從“一芯多屏”到“跨域融合”,“智能座艙+自動駕駛”的組合逐漸成為各大新能源汽車品牌最重要的競爭力和賣點。隨著超過1000TOPS算力的座艙芯片逐漸商用,座艙的應用和生態將產生跳躍式的發展。
座艙的四大階段
從技術路徑來看,智能座艙的發展大致經歷四個階段:
第一個階段是傳統架構
采用分布式結構,芯片算力要求較低,主要用MCU來進行控制,比如NXP的i.MX6系列。
第二個階段是域控制架構
信息娛樂系統和汽車儀表通過虛擬層實現一機多屏,達到更豐富的娛樂和整車控制體驗。這個時候芯片的算力要求進一步提高,從MCU控制轉為采用SOC控制。其代表為TI的Jacinto 6或Intel的A3900 series。
第三個階段則是域融合架構
仍然采用域控制器架構,但支持多個域融合的一體化解決方案,并支持神經網絡運算。將座艙、智能駕駛、網聯等多種應用體驗合二為一。這個階段出現了將泊車功能融合到座艙域即艙泊一體的方案。泊車功能會涉及到一些人機交互的設計,把泊車功能融入到座艙,座艙域控制器會得到更多的泊車信號,進而能夠更好地去做泊車場景下的人機交互設計;把低速泊車功能融合到座艙,可以把原來泊車的控制器省掉,能夠節省一定的成本。
某主機廠智能駕駛系統設計負責人認為,低速泊車融入到座艙也有功能集成化趨勢的因素。早期的360環視都有單獨的控制器,需要接入4個魚眼攝像頭;后來,360環視和自動泊車輔助APA進行融合,升級到融合泊車功能,控制器的性能也需要再次升級,并且需要接入4個魚眼攝像頭+12個超聲波雷達;
再往后發展,隨著座艙的智能化升級,座艙SOC具備了更強的CPU算力和AI算力,也能夠支持更多的傳感器接口,比如高通已量產的座艙芯片S A 8155中嵌入了AI加速計算,算力達8TOPS,最多可支持6個攝像頭。座艙具備了集成泊車功能的內外條件,于是,便有了把泊車功能融合到座艙的技術需求出現。
這個階段對于SOC的算力要求進一步提升,其代表就是高通的snapdragon 8155以及英偉達 的Orin X。
第四個階段進階架構
這個時候智能駕駛域域整個座艙域實現融合,形成更高性能的艙駕一體HPC。座艙域和自駕域融合會帶來軟件復雜度的高速增長,會用到多系統、虛擬機以及各類中間件,其中系統層面將非實時的操作系統和實時的操作系統融合到一起,整個軟件系統復雜程度大幅提升,帶動軟件在整個產業鏈中的價值進一步提升。同時對于主控SOC的算力要求呈現倍數的增長(GPU算力超過320TOPS)。這里的芯片代表就是NVIDIA的Drive Thor和高通的Snapdragon Rideflex,GPU算力均超過2000TOPS。均通過單芯片支持自動駕駛和智能座艙服務,而憑借自己的通信技術,高通還支持車聯網的解決方案。目前,吉利極氪品牌官宣將是NVIDIA Drive Thor的首個量產合作客戶。預計未來30萬左右的新能源汽車將成為單芯片方案的主要客戶。
如何布局“艙駕一體”產品?
