车载Chiplet技术产业研究：智能汽车算力架构新范式

请务必阅读正文之后的免责条款部分产业深度产业深度强等潜在优势。Chiplet技术将传统的系统级芯片划分为多个单功能或多功能组合的“芯粒”，在一个封装内通过基板互连成为一个完整的复杂功能芯片。运用Chiplet技上市速度，满足激烈竞争的智能汽车市场需求。Chiplet可将多颗成本更低的小die共术将其合封在一起。将大块的SoC芯片按功能板块拆分成小芯粒，可减少重复的设研发周期，提升产品的迭代速度，以帮助车企应对激烈的市场竞争。辅助驾驶水平高、智能座舱功能丰富，智能化程度大大提升。AI前采用微缩路线的车规算力芯片正受到摩尔定律放缓的影响，潜在性能提升空间和探索满足高算力与高性价比的芯片架构新方案。车规芯片的要求和标准相对较高，Chiplet芯片技术车规验证难度高，尚存在散热性baoyanxin@展——算力产业研究报告系列（六）会研究系列（二）请务必阅读正文之后的免责条款部分2of24 3 31.1.1.从传统燃油车发展为智 4 5 6 82.1.车载算力需求爆发与技术进步提升不 8 82.1.2.智能座舱域算力需求加速提升 2.1.3.车载娱乐需求推动算力要求上升 2.1.4.车载算力技术进步和算力需求增长不匹配 2.2.汽车市场竞争激烈，算力芯片技术需要降本增效的 3.1.Chiplet车载领域 3.1.2.Chiplet解决先进制程性 3.2.Chiplet提供更灵活、研发周期更短和降本增效的算 3.2.1.Chiplet有助于降低芯片研发周期，研发 4.1.2.封装技术难以满足车载恶劣的工况条件 4.2.2.车载Chiplet链 4.2.3.Chiplet链接标准有待统一 请务必阅读正文之后的免责条款部分3of24汽车智能化高速发展的背景下，车载算力需求将持续显著提升。+L1BEV+L340-60个130-170个储存芯片3-10个50-80个功率芯片200-250个270-320个通信芯片100-120个150-200个传感芯片50-70个60-80个合计400-500个芯片650-800个芯片(+60%~62.5%)身系统、安全舒适系统等多系统控制。请务必阅读正文之后的免责条款部分4of24车载电子行业占整个汽车电子行业21.8%的比重，规模随25002000150010008749627.4%7.5%7956.7%7236574308749627.4%7.5%7956.7%7236574302175217520700.05车载电子车身电子底盘与安全控制系统201120122013201420152016201720182019全球市场规模（亿美元）全球市场规模（亿美元）—i—全球规模同比增长（%，右轴）电子软件以及数字化内容将占据整车价值超过一半。请务必阅读正文之后的免责条款部分5of24软件及数字数据来源：摩根士丹利，艾瑞咨询，国泰君安证券率大幅超过全球水平。85%72.1%75.9%66.0%70%66.0%59.8%53.3%/53.3%/48.8%\55%55.1%48.8%\55%52.2%38.4%\38.4%\45.0%40%45.0%35.3%25%201920202021E2022E2023E2024E2025E全球市场智能座舱新车渗透率（%）中国市场智能座舱新车渗透率（%）请务必阅读正文之后的免责条款部分6of24风，单独的通信降噪等功能，麦克风数量将带来算力要求提升行为监测种类：与驾驶员、乘客的交互将涉及监测人员动作行为，对不同类行为的监测将带来算法种类的提升，进而提升算力屏幕数量：汽车上的屏幕由最初的中控一块向多块发展，副驾驶、的算力需求提升独ECU。随着消费者需求增加，车辆功能的不断丰富大量冗余、成本大大提升。不同ECU生产厂商将导致数据难输。同时，结构导致的算力分散也难以实现多传感器的数据融合处理。能汽车功能集成化发展，现应用最广泛的是域集中式的电子电气架构。跨域的信息交互，实现协同处理。跨域集中架构实现了自动驾驶辅助、富后的需求。请务必阅读正文之后的免责条款部分7of24端计算的弹性补充，域控制器将完全被替代。在这一阶段，云端、车端的大量计算。同时，车端的动力、驾驶、车身等多板块数据复杂，高要求。请务必阅读正文之后的免责条款部分8of24激增的算力需求形成匹配。与时间探索响应、动态驾驶任务接管和应用场景等多个层面有所差异，进行实时的精准运算，对算力要求非常高。请务必阅读正文之后的免责条款部分9of24升，以及时处理产生的海量数据。智能自动驾驶前提，ADAS高级辅助驾驶渗透率加速上升。广义上，ADAS辅助驾驶系统也可分为L0-L5这6个阶段，其上ADAS在中国和全球的渗透率将分别提高至70%和86%。表1：ADAS等级划分为6级，目前产业处于L2-3阶段ADAS等级航控制、LKA车道保持辅助、距离控制、自动限速航控制、高级巡航控制（具有并行自动车道切换功能的Super/UltraCruise，特斯拉的AutopAssist境监控，远程停车，出口与出口之间无人交互。