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文档简介
2021年智能汽车算力发展研究报告智能汽车算力发展背景2341目录CONTENTS智能汽车发展现状、趋势与算力解决方案智能汽车算力市场发展现状与企业布局特点智能汽车算力及产业发展趋势洞察智能汽车算力发展背景576722879 93813641806 1851193121982350 24662803 2888 28082580 25312005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020+25.7%+7.7%-5.1%亿欧智库:2005-2020年中国销量(单位:万辆)汽车市场销量持续下行,市场由增量转向存量竞争,消费升级趋势显现◆自2000年国家首次提出“扩大私人购车市场,鼓励轿车进入家庭”以来,中国汽车市场经历十余年快速增长,于 2017年连续9年蝉联世界汽车产销量第一。然而,自2018年中国汽车市场销量首次下跌后,市场销量连续三年下滑,进入负增长阶段,往日快速增长的繁华景象不再。◆市场负增长背景下,中国汽车市场由增量转向存量竞争,2020年近半数购买力来自增购及换购人群,再购车消费者偏好消费升级。资料来源:中国汽车工业协会,通联数据,国家信息中心 4 ◼2000年,《中共中央关于制订国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》首次提出“为扩大私人购车市场,鼓励轿车进入家庭”;◼2004年,新《汽车产业政策》颁布实施,新政策首次将汽车工业产业政策与汽车消费政策合二为一,提出“培育以私人消费为主体的汽车市场;◼2009年,中国汽车产销量达到世界第一。◼2012年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》,为“造车新势力”崛起创造了契机;◼2014年,被认为是中国电动汽车的元年,北上广深多地出台新能源汽车补贴政策,新能源汽车购买量中私人购买量达70%;◼2017年,中国汽车产销量连续9年蝉联世界第一。◼2018年,中国汽车市场销量首次下跌,此后连续三年下滑,市场进入负增长阶段。快速增长阶段 稳定增长阶段 负增长阶段◼在面向再次购车消费者(包含增购和换购)的存量市场中,56%的消费者偏好升级新车,存量市场呈现消费升级趋势。存量竞争切换,消费升级趋势显现偏好不同价格水平的,两年内有再购车需求的消费者类型占比2018-2020年中国乘用车首购/增购/换购类型消费者占比8.3% 8.4% 8.6%29.5% 33.8% 38.1%62.2% 57.8% 53.3%2018 2019 2020增购 换购 首购偏好降级,8.3%保持原来水平,28.7%偏好升级,63.0%马太效应凸显,弱势品牌承压,价值链两端的智能化高地成车企竞争关键◆持续下滑的市场销量和不断涌现的新品牌正加剧汽车品牌竞争,市场马太效应凸显,头部主机厂市场份额与优势持续提升,弱势品牌承压。◆科技浪潮趋动汽车产业附加价值向微笑曲线两端转移,智能化部件及软件服务位居价值高地。对于主机厂而言,智能驾驶、智能座舱、智能车联等核心技术能力的构建与应用成为其提升产品差异化优势与品牌竞争力的关键所在,决定其在新型汽车产业生态中的护城河与价值链位置。资料来源:中国汽车工业协会,中金公司 5 汽车产业链附加价值低高单车利润下降,“ 代工” 成为车企可选项,制造端附加值降低传统零部件 汽车制造电气化相关部件智能化相关部件智能汽车整车销售服务操作系统、软件服务云计算路侧智能设备RSU上游:智能硬件+软件解决方案 下游:车载软件及其他衍生服务智能硬件预埋,OTA软件升级带来新的盈利模式,带动产业链微笑曲线更加陡峭电动化、智能化创造增量零部件,推动微笑曲线前端更加陡峭软件定义汽车带来盈利模式变革,智能汽车成为下一代移动智能终端与流量入口,软件收费、服务收费成为可能车辆运行数据形成闭环,驱动算法迭代,汽车智能化能力提升算力需求上云 车辆运行信息上云车路协同整车级软件框架与电子电气架构亿欧智库:科技浪潮推动之下,汽车产业附加价值向微笑曲线两端转移,智能化部件与软件服务位居价值高地86.8%87.3%88.4%89.7% 89.5%88.3% 88.5%89.2%90.4%89.5%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020亿欧智库:2011-2020年中国汽车销量前十名企业市场份额变化情况汽车产品科技化推动消费者需求与认知焕新,Under30s青睐智能化体验◆以电动化、智能化、网联化为代表的技术浪潮趋动下,汽车产品科技化成为大势所趋,汽车由功能汽车转变为智能汽车,进一步推动消费者需求与认知焕新。消费者对汽车的认知由“单一出行工具”转向“第三生活空间”,期待智能新颖、持续进化、千人千面的汽车消费体验。◆随着汽车消费群体的年轻化发展,中国汽车消费者对于汽车智能化体验需求高涨。智能化体验成为影响消费者购车决策的前七大要素,重要性仅次于质量、性能、设计,高于价格、品牌与购买体验。此外,相比于整体汽车消费人群,30岁以下人群更青睐智能化体验,占比达37%。资料来源:根据公开资料整理 6 15.5%11.0%8.5%9.7%15.9%16.1%11.1%10.6%17.5%15.2%19.0% 33.8%12.5%3.2%汽车车主 智能汽车车主51岁以上 46-50岁 41-45岁36-40岁 31-35岁 25-30岁24岁以下亿欧智库:2021年中国消费者影响购车决策七要素及汽车车主年龄阶段占比高低质量性能设计智能化体验价格品牌购买体验14%2021年中国消费者影响购车决策的七要素重要性排序亿欧智库:功能汽车向智能汽车转变推动消费者需求与认知变化功能汽车Copypaste
fonts.生理需求安全舒适需求情感和归属需求尊重的需求自我实现智能汽车消费者新需求电动化智能化网联化消费者汽车认知个性化:车辆将更懂使用者,满足个性化需求,能体现使用者的自我意愿认同:希望通过车辆凸显社会定位,为身边人所认同社交:更亲密的社交关系将从手机延伸到车辆舒适:使用车辆更加舒适和便捷-座椅、音响等安全:车辆装配更多安全性配置和功能第三生活空间单一出行工具汽车产品定义变化从驾驶中解放智能化体验提升OTA成为智能汽车基础能力,驱动汽车产品价值延伸与商业模式进化◆OTA(云端升级)能力带来的持续升级是智能汽车常用常新,给消费者持续带来智能愉悦驾乘体验的基础。随着消费者对汽车智能化体验的期待升温以及对智能化功能认知的深化,消费者对于通过OTA升级车辆功能与性能的认知程度逐步提升,且对OTA能力有较高的付费意愿。◆特斯拉、小鹏、理想、蔚来等以智能化体验为产品特色的新势力车企已基本形成稳定的OTA节奏,逐步构建产品竞争力护城河。OTA能力带来的软件升级、订阅等新型服务驱动汽车产品价值延伸,传统硬件销售商业模式进化为“硬件+软件持续收费”模式。
