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一文读懂特斯拉Model 3所用半导体产品图谱

发表于:2020-05-10 11:31 作者:dede58.com 来源:dede58.com

  这些年来,自动驾驶、车联网、C-V2X、新能源汽车等名词,已经越来越变得耳熟能详,传统的汽车已经变得越来越像一台安装在轮子上的超级计算机,智能化、网联化、电动化的发展趋势十分明显。在此过程中,半导体技术发挥了至关重要的作用,已经成为汽车产业革新的驱动力。根据研究机构的分析数据,一辆特斯拉Model 3采用的半导体价值约合1500美元。从此可以看出,半导体在智能网联汽车中的重要性。随着车联网、自动驾驶技术的发展,未来半导体在汽车中的作用只会越来越强。

  国产特斯拉Model 3降价至29.9万。目前上海工厂Model 3单周产能达到3000辆,结合美国和欧洲Model3上市后的竞争格局,国产版有望打破奥迪A4、奔驰C级、宝马3系在国内豪华品牌B级车的3强格局。特斯拉能否复制当年苹果手机产业链的成功先例,带动我国汽车半导体产业?

  一、一辆特斯拉Model 3涉及的芯片类型

  折解一辆特斯拉Model 3可以发现,汽车半导体按种类可分为主控芯片、MCU功能芯片、功率半导体、传感器及其他(如模拟IC、存储芯片等)。

  

  1、主控芯片

  近年来,伴随智能驾驶渗透率提升,涉及智能驾驶人机交互、视觉处理、智能决策等,自动驾驶软件计算量已经达到10个TOPS(Tera Operations Per Second,万亿次操作每秒)量级。GPU、FPGA、ASIC等AI芯片进入汽车市场。

  2、MCU功能芯片

  完成发动机控制、电池管理、仪表显示、车载娱乐等功能,据StrategyAnalytics统计,平均每辆汽车安装25~30个 MCU。功能芯片市场较为成熟、格局较为稳定。

  3、传感器

  传感器是汽车电子控制系统的信息来源,智能网联汽车感测信号数据复杂,传感器种类也极其繁复。从功能上可以分为提升单车信息化水平的传感器(如压力传感器、位置传感器、温度传感器、加速度传感器、角速度传感器、流量传感器、气体浓度传感器和液位传感器等),和为无人驾驶提供支持的传感器(如激光雷达、毫米波雷达和摄像头等)两大类。

  4、功率半导体

  无论是纯电动还是插电式混合动力汽车,电机控制系统都扮演着动力心脏的作用,电控系统的核心部件就是功率半导体,目前市场上销售的新能源汽车所搭载的功率半导体多数为硅基器件,如 IGBT 和 MOSFET。

  二、智能网联汽车芯片的价值

  伴随着汽车的智能化、网联化、电动化发展,核心是芯片。半导体在汽车中的价值将越来越高。今天的混合动力和全电动汽车的半导体价值是内燃机汽车的两倍。未来的全自动汽车将配备激光雷达传感器、图像识别系统和5G通信,其半导体价值可能是非自动汽车的8到10倍。

  瑞银(UBS)的数据,一辆特斯拉Model 3采用的半导体价值约合1500美元。

  毕马威(KPMG/)的数据,2019年汽车半导体约为400亿美元,2040年有望达到2000亿美元,年均复合增长率7.7%。

  重塑汽车行业的三股强大力量:

  自动驾驶,4级车将在未来两到三年内出现在城市市场的商用车队中。2030年拥有4级或5级自主驾驶能力的汽车将占全球汽车总销量的10%以上,这些车辆的半导体价值将是没有自动化的汽车的8到10倍。

  电动化,随着汽车动力系统从传统内燃机车转向电动汽车,每辆车的半导体价值增加了一倍。

  汽车互联, Intel估计一辆联网的汽车每天至少可以产生4tb的数据,包括导航、导航、信息娱乐和其他类型的信息。这些数据必须以最大的可靠性进行存储、保护、传输和分析,以指导安全的车辆行动。所有这些功能都驱动着半导体需求。

  三、主控芯片:科技巨头齐聚

 

  当前人工智能及智能驾驶算法尚未定型,GPU作为通用加速器,预计仍将在相当长一段时间内保持其汽车主控芯片的主流地位;FPGA作为硬件加速器,料将成为GPU的有效补充;将来如果全部或部分智能驾驶算法得以固化,ASIC将成为最优性价比的终极选择。在汽车主控芯片领域,GPU仍将保持通用汽车主控芯片的主流地位,FPGA作为有效补充,ASIC将成终极方向。

  

  英伟达:

  英伟达是GPU领域龙头,常年保持超70%市占率,依托在GPU的优势向汽车半导体领域拓展。Drive PX是英伟达自动驾驶平台,将深度学习、传感器融合和环绕视觉相结合。DRIVEAGX Orin是2019年英伟达发布的最新一代自动驾驶平台,将于2022年正式量产,支持L5级自动驾驶。

  

  英特尔:

  近年来,英特尔通过收购积极布局自动驾驶等新兴领域,力图实现从CPU供应商向多元解决方案提供商转型。英特尔以153亿美元收购Mobileye。Mobileye是全球视觉ADAS市场领导者之一,掌握ADAS市场80%份额。新一代汽车视觉芯片EyeQ6将于2023年面世。

 

  高通:

  凭借通信优势,从车载信息娱乐向自动驾驶进军。在CES 2020上,高通发布Snapdragon Ride平台,包括异构多核CPU、AI与计算机视觉引擎、GPU、安全SoC等,可支持从L1/L2级别主动安全ADAS、到L2+级别“便利性”ADAS,再到L4/L5级别完全自动驾驶的需求。

  

  特斯拉:

  特斯拉是第一个投入主控芯片开发的汽车品牌厂商。其自动驾驶Autopilot平台从采用Mobileye ASIC到英伟达GPU,再到自主开发自动驾驶主控芯片FSD,可实现L4级自动驾驶。特斯拉表示,自动驾驶主控芯片拥有高达60亿的晶体管,每秒可完成144万亿次的计算,能同时处理每秒2300帧的图像。

  四、功能芯片:格局稳中有变

 

  MCU功能芯片市场较为成熟、格局较为稳定。恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体德州仪器长期占据全球汽车MCU市场TOP5的位置。MCU功能芯片市场格局稳定中也存在变化:一是传统MCU功能芯片厂商在保持原有市场的同时,也在积极拓展主控芯片市场,如恩智浦发布Bluebox、英飞凌推出Aurix、瑞萨推出R-Car等;二是MCU功能芯片厂商之间通过兼并收购整合优势,如恩智浦收购飞思卡尔、英飞凌意图收购意法半导体等;三是主控芯片厂商希望通过收购功能芯片厂商获取车载技术及渠道经验,如英特尔收购Mobileye,高通曾意图收购恩智浦等。

 

  恩智浦:

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