汽車電子EEPROM芯片芯片有哪些?有哪些芯片用于汽車自動駕駛?
輔助駕駛也好自動駕駛也罷,好不好用夠不夠?!僚c芯片的算力有很大關(guān)系,下面就來個全球十大汽車芯片盤點,看看上榜的都是哪些產(chǎn)品吧!
NVIDIA DRIVE Orin
最大算力:254TOPS
NVIDIA DRIVE Orin SoC(系統(tǒng)級芯片)可提供每秒254萬億次運算(TOPS),從而讓搭載它的產(chǎn)品能夠不斷升級自動駕駛系統(tǒng)的等級。由于它的性能十分強大,因此車上的信息娛樂系統(tǒng)和交互系統(tǒng)也能由它驅(qū)動。
Mobileye EyeQ5
最大算力:24TOPS
EyeQ5是一款7納米芯片,具備多線程8核CPU,外加創(chuàng)新一代18核Mobileye視覺處理器。EyeQ5由臺積電負(fù)責(zé)生產(chǎn),10納米節(jié)點或以下FinFET技術(shù)設(shè)計幫助它大大降低了能耗,并且大幅提升性能。
黑芝麻華山二號A1000 Pro
最大算力:196TOPS
黑芝麻智能A1000 Pro基于上一代A1000的進(jìn)化產(chǎn)品,在工藝上采用了業(yè)界創(chuàng)新先進(jìn)的封裝工藝,從而實現(xiàn)內(nèi)部多核心建立高速通信通路,大幅提高數(shù)據(jù)傳輸效率。
地平線J5(征程5)
單芯片最高算力:128TOPS J5集成平臺算力可達(dá)1000TOPS
作為國內(nèi)的芯片公司,地平線的征程系列產(chǎn)品已經(jīng)來到第三代,單片的算力提升至128TOPS,集成平臺算力1000TOPS,使得它可以支持L4級自動駕駛。
驍龍Ride(2023年量產(chǎn)
集成平臺算力:700TOPS
Snapdragon Ride更加準(zhǔn)確來說是一個平臺,由各種各樣的驍龍汽車SoC和加速器組成,拓展性相當(dāng)強,能夠支持多核CPU以及GPU?;诓煌腟oC和加速器的組合,平臺能夠根據(jù)自動駕駛的每個細(xì)分市場的需求進(jìn)行匹配,并提供業(yè)界領(lǐng)先的散熱效率。
芯馳V9S(2023年量產(chǎn))
集成平臺算力:1000TOPS
V9芯片上完整地實現(xiàn)了車規(guī)可靠性認(rèn)證、功能安全流程認(rèn)證和功能安全產(chǎn)品認(rèn)證,也是國內(nèi)首家達(dá)成這一目標(biāo)的芯片企業(yè)。
華為昇騰910
最大算力:320TOPS
昇騰910是一款具有超高算力的AI處理器,其最大功耗為310W,作為一款高集成度的片上系統(tǒng)(SoC),除了基于達(dá)芬奇架構(gòu)的AI核外,昇騰910還集成了多個CPU、DVPP和任務(wù)調(diào)度器(Task Scheduler),因而具有自我管理能力,可以充分發(fā)揮其高算力的優(yōu)勢。
汽車芯片按其功能可分為控制類(MCU和AI芯片)、功率類、傳感器和其他(如存儲器)四種類型。市場基本被國際巨頭所壟斷。人們常說的汽車芯片是指汽車?yán)锏挠嬎阈酒?,按集成?guī)模可分為MCU芯片和AI芯片(SoC芯片)。功率器件集成度較低,屬于分立器件,主要包括電動車逆變器和變換器中的IGBT、MOSFET等。傳感器則包括智能車上的雷達(dá)、攝像頭等。
一、車規(guī)級MCU芯片
車規(guī)級MCU芯片是汽車電子控制單元(ECU)的重要組成部分,廣泛用于車內(nèi)幾十種次系統(tǒng)中,如懸掛、氣囊、門控等,是汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運算、處理的核心。MCU芯片按照CPU一次處理數(shù)據(jù)的位數(shù)分為8、16和32位MCU。
(1)8位MCU:具有簡單耐用、低價的優(yōu)勢,提供低端控制功能,如風(fēng)扇控制、空調(diào)控制、雨刷、天窗、車窗升降、低端儀表板、集線盒、座椅控制、門控模塊等。
(2)16位MCU:提供終端控制功能,用于動力系統(tǒng)和底盤控制系統(tǒng),如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、電子式動力方向盤、扭力分散控制和電子泵、電子剎車等。
(3)32位MCU:工作頻率最高,處理能力、執(zhí)行效能更好,應(yīng)用也更廣泛,價格也在逐漸降低;提供高端控制功能,在實現(xiàn)L1和L2的自動駕駛功能中扮演重要角色。