7 亿欧智库:消费者对OTA认知程度与支付意愿提升 亿欧智库:新势力车企通过常态化OTA持续提升产品竞争力,创造潜在持续创收渠道◼随着消费者逐渐被智能驾驶、智能座舱、智能网联等功能吸引,消费者对于汽车智能化的认知亦逐步提升;◼近半数消费者对OTA功能感兴趣且认可通过OTA方式进行车辆性能与功能升级,且这部分人群中43.7%的消费者有付费意愿。◼以智能化体验为产品特色的新势力车企们已基本形成稳定的OTA节奏,持续优化和丰富产品体验,构建产品竞争力护城河;◼较高的消费者付费意愿背景下,OTA能力也为车企带来新的价值增长点,OTA软件升级、订阅等形式成为潜在持续创收渠道。2021年中国汽车消费者对OTA的感兴趣程度消费者占比不感兴趣感兴趣对OTA感兴趣的消费者的支付意愿消费者占比16117 5 4.02.81.81.3次数 频率(次/季度)2020年新势力车企(特斯拉、小鹏、理想、蔚来)OTA次数及频率统计FOTA,FirmwareOTA ,即固件更新◼FOTA类似手机上的系统更新,支持FOTA的车辆其整车操作系统打通了车辆绝大多数ECU,实现了整车操作系统对全车几乎100%的硬件控制。SOTA,SoftwareOTA ,即软件更新◼SOTA类似手机上的应用程序APP的在线升级,对应到汽车上,SOTA
更新仅限于以汽车中控大屏及相关ECU(行车电脑)为主的更新。持续升级常用常新48.4%51.6%有支付意愿,43.7% 无支付意愿,56.3%人工智能技术在汽车中应用逐渐丰富,算力是整车智能化发展核心驱动力◆数据、算力、算法是人工智能发展的三要素,也被誉为数字经济时代发展的三驾马车。数据是生产资料,海量优质数据是驱动算法持续演进的基础养料;算法是生产关系,是处理数据信息的规则与方式;算力是生产力,体验为数据处理与算法训练的速度与规模。非结构化数据激增及算法模型的日益庞大与复杂带动算力需求飞速增长,算力已成为人工智能产业化进一步发展的关键。◆随着人工智能技术在汽车智能驾驶与智能座舱等场景中应用的逐步丰富,算力需求亦逐步增长,算力成为整车技术与产品智能化的核心驱动力。资料来源:华为,专家访谈 8 人工智能发展的三要素:数据、算力、算法马力加算力是定义高端智能电动汽车的新标准。““2020
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Day蔚来汽车创始人、董事长兼CEO李斌人工智能的普及驱动相关领域算力需求持续增长算力需求(EFLOPS)411341709162062018 2020 2025E 2030E+395x数据◼海量优质的应用场景数据是训练人工智能算法模型精确性的关键基础算力◼算力是以高性能计算机为载体的为数据处理与算法训练提供的基础计算能力算法◼算法是基于大数据分析得到的规律,并利用规律对未知数据进行预测人工智能在互联网及物联网的多场景应用带来非结构化数据激增,算力负担猛增机器学习算法与神经网络算力算法框架的日益复杂与庞大,带动算力需求飞速增长智能汽车被视为下一代移动智能终端,越来越多人工智能技术在其中得到应用人工智能技术在汽车中的应用举例自动驾驶相关算法:感知算法、多传感器融合算法、SLAM算法、决策算法、规划算法、控制算法;智能座舱相关算法:人脸识别、手势识别、视线跟踪、行为检测、语音识别、自然语言处理、多模融合、场景理解等;随时随地随需随形跨界融合已成汽车产业趋势,算力发展提速汽车产业AI化,加速融合创新◆汽车智能化发展重塑汽车产品结构,软件在整车中占比逐步提升,车内软件及相关智能化硬件成为整车价值核心。产品结构变化推动产业人才结构的转型升级与跨界融合,软件研发已成为汽车领域人才关键技能,自动化、电子信息、计算机等跨学科人才加速涌入汽车产业大军。◆跨学科人才的融入是汽车产业跨界融合趋势的侧面印证。“软件定义汽车”助推新产业链与新开发模式的出现,汽车产业亟需来自互联网与 ICT产业的跨界基因注入。汽车产业算力需求增长为互联网与ICT企业的跨界进入带来新机遇,算力发展将提速汽车产业AI化,加速跨界融合创新。资料来源:中国汽车工程学会,领英,工业和信息化部、国家发展改革委、科技部 9 71%58%38%5%16%35%24% 26% 27%2010 2016 2030E硬件驱动 软件驱动 其他23.17%20.01%19.07%15.68%12.42%3.10%2.65%1.13%计算机类车辆工程电子信息类自动化类机械类交通运输类数学类材料类亿欧智库:2020年中国智能汽车研发人员学科(专业)分布亿欧智库:全球汽车软件与硬件产品内容结构对比 亿欧智库:2020年全球出行领域人才Top10技能汽车产业需要ICT产业的技术,而ICT产业需要以汽车产业为载体进行转型,两者相互成就。““清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全建设汽车强国,必须紧紧抓住当前难得的战略机遇,积极应对挑战,加强统筹规划,强化创新驱动,促进跨界融合,完善体制机制,推动结构调整和转型升级。引导信息通信、能源交通、材料环保等与汽车产业深度融合,构建新型产业生态。——《汽车产业中长期发展规划》智能汽车发展现状、趋势与算力解决方案软件定义汽车开发模式驱动电子电气架构升级,车载计算呈集中化发展◆实现软件定义汽车新开发模式的前提是软硬件解耦,进而分离车辆的硬件与软件开发流程,硬件售出后,通过OTA实现软件的持续迭代与优化,满足用户个性化和长尾需求,延缓硬件平台更新频率,将汽车产品迭代周期由工业周期转为数字周期,实现整车平台生命周期最大化。◆传统功能汽车采用分布式电子电气架构,离散化的ECU软硬件紧耦合且各ECU之间独立性较强,硬件资源无法共享且形成数据孤岛,对用户新需求反馈的整体周期长达20个月以上,难以形成持续快速迭代的软件开发模式。