從上述四個階段來看,汽車智能化經歷過“行泊一體”、“艙泊一體”后,接下來將進入“艙駕一體”時代。一顆性能強大的芯片或芯片組,組成的中央計算中心將取代過去的分布式計算。面對這一集中化趨勢,包括博世、大陸集團、德賽西威、安波福在內的多家一線Tier1廠商都在積極布局,調整自己的產品方案。目前國內多個自主品牌(包括理想、小鵬、埃安、路特斯等)都在開發全新一代中央計算E/E架構核心技術與車型產品,以進一步提升整車的智能化集成水平。
2022年4月,德賽西威全球首發其第一代智能計算平臺(Intelligent computing platform,ICP)產品“Aurora”。該公司稱,這一平臺實現了從“域控”到“中央計算”的跨越式技術落地,是當前行業內首款可量產的車載智能計算平臺。作為智能化汽車大腦,該平臺在硬件上融合了目前主流的大算力芯片,例如Orin、SA8295、A1000等,使總算力達到2000TOPS以上,同時將CPU、GPU、AI等進行了硬件原子化封裝,更利于算力共享;軟件上則集成了智能座艙、智能駕駛、網聯服務等核心功能域,實現了跨域融合,滿足未來電子電氣架構在高計算性能、高功能安全性、硬件持續升級能力等多層級需求。
8月,德賽西威與長安汽車簽署戰略合作協議,雙方將基于各自優勢資源,在域控制器領域深入合作,共同打造行業領先的中央計算機產品,推進中央計算機相關關鍵零部件的研發及產品量產落地。
2022年9月,安波福宣布,已成功開發行業首款整車中央計算平臺(Central Vehicle Controller)并在中國市場率先應用。這款集成ADAS、車身功能、網關及VCU功能的整車中央計算平臺是下一代智能汽車架構的核心系統之一。同時,在基礎軟件部分, 安波福通過先后參股TTTech、收購Wind River,從而進一步強化SVA平臺的軟件能力。原因是,智能操作系統+中間件的技術能力將是后續全域電子架構的關鍵競爭力。
同年9月,哪吒汽車也官宣將在已經開發的哪咤XPC中央計算平臺上導入Drive Thor芯片的強大運算性能以及艙駕一體先進架構。
2023年1月的CES展上,博世也展示了自己的最新智能座艙域控制器,將座艙域和泊車、環視等駕駛域功能融為一體。不過博世依然是采用兩套芯片做到一個模組里,比如自動駕駛芯片使用英偉達產品,座艙芯片采用高通的產品。在這個方面博世的選擇仍然偏保守。
點評
“艙駕一體”時代
供應鏈哪些環節將受到影響?
隨著2022年自動駕駛產業步入寒冬,自動駕駛與座艙的主動融合可能會成為2023年新能源汽車的新的增長點。
在這個過程中,芯片企業的機會和挑戰也在增加。智能座艙芯片領域的霸主高通,以及自動駕駛領域的領導者Nvidia將在“艙駕一體”的融合市場狹路相逢。誰將一統智能座艙和自動駕駛兩大江湖?
這里的競爭邏輯與座艙芯片的競爭邏輯有所不同。高通可以對瑞薩、恩智浦、德州儀器等傳統座艙玩家實現降維打擊,但面對Nvidia,這一套不靈了。
筆者認為,在L2到L3級別的自動駕駛階段是重要的時間窗口,高通是否能在這個時間段繼續延續8155在座艙的強勢地位,將決定最終的勝負結果。
除此之外,各大芯片商紛紛通過開源軟件和提供工具包SDK和中間件來賦能客戶,讓客戶更容易的開發相關應用。
另一個將會受到影響的是Tier1。域架構融合產品的量產,對傳統Tier1企業帶來更大沖擊。隨著電子電氣架構的升級變革,硬件逐漸的標準化,軟件從硬件中剝離出來,軟件和硬件實現解耦,軟件定義汽車成為未來方向。在這一過程中,汽車主機廠開始逐漸掌握主動權,開始由自己來定義座艙方案。而Tier1為了不丟掉主導權,則紛紛進行垂直整合,打造軟硬件全棧的研發能力,由系統集成商向系統方案解決商轉型。所以我們會發現以往只做座艙的Tier1,現在也要開始做泊車方案,包括自動駕駛方案。
汽車主機廠當然也會收到影響。在以往,主機廠的研發部門智駕和座艙是兩個獨立的部門。智駕內部又分行車和泊車兩個不同的團隊,再往下可能會分多個不同專業——感知、規控、定位等專業小組;座艙部門會分為HUD、儀表和中控等不同團隊。另外,還有專門負責車型的部門,車型部門會圍繞車型的EE架構以及系統的一些技術,包括需求定義等開展工作。當車型的功能定義好之后,車型部門相關負責人會找具體的部門來協作。
如何做艙駕融合方案,則由哪個部門主導來進行開發則可能需要重新調整組織架構。筆者認為,主要取決于自動駕駛的不同階段,在L2級別或以下的時候,座艙的功能和團隊更加復雜,相對來說泊車團隊較小,因此可以座艙部門主導。但隨著L3級別以上發展,自動駕駛的方案復雜度會直線上升,這個時候可能就需要自動駕駛部門來主導了。
最后一個將受到直接影響的可能很多人想不到,筆者認為是消費電子產業。目前特斯拉的座艙芯片采用X86架構的AMD主控,其性能已經達到游戲主機的水平。未來汽車的計算中心的算力將超過PC達到服務器級別。其中過剩的算力除了用于座艙控制、自動駕駛控制以外,將會產生更大的想象空間。有可能汽車將成為消費者最強大的移動計算中心和數據存儲中心。而我們的手機、PC和可穿戴產品則可通過云服務調取自己汽車的算力。有一句話叫,毀滅你,與你無關。這一變化或將深刻的改變消費電子產業。
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