AI座舱芯片大变局，联发科上演技术式超车
2024-04-30
09:55:14
来源: 李寿鹏
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“电动化”和“智能化”成为了汽车产业过去几年的两条主线。
其中，电动化已然取得了巨大成功。据乘联会秘书长崔东树介绍，2024年新能源车的市场增长预计相对乐观，新能源乘用车预计销量将达到1100万辆，净增量230万辆，同比增长22%，渗透率达到40%，新能源乘用车保持较强增长势头。
来到智能化方面，则从智能驾驶和智能座舱两个方向推进：在智能驾驶方面，从早些年的自动驾驶狂热，到近年来的重归平静，出于种种因素，智能驾驶的进步相对谨慎；但在智能座舱领域，因为从某种意义上看，这相当于手机生态在汽车上面的复刻，且不会影响到驾驶安全，这就使得智能座舱的推进尤为迅速。
这也推动了汽车芯片，尤其是汽车座舱芯片的变局。
（图：联发科）
座舱芯片，变了
汽车芯片由来已久，且等级森严。这一方面体现在汽车芯片根据应用场景的不同，需要经过不同的等级验证（如ASIL等）证；另一方面，汽车芯片过去多年也是由英飞凌、瑞萨、ST、TI和NXP（以下简称“五大家”）等传统厂商把持，其他新入者哪怕直到现在，也很难在他们的既有市场动他们分毫，可以说，传统汽车芯片厂商，手握绝对的先发优势，以巨大的市场占有量和稳定的合作伙伴，近乎垄断了这一市场。
根据TechInsights的最新研究，2023年全球汽车半导体市场增长16.5%，达到692亿美元的新纪录规模。其中，有50%的贡献来自于五大家。但这种绝对垄断仅仅发生在油车时代。因为进入到新能源汽车时代，汽车变了，汽车芯片变了，汽车芯片供应商也变了。
过去，汽车芯片供应商只围绕着发动机控制、各种电控深耕。但进入新能源汽车时代，电池控制、电驱和各种智能化带来了更多样化的芯片需求，但这些变化大多还集中在汽车内部，驾驶者和乘车人员很少能直接感受到。这也让与人直接接触的汽车座舱智能化带来的变化，显得更为突出。
在座舱进入智能化之前，汽车内部屏幕的作用仅仅是显示有限的信息，鲜有车机能支持触控，并安装各种应用。最近要卖掉迈巴赫换国产智能车的周鸿祎就在其视频中讲到，他几百万买的车后面其实也有屏幕，但他从来没开过，也没弄懂过。由此，可以看到过去主机厂在这方面的忽视。
排除过去油车在电池上的局限以外，某种意义上看，造成这个局面的原因也是因为NXP、TI和瑞萨等几家厂商的不思进取。作为市场上为数不多的供应商，他们基于自有晶圆厂制造着性能一般的芯片，这让主机厂也没有太多的想象空间和可操作空间。
但随着电动化时代到来，汽车座舱迎来巨变，汽车不但需要支持更多、更高清的屏幕，还需要装更多的APP，也要联网和触控，在音频方面也提出了更高的要求。有些车厂甚至还希望汽车能够支持大型游戏运行，也在探索“舱泊一体”等解决方案，这带来的汽车芯片算力需求可想而知，就也让过去的座舱芯片供应商难以应付。
于是，高通、联发科、AMD、三星和Intel等消费级高算力芯片供应商纷纷涉足这个市场，用高算力芯片革命座舱。市场如此之大，也让一些“五大家”之外的芯片公司跃跃欲试。
基于过去在芯片领域积累的丰富经验，他们通过提供拥有先进制程、领先CPU、GPU和ISP在内的高算力芯片，让车厂得以在其智能座舱上实现各种功能。其中，高通更是凭借骁龙8155和随后的骁龙8295成为了车圈的芯片顶流。
然而，在高算力方兴未艾之际，汽车座舱又迎来另一个引爆点——生成式人工智能。
大模型，再添一把火
在KPMG于2023年4月发布的《聚焦电动化下半场：智能座舱白皮书》中他们表示，所谓智能座舱。从车内看，是座舱内饰、汽车电子产品与技术创新、升级和联动的主要载体，同时也将与其他的智能终端设备，如智能手机、手表、家居等互通互联，将汽车从单一的驾驶、乘坐工具升级为一个以消费者为中心的智能通行的一环。
从车外看，智能座舱将通过车联网、无线通信等技术，与车外的各项基础网联设施、设备实现 V2X（Vehicle-to-Everything）联结，是最终实现“万物互联”的一部分。
翻看当时这个47页的报告，关于人工智能的描述只有一处，而且还是与车载OS相关的。现在回头看，这可能有点无法想象，因为这时候以ChatGPT为代表的大模型已经面世半年了（2022年11月发布）。
不过，历史中没有人能开天眼，因为大模型在过去一年的改变是日新月异，甚至可以称得上是前所未见的。
例如，小鹏汽车自研的XGPT 灵犀大模型在2023年11月接入了语音系统、理想汽车自研的多模态认知大模型Mind GPT在2023年12月表示开始推送上车。此外，包括但不限于比亚迪璇玑、华为盘古、百度文心一言、科大讯飞星火以及360智脑等多个大模型也都纷纷宣布上车。
考虑到大模型在语音和交互以及图像生成上的优势及其快速增长，大模型在智能座舱的普及度必然会加速；同时，端侧大模型上车是一个必然趋势；再者，从目前看来，舱内/舱外感知也成为了行业的发展方向，舱驾融合也有望成为趋势，这给芯片带来的性能要求也可以预见。
（图：联发科）