因此,软件定义汽车开发模式驱动整车电子电气架构由分布式向中央集中式演进,其核心是车载计算的集中化发展,高集成化的域控制器、车载中央计算平台是关键。资料来源:博世,地平线,蔚来汽车,公开资料整理 11软件定义汽车开发模式◼软件定义汽车开发模式通过软硬件解耦,将车辆硬件与软件开发流程与周期分离;◼车辆售出后,通过软件持续迭代,一方面可满足用户个性化和长尾需求,另一方面在OTA功能下,可持续获取市场反馈并加以改进优化,形成软件研发闭环。车辆开发周期(3年) 一手车使用周期(5年+N年)硬件软件SOPA版本 B版本软件开发周期分离 售出 软件持续迭代满足用户个性化和长尾需求版本1 版本2 版本NOTA OTA OTA免费付费功能1 功能N新需求驱动车辆换置基础软件/功能付费软件/功能软件开发交付体系需求汇总 软件包初步规划 开发及集成测试 用户验收测试 发布软件包到PLM和FOTA系统 工具链预验证 DPAC备案 小批量车主推送 市场批量推送 车主软件包规划 测试验证 小批量发布 批量发布售后服务及市场反馈分布式电子电气架构 (跨)域集中式电子电气架构 中央集中式电子电气架构◼优点:各模块间功能划分明确,独立性强,软硬件强耦合,各模块可独立开发;◼缺点:各模块间芯片算力无法协同,且相互冗余,分布式架构需要大量内部通信,增加线束成本;功能更新需各模块供应商负责,研发与推送效率低,且供应链管理难度极大;◼芯片需求:70~300颗MCU芯片(取决于车型配置),MCU种类繁多;◼优点:将分散的ECU集中到动力、底盘、座舱、驾驶、车身等几大域控制器中,减少内部通信需求与线束成本;软硬件逐步解耦,硬件超前设计,软件自研,通过OTA灵活更新;◼缺点:域分布式计算下大算力SoC芯片成本较高,算力存在冗余且单车算力存在物理上限;◼芯片需求:4~8颗SoC芯片,40~60颗MCU芯片;◼优点:进一步简化电子电气架构,降低线束设计复杂度与成本,SOA软件架构支持软件功能的迭代与扩展,从车载中央计算发展为车云计算后,车内与云端架构实现无缝结合,车端计算用于车内信息与数据的实时处理,云计算作为补充,提供非实时的数据交互与计算;◼芯片需求:2~4颗SoC芯片,10~20颗高性能MCU芯片;模块化(每个功能独立ECU) 集成化(功能集成) 集中化(域中心控制器) 域融合(跨域中心控制器) 车载中央计算平台 车云计算中央网关ECUECUECUECUECUECUECUECUECU中央网关ECUECUECUECUECUECUECUECUECU ECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCU DCUECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCUECUECUDCU车载电脑ECUECUECUECUECUECU车载电脑座舱由被动智能迈向主动智能,算力需求水涨船高,高通骁龙加速上车◆智能座舱是实现千人千面汽车驾乘体验的重心所在,新势力车企与领先自主品牌车企率先发力,“大屏化”、“多屏化”、“多模态交互”、“一芯多屏”成为座舱发展的热门趋势,伴随着传感器规模的增长与交互模式的复杂化,智能座舱对芯片的算力需求亦水涨船高。◆座舱高算力需求驱动下,以高通第3代汽车数字座舱平台为代表的高性能处理器成为领先车企旗舰车型的主流选择,骁龙系列芯片加速上车。资料来源:高通,专家访谈,公开资料整理领先车企产品智能座舱配置情况硬件显示系统 硬件感知系统 交互方式 算力配置车企代表车型 仪表盘 HUD 中控屏 流媒体后视镜 行车记录仪副驾&后排娱乐系统驾驶员监控系统 语音交互 视觉交互手势交互 芯片蔚来 ET7 10.2英寸 增强平视显示系统(HUD) 12.8英寸 — 4K行车记录仪后排HDR多功能控制屏智能座舱感知摄像头x1语音助手NOMI,支持声纹识别/精准听音辨位/免打扰独立音区— — SA高通8195P小鹏 P5 12.3英寸 — 15.6英寸 — — — DMS摄像头x1语音助手小P,支持全场景语音/全车范围语音交互/20秒连续对话/智能打断人脸识别 — SA高通8155P理想理想ONE 12.3英寸 — 16.2英寸 — 行车记录仪12.3英寸副驾娱乐屏10.1英寸后排功能控制屏—语音助手理想同学,支持四音区锁定/全车自由对话— — 高通骁龙820A德州仪器Jacinto6威马 W6 12.3英寸 — 12.3英寸 — 集成式智能行车记录仪 — 驾驶行为检测摄像头x1语音助手WIMI,支持双音区识别/连续对话人脸识别 — 高通骁龙SA8155P极氪极氪001 8.8英寸14.7英寸飞机舱抬头显示系统(WHUD)15.4英寸 — 行车记录仪 — 车内监测摄像头x2后流媒体摄像头x1AIMate智能助力,支持模糊语义,快速打断对话,声源定位识别等人脸识别 — 高通骁龙820APrem智己 L7 &39英寸(主驾副驾) — 12.8英寸 — 行车记录仪39英寸巨幅智慧场景屏(主驾&副驾) DMS摄像头x1 语音助手斑马 — — 高通SA8155P长安 UNI-K3.5+10.25+9.2英寸TFT三联屏高清仪表— 12.3英寸 仪表集成流媒体后视系统60°环视行车记录仪 — 人脸识别模块x1车顶摄像头x1 语音助手小安 人脸识别座舱全域手势交互系统两颗地平线征程2随着用户对智能座舱的需求维度不断扩展,当前座舱的智能化水平已从以“安全为主”的被动智能提升至需要具备更多主动交互场景、涵盖更多内容与多重服务的“主动智能”。“——高通技术公司产品市场高级总监“艾和志主动智能◼新型座舱芯片需兼顾多重服务需求,以更高算力的AI芯片为主,当前市场高通具备领先优势;被动智能◼传统座舱芯片仅需支撑单一的安全要求,以德州仪器、瑞萨、恩智浦为主要供应商;座舱智能化由“被动智能”迈向“主动智能”,以高通第3代骁龙汽车数字座舱平台为代表的高性能处理器加速上车12感知、交互、场景应用升级,座舱计算平台将持续向集成式解决方案演进◼随着座舱对环境感知、车辆状况、用户习惯感知的进一步覆盖,将形成“人-车-路”三位一体深度感知,并基于此构建场景引擎与机器主动式交互,打造更好的情景感知安全、更高层级的自然交互与更个性化的驾乘体验,座舱空间将得到进一步延伸,进化为第三生活空间。◼在感知、交互、场景应用持续升级的背景下,座舱芯片需支撑大规模传感器数据处理、持续攀升的AI算法数量与海量应用软件服务,座舱数据量与处理需求将超过手机,算力需求飞速增长。