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智能座舱芯片：汽车智能化的核心驱动

零帕汽车 · 公众号 · · 2024-10-14 23:59

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在科技飞速发展的时代，汽车早已不再仅仅是一种交通工具，更是一个充满智能化体验的移动空间。当我们踏入一辆现代化的汽车，那丰富多彩的智能座舱无疑是最引人瞩目的亮点之一。而在这背后，座舱芯片如同一位默默耕耘的幕后英雄，以其强大的性能和卓越的功能，成为汽车智能化的核心驱动力量。

一、座舱芯片：汽车智能化的关键

汽车智能化进程不断加速，座舱芯片作为核心部件的重要性愈发凸显。在这个数字化时代，消费者对汽车的需求不再仅仅局限于传统的交通工具属性，而是期望获得更加智能、便捷、舒适的驾乘体验。而座舱芯片正是实现这一目标的关键所在。

座舱芯片对汽车性能和功能有着至关重要的影响。首先，它决定了智能座舱的响应速度和流畅度。随着汽车功能的不断丰富，多屏交互、智能语音、车联网等功能成为市场主流智能座舱的基本配置。这些功能的实现需要强大的算力支持，而座舱芯片正是提供这种算力的核心。例如，高通骁龙 SA8155P 芯片的算力高达 8.5 万 DMIPS，比上一代 820A 算力提升了 3 倍，能够为用户带来更加流畅的操作体验。

其次，座舱芯片影响着汽车的智能化程度。它可以实现车载信息娱乐系统、流媒体后视镜、抬头显示系统等一系列复杂的融合体验，为用户提供更加丰富的信息和娱乐内容。同时，芯片的性能还决定了汽车对用户语音的识别准确率和识别速度，以及中控多媒体对用户需求的反应时间。例如，梧桐车联通过将软件能力下沉至最底层硬件平台，将语音控制的反应时间从 450 - 500 毫秒提升至 50 - 100 毫秒，大大提高了用户体验。

此外，座舱芯片的发展也推动了汽车电子电气架构的变革。随着智能座舱功能的日渐复杂，集中式电子电气架构已开始逐步取代分布式电子电气架构，数个高算力芯片正在取代过往车内几十甚至上百个算力的电子控制单元。这不仅提高了汽车的智能化水平，还降低了汽车的制造成本和维护难度。

座舱芯片作为汽车智能化的关键部件，对汽车性能和功能有着深远的影响。随着汽车智能化进程的不断推进，座舱芯片的重要性将愈发凸显，成为汽车制造商竞争的焦点之一。

二、座舱芯片的作用

（一）海量数据运算处理

座舱芯片在汽车智能座舱中承担着海量数据运算处理的重任。如今的汽车座舱内，仪表、座舱屏、AR-HUD 等多屏场景不断变化，为了给用户带来流畅的视觉体验，座舱芯片需要快速处理这些屏幕显示变化所带来的大量数据。例如，当用户在驾驶过程中切换不同的显示模式或调整屏幕亮度时，座舱芯片要迅速响应并计算出合适的显示参数。同时，语音识别功能也离不开座舱芯片的强大运算能力。随着用户对语音交互的需求不断提高，座舱芯片需要准确识别用户的语音指令，并快速进行处理和反馈。比如，当用户发出 “播放音乐” 的指令时，座舱芯片要在瞬间识别出语音内容，并启动音乐播放程序。此外，车辆控制操作也会产生大量计算需求，座舱芯片要实时处理车辆的各种状态信息，确保车辆的安全稳定运行。

（二）支撑智能座舱功能

座舱芯片是实现智能座舱功能的关键支撑。在多屏联动方面，它能够让多个屏幕之间的信息自由流转，实现跨屏互动。以 “一芯多屏” 技术为例，座舱芯片可以同时驱动中控导航屏、液晶仪表屏、HUD、空调显示面板、副驾娱乐屏以及后排娱乐屏等多个屏幕，为用户提供更加丰富的信息展示和交互体验。例如，芯驰科技推出的最新一代座舱芯片 X9SP，可以支持多操作系统，同时驱动多屏幕的输出，并支持多屏共享和互动。在驾驶员状态监测功能上，座舱芯片通过整合摄像头、传感器等设备的数据，实时监测驾驶员的疲劳、分神等状态，为行车安全提供保障。例如，华为智能座舱 “一芯多屏” 解决方案能通过人脸识别，对司机进行智能监控，实时检测驾驶员疲劳、分神状态。总之，座舱芯片为智能交互提供了坚实的基石，推动着汽车智能座舱不断向更高水平发展。

