产业深度：车载Chiplet智能汽车算力架构新范式

目录汽车能飞发，载算需不增加 3智能车电架上著区于统油车 3从传燃车展智汽车控系逐从械转为路控制 3智能车载子备显著升 4智能车舱能程加深算需增加 5汽车能发进，气架集化展成势 6智能车片在力性价两困境 8车载力求发技进步升匹配 8自动驶辅驾等能驾领升带算需求长 8智能舱算需加提升 车载乐求动力求上升 13车载力术步算需求长匹配 14汽车场争烈算芯片术要本效方案 15Chiplet智汽算芯发展路径 16Chiplet车领具高力优势 16Chiplet集技提芯更高力 16Chiplet解先制性比的题 17Chiplet提更活研周期短降增的力解方案 19Chiplet有于低片发周，发灵活 19Chiplet降研成，现降增效 20车载Chiplet用临点和战 21车载Chiplet装术成熟 21封装术待熟期Chiplet实应成高 21封装术以足载劣的况件 21车载Chiplet接术成熟 22D2D速接题待决 22车载Chiplet接术过高 23Chiplet链标有统一 23风险示 23汽车智能化飞速发展，车载算力需求不断增加AI60%Parker1四代芯片THOR20002000%+L1BEV+L3图1：智能汽车相燃车对芯片需求量大增加 图2：英伟达Thor芯片初代算力提升2000%+L1BEV+L3数据来源：罗兰贝格， 数据来源：英伟达官网智能汽车在电气架构上显著区别于传统燃油车路控制ECU图3：整车控制器（VCU）是整车系统控制核心元件数据来源：汽车大漫谈1/5，GPS2011-201910%21.8%图4：国内汽车电市增速高于全球市场近2倍 图5：车载电子行占个汽车电子行业21.8%2500200015001000

0.2228518.4%228518.4%21752070197115.6%167417861876155713.8%145013.5%10.0%10.0%9.9%10.1%7.4%7.5%9627958746.7%5796577235093724305.0%5.1% 5.0% 5.1%5.1%0.10.05

车载电子21.80%车身电子

动力控制系统28.70%0 02011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019全球市场规模（亿美元） 中国市场规模（亿美元）全球规模同比增长（%，右轴） 中国规模同比增长（%，右轴）

% 底盘与安全控制系统26.70%数据来源：艾瑞咨询， 数据来源：中商产业研究院，203050%图6：未来电子软件以及数字化内容将占据整车价值超过一半数据来源：摩根士丹利，艾瑞咨询，50.6%202575%，渗透率大幅超过全球水平。图7：中国市场智能座舱渗透率超越全球59.8%66.0%59.8%66.0%72.1% 75.9%53.3%59.4%48.8% 55.1%57.6%38.4%52.2%45.0%49.4%35.3%70%55%40%25%