作为操作系统级车联网解决方案供应商,梧桐车联认为座舱计算平台大算力发展已成必然趋势。大算力的座舱SoC芯片将减少组件数量,降低架构复杂程度,智能座舱计算平台将持续向集成式解决方案演进。资料来源:腾讯车联,梧桐车联,商汤,专家访谈 13输出输入DMS摄像头◼驾驶员身份识别◼疲劳监测◼分心检测◼危险动作识别◼注视区域识别IMS摄像头◼遗留物体检测◼人脸属性分析◼座位占用检测◼安全座椅检测◼宠物检测多音区麦克风◼多音区语音唤醒◼多音区语音识别◼自然语言处理◼连续对话◼可见即可说车内毫米波雷达◼车内乘员检测◼生命体征检测◼手势识别◼占位检测近车外摄像头◼人脸识别开车门◼人脸识别开尾门◼人脸识别迎宾车辆信息输入◼轮胎信息◼电池管理信息◼车辆状态信息◼车辆定位信息车外前视摄像头◼前车碰撞预警◼行人碰撞预警◼车辆偏离预警◼交通标示识别◼交通信号识别“人-车-路”三位一体深度感知场景引擎个性化智能推荐,实现“服务找人”机器主动式交互车辆数据用户数据环境数据交通数据场景自适应技术对场景形成三维语义理解基于人路信息主动检测场景变化预测该场景内可能发生的事情针对场景主动给出相关行动建议用户兴趣车端场景服务应用++个性化服务推荐 + 语音识别 人脸识别 触屏识别 手势识别 虹膜识别 生物识别模态融合更直觉化的交互 更个性化的交互 更主动的交互 更情感化的交互出行场景 娱乐场景 车生活场景 社交场景通勤、出游、拥堵…… 听歌、听书、游戏…… 停车、加油、违章预警…… 车载通信服务、约会接人……驾驶舱系统 信息娱乐系统 其他系统液晶仪表盘 HUD 流媒体后视镜 IVI触控显示屏 流媒体后视镜 后排娱乐系统 智能座椅 空调系统 智能音箱地图导航 音乐播放 电台广播 儿童教育 新闻资讯 视频播放 生活服务 办公 游戏 健康 社交通讯 ……当前车机芯片算力落后手机端1~2代,但手机的数据处理量、处理速度要求以及安全要求远低于车端,未来车端数据量与处理需求一定会超过手机。“——梧桐车联 “ 技术与研发副总裁王永亮随着座舱内外应用的摄像头、毫米波雷达、麦克风等传感器的进一步丰富,智能座舱将形成“人-车-路”三位一体的深度感知,视觉图像、语音等数据处理将推动算力需求进一步增长。01 “人-车-路”三位一体深度感知基于“人-车-路”三位一体的深度感知以及AI算法的应用,构建场景引擎,实现用户兴趣、车端场景与服务应用的结合,并基于多模态交互,实现机器主动式交互,进而个性化智能推荐的“服务找人”。02 个性化智能推荐,实现“服务找人”随着智能化程度的提升,智能座舱将逐渐成为第三生活空间,座舱场景由出行场景衍生为娱乐、社交等多重场景。座舱内软件应用服务将极大丰富,座舱芯片需支撑更多软件的持续迭代需求。03 座舱场景延伸,软件应用服务极大丰富车型 ES6 ES8 EC6 G3i P7 P5 理想ONE(2021) W6 C01 极氪001 阿尔法SHI版智能驾驶传感器配置- 1个三目前向摄像头- 4个环视摄像头- 5个毫米波雷达- 12个超声波传感器- 1个单目前向视觉装置- 4个环视摄像头- 3个毫米波雷达- 12个超声波雷达- 5个高精毫米波雷达- 12个超声波传感器- 4个环视摄像头- 10个高感知摄像头- 1套高精定位系统- 2个激光雷达- 5个毫米波雷达- 12个超声波传感器- 4个环视摄像头- 9个高感知摄像头- 1套高精定位单元- 1个800万像素辅助驾驶前摄像头- 1个前向毫米波雷达- 4个角毫米波雷达- 12个超声波传感器- 4个环视摄像头- 4个高清环视摄像头- 2个高清前视摄像头- 5个毫米波雷达- 12个超声波雷达- 1个驾驶行为检测摄像头- 1个双目摄像头- 1个人脸识别摄像头- 4个环视摄像头- 4个盲区摄像头- 12个超声波传感器- 5个毫米波传感器- 7个800万像素长距高清摄像头- 1个250m超长感知毫米波雷达- 12个短距超声波雷达- 4个短距环视高清摄像头- 2个车内监测摄像头- 1个车外监测摄像头- 1个后流媒体摄像头- 3颗激光雷达- 6颗毫米波雷达- 12颗超声波雷达- 9颗ADS摄像头- 4颗环视摄像头智能驾驶芯片配置1颗MobileyeEyeQ41颗MobileyeEyeQ41颗NvidiaXavier1颗NvidiaXavier2颗地平线征程3—两颗凌芯012颗MobileyeEyeQ5HMDC810算力表现 2.5Tops 2.5Tops 30Tops 30Tops 10Tops — 8.4TOPS 24Tops 400+TOPS传感器配置“内卷”,Mobileye与英伟达二分天下,中国“芯”量产上车◆伴随着ADAS辅助驾驶功能在新车市场上渗透率的不断提升,新势力与领先自主品牌车企在智能驾驶领域的厮杀日益激烈,智能驾驶传感器配置走向“内卷”,以蔚来、小鹏、极狐为代表的车型更是率先宣布激光雷达量产上车。当前智能驾驶芯片市场呈现 Mobileye与英伟达二分天下之势,以地平线、海思为代表的本土化芯片厂商凭借AI计算与大算力优势在自主品牌车企市场中占据一席之地,率先实现国产芯片量产上车。资料来源:各公司官网 14亿欧智库:2021年新势力与领先自主品牌车企代表车型及算力配置名称 MobileyeEyeQ4 MobileyeEyeQ5H NvidiaXavier 地平线征程3 零跑凌芯01 华为MDC810核心数据 28nm,2.5Tops,3W 7nm,24Tops,10W 12nm,30Tops,30W 16nm,5Tops,2.5W 28nm,4.2Tops,4W 400+Tops支持功能 可实现全L2级辅助驾驶功能,最高可支持L3级自动驾驶;最多支持20个外部传感器,可支持L4级别自动驾驶;传感器处理、测距、定位和绘图、视觉和感知以及路径规划,最高支持L5级别自动驾驶;在L2级辅助驾驶功能之上,支持NOA导航辅助驾驶功能,支持L3级别自动驾驶;可支持自动泊车、ADAS辅助驾驶域控制; 支持乘用车L4~L5级别自动驾驶;列装车型蔚来ES8/ES6/EC6、广汽AionV/X、哪吒U、威马EX5、小鹏G3i宝马iX、极氪001 小鹏P7/P5 理想ONE2021款 零跑C11 极狐阿尔法SHI版预置算力最大值决定车辆智能化升级上限,算力先行成为车企主流策略◆当前面向量产乘用车的智能驾驶系统整体处于L3及以下级别,智能驾驶技术仍在持续迭代升级中。汽车产品具备较长的生命周期,一般为5~10年,车载计算平台的算力上限决定车辆生命周期内可承载的软件服务升级上限。智能驾驶软件迭代周期与硬件更换周期存在错位。◆为保证车辆在全生命周期内的持续软件升级能力,主机厂在智能驾驶上采取“硬件预置,软件升级”的策略,通过预置大算力芯片,为后续软件与算法升级优化提供足够发展空间。以蔚来、智己、威马、小鹏为代表的主机厂在新一代车型中均将智能驾驶算力提升至500~1000Tops级别。资料来源:专家访谈,公开资料整理 152022Q3G9