據(jù)統(tǒng)計,每輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上MCU,智能電動汽車則超300顆。不過隨著整車電子架構(gòu)的集中化趨勢加速,單車MCU的用量和種類也將出現(xiàn)“縮減”。MCU的性能將進(jìn)一步提升,高端MCU將逐漸替代部分低端MCU的需求。
二、AI芯片
AI芯片是未來智能化汽車的“大腦”。這類芯片一般是一種集成了CPU、圖像處理GPU、音頻處理DSP、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU以及內(nèi)存和各種I/O接口的SOC芯片,不同于以CPU運算為主的MCU。在汽車中,主要在智能座艙和自動駕駛兩個方面使用SoC芯片。
未來智能座艙所代表的“車載信息娛樂系統(tǒng)+流媒體后視鏡+抬頭顯示系統(tǒng)+全液晶儀表+車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)+車內(nèi)乘員監(jiān)控系統(tǒng)”等多重體驗,都將依賴于智能座艙的SoC芯片。
自動駕駛芯片是指可實現(xiàn)高級別自動駕駛的SoC芯片,通常具有“CPU+XPU”的多核架構(gòu)。L3及以上的車端中央計算平臺需要達(dá)到500+TOPS的算力,僅具備CPU處理器的芯片無法滿足這一需求。自動駕駛的SoC芯片上通常需要集成除CPU之外的一個或多個XPU來進(jìn)行AI運算。用于AI運算的XPU可以選擇GPU/FPGA/ASIC等。
GPU、FPGA和ASIC在自動駕駛AI運算領(lǐng)域各有優(yōu)勢:CPU通常是SoC芯片的控制中心,其優(yōu)點在于調(diào)度、管理、協(xié)調(diào)能力強,但計算能力相對有限。而對于AI計算,人們通常使用GPU/FPGA/ASIC進(jìn)行加強:1)GPU適合數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用進(jìn)行計算和處理,尤其擅長處理CNN/DNN等圖形類機器學(xué)習(xí)算法。2)FPGA對RNN/LSTM和強化學(xué)習(xí)等順序類機器學(xué)習(xí)算法具有明顯優(yōu)勢。3)ASIC是面向特定用戶算法需求設(shè)計的專用芯片,具有體積更小、重量更輕、功耗更低、性能提高、保密性增強以及成本降低等優(yōu)點。
三、功率器件
功率半導(dǎo)體器件是用于電力轉(zhuǎn)換和控制的半導(dǎo)體器件。其典型應(yīng)用場景包括變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理等,主要類型為IGBT和MOSFET。在具體應(yīng)用上,燃油車一般使用低壓MOSFET,其襯底材料為Si。相比之下,BEV對功率器件的性能要求更高,IGBT和高壓MOSFET更為主流。
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是一種全控型電壓驅(qū)動的大功率電力電子器件,由雙極性晶體管(BJT)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS)組成。IGBT的特點是兼具了BJT的導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小和MOS的開關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點。在電動汽車中,IGBT的應(yīng)用主要集中在三個方面:首先,在電控系統(tǒng)中,IGBT模塊將直流轉(zhuǎn)換為交流,驅(qū)動汽車電機(電控模塊);其次,在車載空調(diào)控制系統(tǒng)中,負(fù)責(zé)小功率直流/交流逆變,該模塊的工作電壓不高,單價相對也低一些;最后,在充電樁中,IGBT模塊被用作開關(guān)使用。
IGBT最常見的形式是模塊,主要由IGBT芯片、FWD芯片、主端子、輔助端子、澆注封裝材、絕緣基板、金屬基、樹脂外蓋和樹脂外殼等組成。多個芯片以絕緣方式組裝到金屬基板上,采用空心塑殼封裝,與空氣的隔絕材料是高壓硅脂或者硅脂,以及其他可能的軟性絕緣材料。
汽車電動化和智能化趨勢帶來芯片增量需求。
相較于消費級芯片和工控級芯片,車規(guī)級芯片的使用工況更惡劣,各方面要求均更為嚴(yán)苛,開發(fā)、認(rèn)證和導(dǎo)入周期長,市場壁壘較高,國產(chǎn)化率較低。
根據(jù)產(chǎn)科國際所預(yù)估,2020~2025年,汽車單車芯片價值量將從489美元增長到716美元,CAGR超過8%。兩大因素疊加推動汽車芯片保持較快的增長速度。#汽車芯片#
