2021年车载芯片供应持续紧缺，本文梳理车载芯片相关基本知识。
车载芯片分类及用途列表
| 序号 | 芯片类别 | 用途 |
| 1 | SoC | 系统级芯片，用于智能运算。即将能够完成某项功能的一整个系统集成在一块芯片上。SoC常由CPU+GPU+DSP+NPU+各种外设接口、存储类型等电子元件组成。自动驾驶芯片和智能座舱芯片一般均为SoC系统级芯片。 |
| 2 | CPU | 车辆上算力较强的主CPU芯片，是车辆的运算及控制大脑。目前通用的CPU也能执行AI算法，只是执行效率差异较大。 |
| 3 | 自动驾驶AI芯片 | 以智能运算为主的芯片，AI芯片对算力的要求最高。这是一种SoC系统级芯片。 |
| 4 | 智能座舱SoC芯片 | 智能座舱SoC主要负责座舱内海量数据的运算处理工作。这是一种SoC系统级芯片。 |
| 5 | MCU | 微控制器或单片机，是车辆控制指令运行与计算的芯片。2021年的持续缺陷，主要是此类芯片的短缺。从防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统，到现在逐渐延伸到车身各类安全、网络、 娱乐控制系统等领域，这每个模块都需要用到一个MCU。一辆传统燃油车需要使用几十至数百颗MCU，新能源汽车的使用量更是翻倍。MCU是芯片级，用于控制指令计算。SoC是系统级，用于智能运算。 |
| 6 | ECU | 车上的每个执行单元，比如每个车门需要一个ECU模块，来执行每个车门的落锁与开锁。 |
什么是MCU
MCU全称Micro Control Unit，即微控制器，又名单片机。通俗来看即可以理解成一个微型计算机。MCU是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、运算器、计时器、接口等整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
随着汽车智能化加速，整车将会搭载更多功能，大量执行元件需要MCU来控制。如今，一辆传统燃油车需要使用几十至数百颗MCU，新能源汽车的使用量更是翻倍。如此大用量的MCU芯片，便是这两年车企缺芯的主角。
MCU芯片的供应商：
从格局来看，车用MCU市场集中在几家头部企业中。2020年全球车用MCU市场份额占比前五名分别为瑞萨、恩智浦（NXP）、英飞凌、德州仪器和微芯，占比合计达87%。
回到国内市场，中国MCU市场也是海外龙头独大。7大海外龙头企业占据了约70%的市场份额，国产化率低。对本土企业来说，替代市场潜力巨大。其中，头部玩家包括比亚迪半导体、四维图新。此外，芯旺微电子（ChipOn），琪埔维（Chipways）等公司也已推出车规级MCU产品，紫光国微、中颖电子、兆易创新、北京君正、凌鸥创芯（晶丰明源并购）、芯海科技等国内设计企业也正加码车规级MCU的研发和认证。
自动驾驶AI芯片
自动驾驶芯片常被称为AI芯片，这是一种系统级SoC芯片。目前一般认为的自动驾驶级别和对应的算力要求：
| 序号 | 自动驾驶级别 | 算力要求 |
| 1 | L2+级和L3级自动驾驶 | 约30TOPS |
| 2 | L4自动驾驶 | >100TOPS |
| 3 | L5自动驾驶 | 500-1000TOPS |
TOPS，每秒万亿次浮点运算
自动驾驶AI芯片供应商及算力对比
英伟达是目前当之无愧的自动驾驶芯片王者。2021年4月12日，英伟达在GTC大会上推出面向自动驾驶汽车的新一代AI处理器NVIDIA DRIVEAtlan，单颗SoC算力达到惊人的1000TOPS，比大多数L4级自动驾驶车辆整车的算力还要强，它将用于多家汽车制造商的2025年车型上。
Mobileye在2022 CES上推出三款全新芯片，分别为EyeQ 6L，EyeQ 6H和EyeQ Ultra。
此外，2022年初美国芯片公司安霸推出基于5纳米制程的AI域控制器芯片CV3系列，其AI等效算力达到500eTOPS（eTOPS中的e就代表equivalent（等效）），可用于L2+至L4级自动驾驶。电动卡车厂商Rivian、自动驾驶技术公司Motional和电动汽车制造商Arrival等均有采用基于安霸CV2的方案。
特斯拉采用“全链路”路线，也自研了FSD（Full Self Driving）芯片。
国内市场上，地平线、黑芝麻智能、芯驰科技等企业也纷纷推出了得到市场广泛认可的自动驾驶芯片产品。
华为为阿尔法Ｓ定制的MDC Pro 610平台，是华为打造出最新的面向所有车企客户的平台化标准化产品MDC 810，算力可达400+TOPS。
零跑汽车则走了和特斯拉一样的自研路线，与安全领域巨头大华合作推出凌芯01。采用28nm制程工艺，运算能力4.2Tops，功耗4 W，搭载于零跑C11，已经量产上市。
此外，2019年初创成立的超星未来，云端智能芯片生产商寒武纪，也推出了自己的自动驾驶AI芯片。
当前部分车厂车型应用的自动驾驶AI芯片算力对比：
智能座舱SoC芯片
智能座舱SoC主要负责座舱内海量数据的运算处理工作，是车载芯片中另一类复杂度较高的SoC芯片。随着智能座舱快速发展，座舱SoC不仅需要处理来自仪表、座舱屏、AR-HUD 等多屏场景需求，还需要执行语音识别、车辆控制等操作，智能汽车对座舱SoC的性能、算力需求也在持续攀升。
供应商：
高通是智能座舱芯片领域绝对的霸主，目前市面主流的智能驾驶舱车机芯片基本都出自于高通。
高通已量产的SA8155P芯片AI算力约8TOPS，其第四代座舱SoC芯片算力高达30TOPS，是目前已发布的AI算力最高的座舱SoC产品，计划2023年投产。WEY摩卡、小鹏p5、蔚来et7、威马w6与零跑C11等车型，均采用高通8155芯片。
此外，三星、瑞萨、恩智浦、德州仪器等传统车载SoC厂商也均有智能座舱SoC产品推出。
国内市场上，华为海思基于手机处理器麒麟990开发的麒麟990A，采用8核CPU，具有3.5TOPS算力，并支持5G网络。
芯驰科技的X9U智能座舱SoC，CPU总算力达到100KDMIPS，AI计算性能1.2TOPS。
X9U仅通过一颗芯片就能支持多达10个独立全高清显示屏，包含前排仪表、中控屏、HUD及多个娱乐屏，实现多屏共享和互动。
联发科技的AutusI20（MT2712）是一种高性能六核信息娱乐解决方案，具有灵活的接口，支持多种显示器，包含四颗ARM Cortex-A35处理器和两颗Cortex-A72处理器。
吉利旗下芯擎科技于2021年12月首度公开发布新一代7纳米车规级智能座舱多媒体芯片“龍鹰一号”，其AI算力达到约8TOPS，目前市面上极少数采用7纳米制程的高端智能座舱芯片。
部分车厂应用的座舱SoC芯片：
WEY摩卡、小鹏p5、蔚来et7、威马w6与零跑C11等车型都不约而同采用了高通最新的8155处理器。特斯拉则从2021年11月开始将其性能版ModelY的座舱SoC从IntelA3950换成了AMD Ryzen。
目前的智能汽车系统架构，仍是从多域向跨域集中的中央大脑演变的过程之中。自动驾驶域的AI芯片，负责自动驾驶域的计算；座舱域的SOC车规级芯片，负责智能座舱域的计算。期待将来中央大脑时代的来临。
参考资料
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