为此，联发科技副总经理、车用平台事业部总经理张豫台在评价汽车芯片未来发展趋势的时候也直言：“未来主要的运算是AI的运算，AI的运算是平行处理的，同时很多个芯片同时一起处理，这跟传统的CPU有点不太一样。”
“未来的座舱芯片首先要有能力支持越来越大的大模型，高算力芯片是迫切需求，先进制程也不可避免；其次，芯片需要好的架构和好的IP，如英伟达的GPU和AI IP就非常关键；第三，支持生态的开发也很重要，因为只有能够基于工具链很快地把应用做出来，大家才能体验到。”张豫台总结说。
联发科技副总经理、车用平台事业部总经理张豫台
（图：联发科）
有见及此，拥有领先高算力优势的联发科义无反顾地投入到汽车座舱芯片市场，并在去年还宣布了和英伟达的合作。众所周知，在大模型算力方面，英伟达拥有无法撼动的最强号召力，他们在云端大模型的积累，让联发科看到了与其合作的机遇，将大模型可靠、快速并便捷地带到端侧成为可能。
据当时的描述，双方的合作将英伟达RTX图形处理技术整合到联发科天玑汽车平台，并支持深度学习功能，为下一代智能座舱提供最先进的AI、计算能力和连接体验来布局全产品线，抢进全球车用市场。
当然，联发科自身所拥有的多方面的技术积累，是他们进军这个市场的底气。
首发3nm汽车芯片“技术式”超车
成立于1997年的联发科是全球领先的芯片公司，在移动终端、智能家居应用、无线连接技术及物联网产品等市场位居领先地位。以广为人知的手机芯片为例，根据Counterpoint Research的统计，在2023年第四季度，联发科手机芯片占了当季度出货量的36%，遥遥领先于第二名高通的23%，这一领先的市场成绩已连续保持了好几年。联发科也表示，公司每年约有 20 亿台搭载联发科芯片的终端产品在全球上市。
但其实除此以外，联发科在包括基带、蓝牙、WiFi、GPS和物联网芯片等多个领域表现优秀，公司也成为了多个领域的领先供应商。即使是在表面看来存在感不太强的汽车芯片市场，联发科在过去几年其实已经实现了广泛布局，并已经取得了出色的成绩。
（图：联发科）
据介绍，截止2023年，联发科的天玑座舱平台的全球出货量已经超过2000万套；天玑连接平台也获得了全球TOP 15车厂中的八家厂商采用。此外，天玑汽车关键组件也获得了爆发性增长。例如，全球卫星导航系统方面，联发科拿下了全球市场2023年Tracker出货超过40%的份额，面向汽车的电源管理芯片在2023年的出货量也突破了2亿颗。
展望未来，联发科预估，到2028年，全球将有超过3000万辆的汽车使用公司的5G车载通讯方案。届时公司的汽车座舱平台全球市场累计营收也将超过30亿美元。考虑到联发科2023年营收约为约138亿美元，即使算上未来几年的整体增长率，他们的这个座舱营收预估也着实让笔者印象深刻。
（图：联发科）
为了这个目标，联发科也终于在近日带来了他们天玑座舱平台的几款新品，分别是采用3nm制程的CT-X1，已经采用4nm的CT-Y1和CT-Y0，能为智能座舱带来令人惊叹的算力突破。值得一提的是，联发科的CT-X1是全球首颗3nm汽车芯片，领先于所有竞争对手。
从计算能力方面看，按照联发科所说，这三颗芯片都整合了Armv9架构，内建强大的AI计算单元和端侧生成式AI轻量化技术，满足AI运算精度的同时，可更高效利用内存带宽与内存容量；
从对大模型的支持方面来看，采用3nm制程的CT-X1更是能支持130亿参数的AI大语言模型，可在车内运行多种主流的大语言模型和AI绘图功能（Stable Diffusion），支持基于3D图形界面的车载语音助手、丰富的多屏互动与显示技术、驾驶警觉性监测等先进的 AI 安全和娱乐应用；采用4nm工艺的CT-Y1和CT-Y也能支持70亿参数的AI大语言模型.
除了上述备受关注的功能外，这些芯片还具有高度的集成度，内置了联发科领先的调制解调器、5G T-BOX、双频Wi-Fi、蓝牙和全球导航卫星系统（GNSS）。这些芯片甚至还可内建旗舰级的HDR ISP影像处理器，支持AI降噪、AI 3A等多种智能影像优化技术。
写在最后
当前的智能汽车产业，还拥有几个之前所不具备的特征：例如，过去的汽车是一锤子买卖，但现在OTA已经成为了潮流；例如，过去汽车的开发周期少则三年，多则数年，但现在缩短到了是几个月；例如，现在汽车行业的疯狂内卷，降本增效成为了每个汽车芯片供应商的首要技能。
这恰好正是联发科所擅长的。从功能机时代开始，联发科就开始使用一站式的高集成度解决方案服务客户，这大大降低了客户的开发门槛，加速了终端的创新和产品上市进程。在汽车座舱市场，联发科也正在用这样的方式来赋能客户，再和高通一较高下。
联发科技资深副总经理、运算联通元宇宙事业群总经理游人杰（图：联发科）
联发科技资深副总经理、运算联通元宇宙事业群总经理游人杰也表示：“通过提供易于拓展的软硬件平台、成熟的工具链和丰富的生成式AI生态，联发科将助力汽车制造商将 AI 功能快速部署到全系车型，推动汽车产业迈入‘AI定义座舱’的新时代。”
生成式AI的到来赋予了智能座舱全新的应用价值，而在AI座舱芯片的大变局中，联发科上演了一场技术式超车。
责任编辑：sophie
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