搭载XPILOT4.0 硬件2022年内 M72022Q1 L72022Q1 ET7- 1个超远距高精度激光雷达- 11个800万像素高清摄像头- 1个增强主驾感知- 5个毫米波雷达- 5个毫米波雷达- 12个超声波传感器- 1个V2X车路协同感知- 2套高精度定位单元- 5个毫米波雷达- 12个定制化超声波传感器- 12个高精度摄像头- 1个独立高精定位模块- 兼容激光雷达软硬件架构升级方案- 3个高精超视激光雷达- 5个毫米波雷达- 12个超声波雷达- 11个摄像头- 1个独立高精定位模块- 2个激光雷达- 5个毫米波雷达- 12个超声波传感器- 4个环视摄像头- 9个高感知摄像头- 1套高精定位单元- 增加800万像素前视双目摄像头,290万像素侧视摄像头芯片配置及算力2颗NVIDIAOrin -X508Tops4颗NVIDIAOrin -X1016Tops1颗NvidiaXavier30Tops激光雷达版改用NVIDIAOrin -X508~1016Tops4颗NVIDIAOrin -X1016Tops◼不同于一般的消费电子产品,汽车产品具备较长的生命周期,一般为5~10年。当前汽车算力主要来源仍是车载计算平台,车载算力上限决定了未来汽车能够承载的软件服务升级上限,进而决定汽车智能化程度上限与全生命周期价值;◼因此,在软件技术仍处于持续升级迭代的当下,“硬件预埋,软件升级” 成为主机厂新车产品生命周期管理的主流策略,通过预埋大算力硬件以保证车辆在全生命周期内的持续软件升级能力。亿欧智库:软件定义汽车开发模式下算力预置的必要性 亿欧智库:新势力车企在新一代车型中将智能驾驶算力提升至500~1000Tops级别汽车产品生命周期2021 2022 2023 2024 2025◼软件定义汽车开发模式下,车辆售出后会通过持续的软件迭代,提高车辆功能与性能;智能驾驶系统算力需求逐步达到硬件预置算力最大值;智能汽车预置能智 算力最大值驾驶系统算力需求全场景自动驾驶点到点通行链路逐步打通,算力需求持续攀升且走向开放◆L2级别及以下的智能驾驶系统所需处理的数据量小且算法模型简单,因此以Mobileye为代表的小算力芯片与算法的强耦合即可满足系统需求。◆随着激光雷达等高性能传感器的量产上车以及智能驾驶系统算法的泛化性提升,面向量产乘用车的全场景自动驾驶点到点通行链路正逐步打通。◆对于L3级别及以上的智能驾驶系统而言,传感器数量的增加及分辨率的提升带来海量数据处理需求,算法模型的复杂程度亦大幅提升,驱动算力需求迅速增长。软硬件解耦的智能驾驶芯片是实现算法持续迭代升级的基础,以英伟达为代表的开放算法生态的芯片更受主机厂青睐。资料来源:黑芝麻智能,专家访谈 16超声波雷达x6毫米波雷达x6摄像头x1DNN模型x10超声波雷达x12毫米波雷达x5摄像头x5DNN模型x20超声波雷达x12毫米波雷达x6激光雷达x1摄像头x8DNN模型x40超声波雷达x12毫米波雷达x6激光雷达x3摄像头x10DNN模型xN超声波雷达x12毫米波雷达x6激光雷达x5摄像头x12+2015 2020 2022-2023 2025 2030亿欧智库:面向量产乘用车的“车库——城市道路——高速道路—城市道路——车库”全场景自动驾驶点到点通行链路正逐步打通拥堵跟车 红绿灯路口 车辆加塞换道超车 高速巡航 城区高架大卡车左右偏离行驶自动上下匝道 ETC收费站 公司入口 自动泊车5KDMIPS<1TOPS20KDMIPS10+TOPS80KDMIPS100+TOPS200KDMIPS500+TOPS500KDMIPS1000+TOPS大算力芯片成厂商角力场,算力非芯片评价唯一指标,需兼顾多重因素◆如何更好地满足智能汽车日益增长的算力需求,提升计算效率,是当前影响汽车产业智能化发展的关键问题。大算力芯片是解决上述问题最为直接且有效的方法。大算力芯片成为汽车智能化发展的关键“基础设施”,也成为芯片厂商的角力场。◆以高通、英伟达为代表的国际芯片巨头在大算力芯片上具备绝对领先优势。以地平线、海思、黑芝麻智能、芯驰科技为代表的本土自主芯片厂商上发力追赶,在产品力上跻身领先梯队。芯片的绝对算力高低固然重要,但对于主机厂开发量产车型而言,芯片选择需兼顾算力、成本、功耗、易用性、同构性等多重因素。因此,如何在有限算力下帮助客户算法软件最高效地运行是衡量芯片厂商竞争力的核心标准。资料来源:地平线,安谋中国,各公司官网,专家访谈 17软件在芯片上运行的效率才是评价芯片优劣的核心标准。优秀的芯片公司绝不能只把算力作为设计目标,更不应一味炫耀算力。在打造芯片时追求的目标应该是,以有限的算力让软件最高效地运行。““地平线创始人兼CEO余凯TOPS/W01◼TOPS◼TOPS/W(位宽、功耗、OPS利用率)◼存储带宽成本03◼OPS利用率/能效比高,成本低模型运行评分05◼MLPerf◼AI-Benchmark◼DAWNBench◼Benchmarking(AIIA)工具链06◼支持不同的算法的框架◼性能仿真器◼准确的调试反馈◼神经网络量化优化最真实的AI效能(MAPS/Watt&MAPS/$)=理论峰值计算效能x有效利用率xAI算法效率=TOPS/Watt
&TOPS/$
xUtilization
xMAPS/TOPS◼算力能否应对非常规网络◼算力能否拓展支持的层种类◼算力能否兼容将来可能出现的新网络灵活性02◼具有应用处理器核(AP)-SoC芯片◼包含其他非深度学习的图像处理模块◼包含视频处理与编解码模块◼有丰富的嵌入式接口用于数据传输和控制非AI功能04亿欧智库:AI芯片选型评估标准亿欧智库:大算力芯片成为芯片厂商角力场 ◼随着整车电子电气架构架构由域集中式向中央集中式发展,智能驾驶与智能座舱主控芯片将向中央计算芯片融合;◼通过提高芯片集成度进一步提高计算效率,降低制造成本。EyeQ42.5TOPSTDA48TOPS V3H8TOPSJ35TOPSEyeQ524TOPSV3U60TOPSJ5128TOPSXavier
30TOPSJ6516TOPSOrin