2019 2020 2021E2022E2023E2024E2025E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（%）数据来源：IHS，KTVVR互等智能化场景势必增加车内摄像头数量，而正常情况下，摄像头数量越多，算力要求越大风，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：屏幕数量：汽车智能化发展进程，电气架构集成化发展已成趋势ECUECUECU图8：传统汽车所采用的分布式电气架构难以满足智能汽车需求数据来源：博世，智图9：域集中式电气架构运用域控制器分区域集中化处理数据来源：博世，特斯拉在汽车电气架构转型中处于领先地位，实现跨域集中架构。特斯拉已实现域控制器的融合，由传统的分布式电子电气架构转为跨域集中3个域控制器对DCUs拉用EthernetCAN图10：集成式电气架构运用中央计算机，未来依赖云端数据来源：博世，智能汽车芯片存在算力与性价比两难困境车载算力需求爆发与技术进步提升不匹配20203L0-L56V2X图11：不同等级的自动驾驶间在驾驶员责任和应用场景间存在差别资料来源：《汽车驾驶自动化分级》，艾瑞咨询，自动驾驶等级提升推动汽车智能芯片算力指数级上升。根据地平线，L22-2.5TOPS，L320-30TOPS，L4200TOPS2000Intel4000GB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，ADAS6ADAS2020ADAS43%2025级及以ADAS70%86%。表1：ADAS等级划分为6级，目前产业处于L2-3阶段ADAS等级 定义BSD和LDW车道偏离警告驾驶员辅助：包括AEBACCCo-Pilot360能。例：福特的Co-Pilot360Assist+Super/UltraCruise，特斯拉的Autopilot，沃尔沃的PilotAssist有条件自动驾驶：带自动变道的高速公路驾驶，全环境监控，远程停车，出口与出口之间无人交互。例：特L3斯拉的Autopilot、奥迪的TrafficJamPilot,、梅赛德斯的DrivePilot和宝马的ADSiNEXT。“全自动驾驶：完全自动驾驶的车辆，无需人工驾驶。目L5前尚未实现，预计最早要到2030年或2035年数据来源：罗兰贝格，图12：ADAS辅助驾驶渗透率不断提升，2025年中国搭载率达70%9%4%9%4%1%10%1%8%34%35%48%36%30%57%40%30%42%14%80%60%40%20%0%2020中国 2025中国 2020全球 2025全L0 L1 L2 L3 L4/L5数据来源：罗兰贝格，20234OrinES6/7/81016128TOPS9倍。算力排名前三的蔚来ES6/7/8高配/L7MAX都采用芯片英伟达OrinTOPS级自动驾表2:我国智能汽车算力能力提升迅速名次品牌车型总算力（TOPS）使用芯片芯片数量1蔚来ES6/ES7/ES81016Orin42小鹏G6/G9高配508Orin23理想L7MAX508Orin24问界M5智驾版400MDC81015阿维塔AVATA11400MDC81016高合HiPhiY262Orin+TDA427腾势N7高配254Orin18智己LS7254Orin19小鹏G6/G9低配254Orin110理想L7Air/Pro128J51数据来源：各公司官网，懂车帝，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400TOPSFSDNX9031600Thor202355图13：智能座舱分为5级，人机交互、网联能力、场景拓展能力逐渐提升资料来源：《汽车智能座舱分级与综合评价白皮书》，图14：智能座舱域智能化与网联化同步升级数据来源：汽车学堂Automooc智能座舱域控制器装配量显著提升，以单芯片多系统为主。根据佐思汽研，2023L1-L396.5万132.625.6%SoC其中芯片以高通芯片和AMD90%图15：智能座舱域搭载量增长幅度显著，2023年2季度同比增长1.835.72.71.835.72.725.00.28.140.70.813.295.068.746.4150.0100.050.00.02022Q1 2023Q1 2022Q2 2023Q2L1 L2 数据来源：佐思汽研，搭载高通8295芯片，智能座舱硬件算力水平新升级。2023年9月发布010018295算力达到301558SU性23D38295ARHUDE8SUV82958295。图16：搭载高通8295芯片，极越01装配35.5英寸超大成像AR-HUD并打造多风格沉浸式座舱体验数据来源：极越3D娱ARHUD、计算机视觉、驾驶员监控DMSMAX15.73KAnti-Reflective7.3.421192080图17：理想汽车3块大屏幕充分发挥娱乐功能 图18：理想汽车采用全声音响系统数据来源：理想汽车 数据来源：理想汽车理想汽车运用2块高通815528155AR153018-245241摩尔定律失效摩尔定律有效 图19：摩尔定律在5摩尔定律失效摩尔定律有效 数据来源：DIGITIMES，英伟达OrinOrin200TOPS，存储带宽205GB/s，8纳米制程。华为MDC610芯片算力在5的128Matrix545，AI5121024TOPS。2000TOPS829558295AI3081554GPU3ARHUDAMDV2000芯片也将上车Smart。V2000基于“Zen2”x86核心架构，7nm制程工艺和优化的高性能Radeon7nmSoC100KDMIPS900GFLOPS汽车市场竞争激烈，算力芯片技术需要降本增效的方案2-32023汽车品牌车型上市时间车载芯片汽车品牌车型上市时间车载芯片车载算力智能化特点理想L9Pro2023年8月地平线征程5128TOPS高速NOA辅助驾驶功能长安深蓝SL03i2023年11月地平线征程3高阶智驾；高速领航辅助驾10TOPS驶、记忆泊车蔚来ES62023年5月英伟达Orin-X芯片目前最强大的量产移动计算1016TOPS平台小鹏G62023年6月英伟达Orin-X芯片两颗激光雷达、XNGP智能508TOPS辅助驾驶系统智己LS62023年10月英伟达Orin-X芯片254TOPS 一键AIFSD特斯拉 ModelY 2024年2月芯片