盡管半導(dǎo)體處于下行周期,但是汽車芯片依然是其中景氣度最高的子賽道之一。
其高景氣度的本質(zhì)是因為電動化和智能化屬于創(chuàng)新性升級,這種升級是由剛性需求推動的,所以其可持續(xù)性較長。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看,汽車芯片上游為半導(dǎo)體材料設(shè)備,中游為汽車芯片制造,下游為儀器和系統(tǒng)制造。當(dāng)前汽車芯片主要包括智能座艙芯片、自動駕駛芯片、車身控制芯片及其他。其中,自動駕駛芯片是技術(shù)含量最高的芯片種類。汽車芯片的應(yīng)用領(lǐng)域包括環(huán)境感知、決策控制、網(wǎng)絡(luò)通信、人機交互、電力電氣。
汽車芯片產(chǎn)品根據(jù)其功能可以分為五個大類,分別為:主控芯片、存儲芯片、功率芯片、傳感器芯片以及信號與接口芯片。
當(dāng)前自動駕駛芯片作為智駕系統(tǒng)的底層基石,正伴隨汽車智能化趨勢的加速迎來行業(yè)爆發(fā)期。
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一、域控制器芯片(座艙域、駕駛域、車身域)
芯片具有最深壁壘,域控制器廠商承襲芯片廠商壁壘。
資料來源:搜狐網(wǎng)、騰訊網(wǎng)
從智能座艙域控制器所使用的的芯片方案來看,2022年1-11月,智能座艙域控制器芯片市場份額TOP5分別為英特爾(41.9%)、高通(31.7%)、瑞薩(15.2%)、三星(9.1%)、NXP(0.9%)。
2022年,智能座艙域控制器常用的主流芯片包括英特爾AtomA3950、高通8155、瑞薩H3、三星Exynos、高通820A等。
由于域控制器芯片市場仍處于行業(yè)萌芽期,目前國內(nèi)搭載座艙域控制器芯片的車型絕大部分仍然采用的是德州儀器的Jacinto6和NXP的i.mx6等上一代產(chǎn)品。
主要自動駕駛主控芯片廠家及域控制器供應(yīng)商:
二、MCU芯片
MCU主要作用于核心的安全與駕駛方面,包括智能駕駛輔助系統(tǒng)的控制、底盤安全、車身控制、動力控制、信息娛樂等,應(yīng)用范圍十分廣泛。
按照用途可以分為通用型和專用型MCU,按照處理的數(shù)據(jù)位數(shù)可以分為8位、16位、32位、64位等,按照內(nèi)嵌程序存儲器類型可以分為ROM型、EPROM型、EEPROM型等。
MCU的位數(shù)是指每次CPU處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),位數(shù)越多,數(shù)據(jù)有效數(shù)越多,精確度越高,運算誤差越小,在CPU運算速度一樣的情況下,位數(shù)越多,處理速度越快,所以是衡量MCU性能的一個重要指標(biāo)。
MCU在車內(nèi)的應(yīng)用:
MCU參與廠商眾多,頭部廠商包括兆易創(chuàng)新、中穎電子、中微半導(dǎo)、樂鑫科技、復(fù)旦微電、上海貝嶺、芯??萍肌⒆瞎鈬?、北京君正、國民技術(shù)等。
三、存儲芯片:DRAM/NAND/NorFlash
智能汽車對存儲芯片的拉動主要來自車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)、高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、車載信息系統(tǒng)、數(shù)位儀表板四大領(lǐng)域。
存儲芯片可分為閃存和內(nèi)存,閃存包括NAND FLASH和NOR FLASH,內(nèi)存主要為DRAM。
DRAM和NAND汽車電動化與智能化中需求量最大的存儲芯片,在汽車存儲芯片領(lǐng)域,智能座艙和自動駕駛的應(yīng)用導(dǎo)致汽車程序、數(shù)據(jù)量激增。
DRAM是存儲器市場規(guī)模最大的芯片,根據(jù)Trend Force數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2022年DRAM市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到1055億美元。
DRAM集成度高、價格便宜、功耗低、存取速度慢,其內(nèi)存容量主要由芯片上集成的晶體管數(shù)額所決定,制程微縮成為現(xiàn)階段提高DRAM 內(nèi)存容量,降低制作成本的主要方式。