254TOPSAtlan1000TOPSA100058TOPSA1000Pro
106TOPS A2000250TOPSAscend910512TOPSJ24TOPSSE100090~100kDMIPS900+GFLPOS
8+TOPS骁龙602A58GFLOPS骁龙820A45kDMIPS320GFLOPS第3代骁龙汽车数字座舱SA6155P40kDMIPS430GFLOPSSA8155P85kDMIPS1142GFLOPS3TOPSSA8195P150kDMIPS2100GFLOPS9TOPS麒麟710A166GFLOPS麒麟990A80KDMIPS768GLOPS3.5TOPSV9111KDMIPS1205GLOPS1.9TOPSR-CARH340kDMIPS288GFLPOSJacinto6
12~24kDMIPS70~140GLOPS Imx826kDMIPS128GFLOPS2.3TOPSA396048.5KDMIPS216GLOPS TegaX2750GLOPS智能驾驶域独立发展智能座舱域独立发展第4代骁龙汽车数字座舱平台V9S500-1000TOPSX9U100KDMIPS300GFLOPS注:DMIPS代表CPU算力,GFLOPS代表GPU算力,TOPS代表AI算力车载计算平台面临功耗、散热、电磁、质量多重挑战,算力存在物理上限◆大算力芯片的上车应用离不开车载计算平台的支撑。为支持并兼容L3及以上智能驾驶系统数量与类型繁多的传感器与执行器需求,车载计算平台多采用异构芯片硬件方案,以满足系统接口与算力需求。异构芯片硬件方案包括采用单板卡集成多种架构芯片的方案,以及采用同时集成多个架构单元的SoC芯片的方案。车载计算平台可通过提高单芯片算力、复制堆叠计算单元等方式实现算力的弹性拓展。◆由于车载计算芯片仍在不断发展中,车载计算平台的异构芯片形态将长期存在。相较传统ECU,车载计算平台的复杂度呈数倍提升,面临功耗、散热、电磁、质量等多重挑战。此外,由于能效比、工艺制程以及芯片堆叠带来的功耗、散热与成本挑战,车载计算平台算力存在物理上限。资料来源:超星未来,地平线,长城汽车,中国软件测评中心,专家访谈 18亿欧智库:大算力计算平台复杂度较传统ECU数倍提升,面临多重挑战功耗挑战01散热挑战02电磁挑战03质量挑战04器件数>10倍↑PIN/布线/焊点数>10倍↑PCB层数>4倍↑整机功耗>10倍↑EMC强度>10倍↑单板面积>6倍↑应用软件 数据及地图 HMI及需求 感知融合 决策规划 网联运控 控制执行标准API功能软件系统软件硬件平台自动驾驶通用框架模块(感知、规划、控制)深度学习和视觉模块 传感器模块 …… 网联模块 运控模块AUTOSARRTESafetyRTOSBSWMCALPOSIX/ARA …… 管理平面和实时控制平面 分布式通信Linux等 Lniux优化/其他安全实时内核Hypervisor及BSPDrivers异构分布硬件框架AI单元-GPU/FPGA/ASIC
AI单元+CPU 计算单元-多核CPU 控制单元-MCU外围硬件车辆平台摄像头、雷达(激光、毫米波等)、GPS惯导等传感器 V2X(运控、地图等) 动力、底盘控制等自动驾驶车辆工程、功能需求、平台技术、整车集成传感器接口、执行器接口安全体系工具链(开发、仿真、调试、测试等)亿欧智库:车载计算平台架构亿欧智库:车载计算平台算力存在物理上限以英伟达Orin芯片为例,其采用8nm工艺制程,单芯片算力达到256Tops,功耗达到65W,能效比达到3.9Tops/W。01 同一工艺制程下,芯片能效比存在上限相比于消费级、工业级芯片,车规级芯片在温度、湿度、出错率和使用时间上有更严苛的要求;对于先进制程芯片而言,适应车规级要求是巨大挑战,摩尔定律在智能汽车上难以持续。02 严苛的车规级要求下,摩尔定律难以持续当前车规级芯片最先进的制程工艺为7nm,因此若要实现高算力车载计算平台,只能通过堆叠大算力芯片的方式。但随之而来的是高功耗、散热难题与高芯片成本的挑战。03 大算力芯片堆叠带来功耗、散热与成本挑战◼若采取自然散热方式,功耗最高需控制在30~40W◼若采用水冷散热方式,功耗最高需控制在300~400W当前的汽车形态与车辆环境下,车载计算平台散热能力有限:超星未来:底层技术创新突破算力瓶颈,软硬件协同优化重构计算平台◆北京超星未来科技有限公司(以下简称“超星未来”)由清华大学车辆与运载学院、电子工程系跨学科联合孵化成立,基于软硬件协同优化的核心思想,提供高可靠、高能效的自动驾驶计算解决方案。◆超星未来核心产品包括:NOVA-Box自动驾驶计算平台、NOVA-X自动模型优化工具链、NOVA-3D点云算法优化加速与部署工具、NOVA-IP面向自动驾驶域的定制加速IP库、NOVA-Drive高可靠性中间件、NOVA-Auto自动驾驶框架、NOVA-AI自动驾驶核心算法模型等。资料来源:超星未来,专家访谈 192019 2020 2021◼2019.4公司成立◼2019.6完成天使轮融资◼2019.11中关村高新技术企业◼2019.12与赛灵思达成战略合作◼2019.12发布高级别自动驾驶计算平台NOVA30◼2020.1发布低速场景计算平台NOVA09◼2020.1A轮融资◼2020.7成立超星未来上海研发中心◼2020.7国家高新技术企业◼2020.8A1轮融资◼2020.10成立山东超星智能科技有限公司◼2020.10CVPR
LPCV 全球第三◼2020.12海淀区胚芽企业,中关村金种子企业◼2021.5发布新一代高级别自动驾驶计算平台NOVA30P◼2021.6NVIDIAHackathon
二等奖◼2021.10中关村智能网联前沿技术创新大赛冠军◼2021.10北京市“专精特新”中小企业◼2021.11BMW
ChinaITInnovationChallenge金奖超星未来软硬件协同优化方案 超星未来软硬件协同优化方案实践效果视觉雷达定位地图灵活易部署 高能效 高可靠异构硬件计算平台模型压缩结构搜索NN加速处理非NN定制化加速基础软件环境优化方案C方案B方案ANOVA-IP CPU GPU基于超星未来IP库产品与原始方案的性能对比案例:基于神经网络的点云目标监测原始方案:>300ms,瓶颈在于NN部分采用NOVA-X可将NN部分压缩至1/4,但是CPU部分成为瓶颈采用NOVA-IP对点云预处理部分进行加速,进一步提升整体性能,达到实时要求我们认为,犹如带着镣铐舞蹈一般,计算平台的挑战在于硬件和功耗等资源受限条件下的优化问题。““超星未来联合创始人、CTO梁爽算力限制功耗限制成本限制大量视觉感知3D点云感知高精度定位◼围绕神经网络计算加速处理为核心,从软件协同的角度上通过模型压缩、结构搜索的方式来优化、设计出对硬件更为友好的模型;◼同时,针对神经网络之外的其他计算,通过定制化的FPGA加速器IP设计,大幅度降低在CPU这些通用单元的算力开销,缩短计算平台处理的延迟;◼在处理完所有能效优化基础后,还会对基础软件环境做优化,以及最终有一个异构计算平台把软硬件技术承载起来,开放提供给客户。视觉特征提取20x加速点云目标检测11x
