轉型。
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英特爾收購Mobileye:全球視覺ADAS領導者。
Mobileye是全球視覺ADAS市場領導者之一，掌握ADAS市場80%份額，擁有豐富的視覺ADAS產品。
Mobileye的專有軟件算法和EyeQ芯片能對視覺信息進行詳細分析并預測與其他車輛、行人、自行車或其他障礙物的可能碰撞，還能夠檢測道路標記、交通標志和交通信號燈。
截至2017年底，Mobileye的產品已經被用于27個整車廠的313款車型，當年出貨量870萬顆。
2017年3月英特爾以153億美元收購Mobileye，打造英特爾車隊。車隊將包括各種汽車品牌和車型，以展示其多功能性和適應性。L4級車輛將被部署在美國、以色列和歐洲進行測試。
英特爾收購Altera:自動駕駛FPGA芯片已經量產。目前全球FPGA市場主要被Xilinx和Altera瓜分，合計占有近90%的市場份額，合計專利達到6000多項。
Altera的FPGA產品共有四大系列，分別是頂配的Stratix系列(近萬美元)、成本與性能平衡的Arria系列(2000~5000美元)、廉價的Cyclone系列(10~20美元)、以及MAX系列CPLD。
英特爾2015年宣布完成對Altera的收購，幫助高速增長的數據中心與IoT業務。
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高通:憑借通信優勢，從信息娛樂到車聯網
高通傳統業務收入下滑，積極進行新興產業布局。
高通為全球智能手機SoC龍頭。據CounterPoint統計，2017Q3高通在全球智能手機SoC市場中占有率42%，遠超第二名蘋果20%。
高通的營業收入主要來自設備及服務、授權費。
近年來，公司營業收入及凈利潤均明顯下跌。在傳統智能手機SoC之外，公司開始積極進行新興產業布局，包括5G、千兆級LTE、汽車、人工智能等。
在汽車領域，高通提供的解決方案包括:
1) 車載資訊系統，為汽車優化制定的蜂窩網解決方案;
2) 駕駛數據平臺，智能收集和分析來自不同汽車傳感器的數據，使汽車實現精準定位，監控和學習駕駛模式，感知周圍環境，已經準確與外界共享此平臺的信息;
3) 資訊娛樂，提供3D導航、在線媒體播放和駐車輔助支持，以及語音、人臉和終端識別等功能;
4) 電動汽車無線充電，推出QualcommHaloWEVC無線充電解決方案。
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高通推出車載信息娛樂系統解決方案。
驍龍汽車平臺信息娛樂系統現分為極簡(Select)、高端(High)和頂級(Premium)方案
極簡方案可以支持3個顯示屏，包括信息娛樂系統、儀表和抬頭顯示(HUD);
高端層級可以支持多達4個顯示屏，副駕駛或后座娛樂可以擁有單獨的屏幕，同時還支持頂級音頻、低時延無線傳輸高清視頻、環視處理，深度學習。
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