座舱域控制器的算力需求已从传统MCU的MHz级主频,跃升至几百T乃至1000T(1T代表处理器每秒可进行一万亿次操作),传统MCU无法支撑这一量级,SoC异构集成由此成为汽车芯片市场扩容的核心路径。其增长主要由三类需求共同驱动:多屏与多任务复杂系统对CPU+GPU+NPU协同运算的需求、音频处理DSP支撑的语音等多模态交互需求,以及主频从MHz向GHz跨越带来的整体性能升级需求。

从MCU到SoC:算力天花板被突破

在智能化演进之前,车内ECU多采用8位、16位MCU,当前主流产品为32位MCU。MCU的典型组成是CPU+存储(RAM、ROM)+接口,主频处于MHz级别,一般不支持运行多任务的复杂系统,难以承载激增的数据处理需求。

SoC则属于系统级芯片,常用于ADAS、座舱IVI、域控制等场景,典型组成在CPU与存储之外,还集成较复杂的外设,以及音频处理DSP、图形处理GPU、神经网络处理NPU等单元,主频覆盖MHz至GHz级别,支持运行多任务的复杂系统。正是这种异构集成能力,使芯片算力得以突破传统MCU的天花板。

三大需求驱动异构集成市场扩容

多屏与多任务系统需求。 智能座舱涵盖车载信息娱乐系统、人机交互模块、车联网模块等多个部分,其发展核心在于集成座舱软硬件与人机交互系统。传统单个ECU独立运算已满足不了激增的数据处理需求,需要集成CPU、GPU、NPU等多个处理器的SoC进行数据处理运算。

多模态交互与语音需求。 智能座舱的重要发展趋势是多模态交互,即在舱内舱外感知基础上,通过多种生物识别技术,实现语音、情绪、手势、人脸识别等功能的融合。车内摄像头数量增加、分辨率提升、3D信息引入,使数据处理复杂程度显著上升,对音频处理DSP等专用单元提出更高要求。

主频与存储规格的整体跃升。 相比MCU的MB级RAM与KB-MB级额外存储,SoC的RAM达到MB-GB级,额外存储达到MB-TB级,带宽多为32bit、64bit,为高算力持续输出提供支撑。

市场规模参考

智能座舱SoC芯片方面,参考中泰证券的测算与预测(该领域暂无特别权威的数据发布),2021年全球市场规模约为25亿美元,预计到2030年增长到69亿美元,2021年至2030年复合增长率接近12%。同期智能座舱在新车中的渗透率持续提升,2021年为49.4%,预计2025年进一步提升到59.4%。

常见问题

为什么传统MCU无法支撑座舱域控的高算力需求?

MCU属于芯片级芯片,常用于执行端,主频为MHz级别,一般不支持运行多任务的复杂系统。而座舱域控制器的算力需求已达几百T乃至1000T,必须依靠集成CPU、GPU、NPU等单元的SoC异构集成来完成数据处理运算。

汽车芯片异构集成的市场增长由哪些需求驱动?

主要包括三类:一是多屏与多任务复杂系统对CPU+GPU+NPU协同的需求;二是多模态交互中语音、情绪、手势、人脸识别融合带来的数据处理需求;三是主频从MHz到GHz、存储从MB到GB的整体规格升级需求。这些需求共同推动座舱SoC市场扩容。

智能座舱SoC市场目前由哪些厂商参与?

主要分为三大阵营:传统汽车芯片厂商(如瑞萨、恩智浦、德州仪器),主导MCU市场、产品多用于中低端车型;消费级芯片厂商(如高通、三星、英特尔),在中高端车型中广泛应用;国内芯片厂商包括华为、瑞芯微、晶晨股份,以及地平线、芯驰科技等,新产品性能具备较好竞争力。