加速点云定位10~50x
加速方便部署平台算力安全可靠算法快速迭代更多更好的传感器平台的硬件性能挑战矛盾问题复杂的算法系统 受限的硬件资源部署车辆控制平台超星未来:打造软硬件协同优化全栈计算平台解决方案,赋能多场景客户◆超星未来定位于Tier1.5,通过产品的软硬件解耦与标准化平台化,面向多级别智能驾驶场景客户,以多元合作方式提供开放、高效、便捷、可靠的智能驾驶计算解决方案。◆超星未来已与赛灵思、德赛西威、英恒科技、宇通客车、陕汽商用车、普渡机器人、奇瑞、文远知行等一线汽车供应商、主机厂、机器人和自动驾驶公司建立战略合作关系。资料来源:超星未来,专家访谈超星未来NOVAUTO
软硬件协同优化全栈计算平台解决方案NOVA-Box计算平台解决方案NOVA30P NOVA09 NOVA15高级别智能驾驶场景异构嵌入式车载计算平台车规级L2+高能效嵌入式车载计算平台边缘AI计算场景的低功耗高能效计算平台高级别自动驾驶应用(Robotaxi、Robobus、Robotruck)高级辅助驾驶应用(HWP、TJA、AVP、ADAS)应用软件自动驾驶框架(NOVA-Auto)功能软件核心算法模型(NOVA-AI)环境感知 融合定位 决策规划地图引擎 云控接口 ……视觉识别 点云识别 车道线检测可行驶区域 轨迹预测 ……支持多种自动驾驶算法应用系统软件中间件(NOVA-Drive)AUTOSAR
AP
|CP 操作系统认证和访问管理 平台健康管理 升级与配置管理进程管理SOA通信 时间同步状态管理 ……异构计算平台(NOVA-Box)AI计算单元FPGA(定制化IP)/GPU 控制计算单元MCU 通用计算单元ARM自动优化部署工具链(NOVA-X)(开发、仿真、优化部署、测试)RTOS(QNX、VxWorks)Hypervisor&BSPNOVA-Slim自动压缩工具NOVA-3D3D点云算法优化与部署工具……OEM&Tier1垂直领域方案商芯片、传感器等产业链伙伴软硬件解耦独立交付方案(查缺补漏) 软硬件一体化整体解决方案(一站式)NOVA-X优化加速客户客户自研算法 硬件平台参数量减少40x客户自研算法经NOVA-X优化加速后,在算法模型精度不变的基础上,可实现:计算量减少18x延迟加速9x持续自主创新,与产业链上下游伙伴建立深度合作关系◼合作模式:以软硬件解耦的方式,提供定制化NOVA-IP、自动优化部署工具链NOVA-X、3D点云优化部署工具NOVA-3D等产品案例◼合作模式:提供软硬协同优化全栈计算平台解决方案NOVA30PRobotaxiRobobusRobotruck无人配送无人环卫……提供NOVA30P计算平台及配套工具链20传感器芯片化与多传感信息特征级融合的结合可有效缓解主控芯片计算负载◆随着传感器的分辨率、数量与类型增长带来数据量的指数级增长,前端传感器在获取数据后进行预处理和优化的重要性将逐步提升,可有效降低对车载计算平台的算力负担。以激光雷达芯片化为例,通过集成接收端的线阵/面阵SoC芯片,可对单光子信号进行片内处理得到点云数据。◆根据信息处理的抽象程度,多传感器信息融合可分为数据级、特征级、决策级三种解决方案。通过传感器芯片化与多传感器信息特征融合解决方案的结合,在传感器端完成原始数据的特征提取,在车载计算平台完成特征数据融合、识别判断和决策,可有效缓解车载计算平台计算负载。资料来源:禾赛科技招股书,根据公开资料整理 2101
数据级融合◼所有传感器类型只有一个感知算法;◼将多个传感器的原始观测数据直接进行融合,然后再从融合数据中提取特征向量进行判断识别、决策。03
决策级融合◼每个传感器都有独立的感知算法;◼将各个传感器采集到的原始数据单独进行特征向量的提取,并进行识别判断,得到各个传感器生成的监测对象数据;再将所有传感器得到的目标数据融合,输出决策。02
特征级融合◼先从每个传感器提供的原始观测数据中提取代表性的特征,再把这些特征融合成单一的特征向量,特征向量包括边缘、方向、速度、形状等;◼基于融合后的特征向量进行识别判断、决策。监测对象传感器1传感器2传感器n数据级融合特征提…… 取 识别决策监测对象传感器1传感器2传感n决策级融合决…… 策 特征提取特征提取特征提取识别识别识别监测对象传感器1传感器2传感器n特征级融合……特征提取特征提取特征提取识别决策亿欧智库:多传感器信息融合的三种解决方案(按信息处理的抽象程度划分)◼数据级融合方案中不存在数据丢失的问题,且结果精度较高,但该方案数据计算量大,对系统通信带宽要求较高;◼决策级融合方案可有效融合反映环境或目标各个侧面的不同类型信息,对信息传输带宽要求很低,但感知结果精度不足;◼特征级融合解决方案对计算量与通信带宽要求相对数据级融合方案有所降低,且方案兼顾精度与召回率。亿欧智库:传感器芯片化可有效缓解主控芯片负载(以激光雷达芯片化为例)扫描式架构 面阵式架构分立器件 芯片化V1.0 芯片化V1.5 芯片化V2.0 芯片化V3.0EEL+分立多通道驱动APD+分立多通道TIAEEL+多通道驱动ICAPD+多通道模拟前端IC高精度ADC芯片VCSEL+多通道驱动ICSiPM+多通道模拟前端IC高精度TDC芯片VCSEL+多通道驱动ICSPAD阵列+线阵SoCVCSEL面阵+面阵驱动ICSPAD阵列+面阵SoC激光雷达芯片化发展路线FPGA(主控单元)时序控制、波形算法处理、激光雷达其他功能模块控制SoC芯片单片集成探测器、前端电路、波形数字化、算法处理、脉冲控制等功能;接收端采用面阵式SoC芯片可实现对单光子信号进行片内处理得到点云数据,能够取代FPGA主控芯片。