例：特DrivePilot和宝马的ADSiNEX“高度自动驾驶：在某些情况下完全自动驾驶，无需人高的算力支持，对多传感器、多源的数据进行多层次整合。请务必阅读正文之后的免责条款部分10of2440%9%10%8%4%1%9%10%8%35%34%36%34%48%30%40%57%42%30%14%2020中国2025中国2020全球2025全球名蔚来采用4颗Orin芯片的ES6/7/8的算力为1016TOPS，较第驶算力需求。1蔚来422324151627腾势181911数据来源：各公司官网，懂车帝，国泰君安证券能汽车领域已量产的最大算力智能驾驶平台是华为MDC810,算力达2000TOPS。芯片算力性能飞速增长，更高性能的芯智能驾驶领域进入全新发展阶段。请务必阅读正文之后的免责条款部分11of24增多，驾驶员、舱内监测以及健康监测等逐渐拓宽监测广度与细致度。精神需求空白。高级别的智能座舱具有舱内、舱外全场景的主动感知、请务必阅读正文之后的免责条款部分12of24150.0 100.025.0 0.2 0.240.7 0.895.068.746.40.02022Q12023Q12022Q22023Q2数据的处理与保护一定程度上也对座舱算力提出了更高的要求。智能座舱体验全面升级。作为智能座舱最高硬件水平，8295算力达到请务必阅读正文之后的免责条款部分13of24私人空间，驾驶者与乘客对于车辆休闲娱乐的需求也逐渐显现。3D娱的ARHUD、计算机视觉、驾驶员监控DMS技术、人机多模态交互等屏幕采用超薄镀层Anti-Reflective技术，大大降低镜面效果大，即使在请务必阅读正文之后的免责条款部分14of242.1.4.车载算力技术进步和算力需求增力需求的爆发性增长。但车规算力芯片也因受到摩尔定律放缓的影响，摩尔定律有效摩尔定律有效摩尔定律失效TOPS，存储带宽205GB/s，8纳米制程。华为MDC610芯片算力在请务必阅读正文之后的免责条款部分15of24V2000基于“Zen2”x86核心架构，7nm制程工艺和优化的高性能“核心大脑”智能芯片的多方面性能提出更高要求。驶、记忆泊车请务必阅读正文之后的免责条款部分16of24排除芯片可能存在的潜在故障。AEC-Q100表明芯片在设的智能汽车市场竞争呼唤更具灵活性与性价比的算力芯片技术方案。3.1.1.Chiplet集成技术请务必阅读正文之后的免责条款部分17of24本更便宜的小芯粒（die然后在一个封装内通过基板互连成为一个完本较高。将有机基板与硅基板混合可以起到降本增效的作用。此外两种基板混合高带宽存储器可突破内存速率瓶颈，运用3D先进封装技术垂直堆叠与GPU共同封装属于2.5D封装，均为实现Chiplet的核心技术。MaxDie的拼接。壁仞科技的BR100，将两颗die合封在一块Interposer3.1.2.Chiplet解决先进制程性价比的问题请务必阅读正文之后的免责条款部分18of24异构组合，可实现更优的芯片集成组合，控制芯片产品整体性价比。其3DFabric技术平台的封装技术。3DFabric技术平台包含台积电前端足了降本增效的功能，解决先进制程性价比的问题。显著优势。InFO是针对高性能计算升级的Chiplet技术的不断发展，InFO_oS的面积和功率也随之增长，达到2.5Ret、连功率。图23：第五代封装技术封装8个128G的HBM和2颗大请务必阅读正文之后的免责条款部分19of24正在研发N7-on-N7和N5-on-N5；WoW领域3.2.Chiplet提供更灵活、研发周期3.2.1.Chiplet有助于降低芯片研发周期，研发更灵活请务必阅读正文之后的免责条款部分20of24功能单元圆进行封装、测试，可以按模块选择性价比最高、最合适的工艺制程，3.2.2.Chiplet降低片更加贴近客户需求，满足客户的个性化定制。请务必阅读正文之后的免责条款部分21of24场需求。不同智能座舱等级不同辅助驾驶等级不同智能座舱等级不同辅助驾驶等级工艺进行加工。之后，将小芯片利用内部总线互连技术进行电路连接。4.1.2.封装技术难以满足车载恶劣的工请务必阅读正文之后的免责条款部分22of2441项的测试，对于车规芯片的可靠性、牢固度要求高，通过难度大。下的散热能力至关重要。2D、2.5D封装通常采均采用键合一层结构硅（Dummydie）的方法。D公差引起的应力问题。请务必阅读正文之后的免责条款部分23of24行、并行互连电路提供了高速传输的方案，但与片上互连小于100fj/bit/mm的传输能耗相比，UCIe等。其中，UniversalChipletInterconnectExpress(UCIe)是一个国致该技术在智能汽车产业应用不及预期的风险。算力需求和供给难题的潜力架构方向将存在众多新参与者与资本入局，请务必阅读正文之后的免责条款部分2作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反