144PS W4.7个像素500万摄像头数据来源：各公司官网，16949AECAEC-Q100IC集AEC-Q100AEC-Q100AEC-Q10041AEC-Q100Rev-HGroupA（GroupB（GroupC（GroupD（Group试GroupF（Group这7大类。图20：AEC-Q100Rev-H验证测试流程有7大类41项，验证周期长资料来源：《车规芯片验证流程与展望》Chiplet智能汽车算力芯片发展新路径Chiplet车载领域具有高算力优势Chiplet摩尔定律失效，Chiplet有望延续摩尔定理满足车载芯片算力。近几年Chiplet（dChipletChipletChiplet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ChipletChiplet两种基板混合术具有更高的算力，支撑车载芯片高算力，智能汽车高性能。图21：Chiplet集成技术包括水平和垂直方向两种基板混合数据来源：《Chiplet技术研究与展望》，Chiplet集成技术提升算力芯片良率。产品AI800mm2SOCChipletSOCCetBM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DRAMGPUInterposer。DRAM3DGPU2.5DChipletChipletChipletInterposerdieM1Ultea芯片通过RDLM1MaxDiedieInterposer1000T2000TChipletChipletChipletChipletChiplet台积的Chiplet和3DInFO和等均是其3DFabric3DFabricSoICInFOInFOPDN阻抗上具有是针对高性能计算升级的ChipletHPC技术的不断发展，InFO_oS的面积和功率也随之增长，达到2.5Ret、51.2Tbps112GbpsBenchmarkMCM，InFO_SoWFlip-ChipMCM2C2CPDNPDN15%图22：InFO_oS的面积和功率不断增长数据来源：TSMC，第五代连性能上更进一步。1038128G的He2oC（5MDC*HBM2e图23：第五代封装技术封装8个128G的HBM和2颗大型SoC2个SoC和2个SoC和8个HBM数据来源：TSMC，3D芯片堆叠技术SoIC在CoWN7-on-N7和Logic-on-DTCCoWN7/N620351μmSoIC1μm技SoIC和SoCSoIC2D图24：台积电公布SoIC研发进度，CoW和WoW进度基本一致数据来源：TSMCChiplet决方案ChipletChipletSoChpetSoC芯图25：Chiplet可实现异构集成数据来源：芯潮IC，ChipletChipletIPChipletChipletChipletChipletChipletChipletChiplet封制造。在UCIeMetaChipletChiplet架ChipletSoCNPUCGPU层度的智能驾驶应用，由车道ACCNOAChiplet不同智能座舱等级不同辅助驾驶等级图26：运用Chiplet技术车企可提供不同灵活的车载芯片组合方案不同智能座舱等级不同辅助驾驶等级资料来源：芯砺智能，车载Chiplet应用面临的难点和挑战车载Chiplet封装技术尚不成熟封装技术尚待成熟，短期Chiplet实际应用成本高车载Chiplet50%Chiplet车载ChipletChipletI