高精度数字化芯片ADC/TDC数字化采集,实现模拟信号到数字信号的转化多通道模拟前端芯片高速模拟开关实现通道通道选通,以及实现模拟信号放大放大后的模拟信号模拟信号探测器激光器 接受回波信号发射激光脉冲多通道激光驱动芯片驱动激光器发射激光脉冲数字信号激光 回拨激光雷达专用芯片及功能模块示意图控制三种多传感器信息融合解决方案对比“云-网-边-端”融合计算可突破单车算力物理上限,实现算力供给弹性拓展◆随着车规级芯片制程的逐步突破,受限于车端物理环境,芯片制程将到达极限,摩尔定律下单芯片算力增长难以持续,车端算力终将到达物理上限。为满足智能座舱与智能驾驶的持续深化发展,智能汽车算力供给模式将走向“云-网-边-端”融合计算,实现算力供给的弹性拓展。◆通过云端、通信网端、边端、车端的连接融合,可建立一个充满计算和通信能力的环境,形成智能汽车算力服务网络。新的计算架构下,5G+V2X提供更高效的通信管道,云端、边端、车端之间可实现近实时的数据交互。智能汽车与边缘计算节点实现协同感知和计算任务协同,具备低时延、本地数据脱敏处理等优势,车载计算平台聚焦现场级计算需求,云计算则聚焦非实时的大体量数据分析与算法训练。资料来源:云计算开源产业联盟,国汽智控 22智能网联汽车将成为四个轮子上的“ 数据中心”,以单车计算平台为基础的车辆智能存在诸多局限性。国汽智控提出了车云协同计算框架和车路云协同基础软件(ICVEC)产品。车云协同计算框架利用5G和边缘云(MEC)网络和计算资源,将ICVOS跨平台运行在边缘云或中心云,利用5G的低延时特性构建数据通道,实现车端软件与云端应用协同工作,打破了车端硬件的限制,利用云端弹性可扩展的计算资源,为车端软件的持续发展更新提供了可能。““国汽智控(北京)科技有限公司总经理、首席技术官尚进亿欧智库:“云-网-边-端”融合计算架构亿欧智库:“云-网-边-端”融合计算的价值云网边端边缘计算节点 边缘计算节点通信网络 通信网络云端计算大脑车端计算平台 车端计算平台复杂验算:负责大体量数据分析,算法训练敏捷反应:实现协同感知、本地计算就近闭环感知交互:满足现场级计算实时信息交互:利用V2X实现边缘计算节点与车端的实时信息交互◼“云-网-边-端”融合的泛在计算架构下,云计算聚焦非实时的大体量数据分析及算法训练,5G+V2X通信支持下,车端可与边缘计算节点实现协同感知和计算任务协同,具备低时延、本地数据脱敏处理等优势,降低主干网络负载;车载计算平台聚焦现场级计算需求。◼硅基芯片单核制程将在3纳米到达极限;随核数的增加,单位算力功耗增长显著,摩尔定律下的单芯片算力增长难以持续;◼自动驾驶与智能座舱应用在车端产生的庞大原始数据对于车端、云端计算能力和成本提出新挑战,且存在数据安全风险。通信网络 通信网络智能汽车算力市场发展现状与企业布局特点算力需求升级驱动车载计算芯片市场规模增长,产业供应链变革悄然酝酿◆汽车智能化升级带动整车半导体元器件价值提升,2020年汽车领域芯片需求量已占全球芯片市场11.4%,持续上涨的算力需求将驱动车载计算芯片市场规模增长,车载计算芯片市场将迎来高速发展期。亿欧智库测算,2021年中国车载计算芯片市场规模将达15.1亿美元,2025年市场规模将迅速增长至89.8亿美元。车载计算芯片将成为智能汽车产业价值核心。◆汽车智能化的巨大市场吸引多方入场,产业供应链的变革悄然酝酿,将形成融合、扁平的新型供应生态,算力生态则是至关重要的一环。资料来源:SIA,ICinsights
24零部件供应商主机厂4S店消费者零部件供应,以硬件为主研发、集成、制造整车销售、售后服务使用传统汽车垂直供应链◼传统汽车供应链呈现垂直链式结构,按照上下游之间不同的责任分工进行资源匹配;◼传统汽车供应链是一个ToB的逐层传递价值结构,最终由主机厂通过4S店将产品传达给用户。融合、扁平的新型供应生态◼主机厂将构建融合、扁平的自身生态体系,角色边界模糊,中间环节减少,供应商与主机厂形成共生共赢关系;◼新型汽车供应生态以用户的体验和需求作为驱动力,价值周期延长。主机厂构建自身生态体系传感器生态服务生态软件生态传感器芯片自动驾驶算法应用服务V2X出行服务数字营销人机交互……56.0%32.4% 33.0% 31.2%19.0%30.8% 28.5% 32.3%13.0%12.3% 13.3% 12.0%5.0%11.5% 12.2% 11.4%8.0%13.0% 13.2% 13.0%1998 2018 2019 2020通信 电脑 消费电子 汽车 工业和其他亿欧智库:1998-2020年全球各领域需求端芯片市场份额占比1998 2020+6.4%亿欧智库:2021-2025年中国汽车销量及车载计算芯片市场规模预测算力生态2600 2710 2767 2855 296315.1 29.542.661.489.82021E 2022E 2023E 2024E 2025E中国汽车销量(单位:万辆) 中国汽车计算芯片市场规模(单位:亿美元)◼2015年6月完成对Altera的167亿美元并购,后者是全球第二大FPGA芯片厂商,市占率达35%,其自动驾驶域控制芯片应用在奥迪等车型中;◼2017年3月完成对Mobileye的153亿美元收购,后者是全球领先的自动驾驶芯片及算法厂商,其系列芯片在L2及以下自动驾驶领域有广泛应用。◼2020年9月启动对Arm的并购,并购金额预计为400亿美元;Arm架构的CPU内核目前在移动智能终端、自动驾驶领域有广泛应用;截至2021年11月,该项并购交易受到来自美国、英国等多国监管机构的阻力,2021年11月,英国以竞争和国家安全为由,对该笔交易开展24周全面调查。◼2016年10月启动对恩智浦的并购交易,后者在汽车MCU芯片上市占率第一,且较早布局智能座舱主控芯片,但于2018年7月宣布并购交易失败;◼2021年10月,宣布与维宁尔达成最终收购协议,交易金额达45亿美元,收购完成后,高通将把维宁尔的Arriver软件部门的计算机视觉、驾驶决策与辅助驾驶等算法资产融入高通Snapdragon
Ride自动驾驶平台中。◼2020年10月启动对赛灵思的并购交易,并购金额预计为350亿美元;赛灵思是当前全球最大的FPGA芯片厂商,在L2及以下的自动驾驶领域有广泛应用;2021年10月,AMD透露与赛灵思并购案有望在2021年年底完成交易。2021年11月,特斯拉在最新交付车型中采用AMD提供的Ryzen芯片。消费电子芯片巨头抢先布局下一个十年,夺得市场先机,以并购深挖护城河◆随着渗透率趋于饱和,智能手机市场缓慢进入瓶颈期。智能手机芯片市场带来的
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