三、座舱芯片的技术特点

（一）多样化功能集成

座舱芯片作为智能座舱的核心，需要具备强大的多样化功能集成能力。在音频处理方面，它能够实现高保真音频播放，为用户带来沉浸式的音乐体验。例如，通过先进的音频解码技术，支持多种音频格式，如 MP3、WAV、FLAC 等，并且能够对音频进行均衡调节、环绕声处理等，让车内的音响效果更加出色。

在图像处理方面，座舱芯片能够驱动多块高分辨率屏幕，呈现清晰、细腻的图像。无论是中控显示屏上的导航地图，还是仪表盘中的车辆信息显示，都需要芯片具备强大的图形处理能力。同时，它还支持视频播放、图像渲染等功能，为用户提供丰富的视觉享受。

语音识别功能是座舱芯片的重要组成部分。它能够准确识别用户的语音指令，并快速做出响应。通过深度学习算法，芯片可以不断提高语音识别的准确率，适应不同的口音和环境噪音。例如，一些先进的座舱芯片可以实现高达 95% 以上的语音识别准确率，并且能够在嘈杂的车内环境中准确识别用户的指令。

手势识别功能为用户提供了更加便捷的操作方式。座舱芯片通过摄像头或传感器捕捉用户的手势动作，实现对车辆功能的控制。例如，用户可以通过手势来调节音量、切换歌曲、接听电话等，无需直接接触屏幕或按钮，提高了操作的安全性和便捷性。

网络连接功能也是座舱芯片不可或缺的一部分。它支持多种通信协议，如 Wi-Fi、蓝牙、4G/5G 等，实现车辆与外部网络的连接。用户可以通过车载系统访问互联网，获取实时的交通信息、天气预报、在线音乐等服务。同时，车辆也可以通过网络与其他设备进行互联，实现远程控制、车辆诊断等功能。

为了满足不同车型和品牌的个性化需求，座舱芯片还需要支持定制化和可扩展性设计。汽车制造商可以根据自己的品牌特色和用户需求，对芯片的功能进行定制和扩展，打造出独特的智能座舱体验。

（二）高性能计算和处理能力

随着汽车智能化程度的不断提高，座舱芯片需要具备强大的高性能计算和处理能力。智能座舱需要处理的数据量不断增加，包括来自多个传感器的实时数据、高清视频流、复杂的图形渲染等。因此，座舱芯片必须能够快速处理这些数据，以满足实时性、准确性和稳定性的要求。

为了提高计算能力，座舱芯片通常采用多核架构，集成多个高性能的处理器核心。例如，一些先进的座舱芯片采用了 ARM 架构的处理器，拥有多个高性能的 Cortex-A76 或 Cortex-A78 核心，能够提供强大的计算性能。同时，芯片还支持多核并行处理技术，将不同的任务分配到不同的核心上进行处理，提高系统的效率。

硬件加速技术也是提高座舱芯片性能的重要手段。例如，芯片可以集成专门的图形处理器（GPU）、数字信号处理器（DSP）、神经网络处理器（NPU）等，对图形渲染、音频处理、人工智能算法等任务进行加速。这样可以大大提高处理速度，满足智能座舱对高性能的要求。

为了确保系统的稳定性和可靠性，座舱芯片还需要具备强大的错误检测和纠正能力。例如，它可以支持内存纠错码（ECC）技术，检测和纠正内存中的错误，防止数据丢失和系统崩溃。同时，芯片还需要具备过热保护、电压监测等功能，确保在各种恶劣环境下都能正常工作。

（三）低功耗设计

汽车作为一个移动设备，对功耗的要求非常严格。座舱芯片作为汽车电子系统的重要组成部分，需要采用低功耗设计技术，以降低系统功耗，延长电池续航时间。

动态电压频率调整（DVFS）技术是一种常用的低功耗设计方法。座舱芯片可以根据系统的负载情况，动态调整处理器的电压和频率。在低负载情况下，降低电压和频率，减少功耗；在高负载情况下，提高电压和频率，保证性能。例如，当车辆处于停车状态时，座舱系统的负载较低，芯片可以降低电压和频率，以节省功耗。

功率门控（Power Gating）技术也是一种有效的低功耗设计手段。它可以在不需要某些电路模块工作时，将其电源关闭，以减少静态功耗。例如，当车辆的音响系统不使用时，芯片可以关闭音响模块的电源，以降低功耗。

此外，座舱芯片还可以采用先进的制程工艺，如 7nm、5nm 等，降低芯片的功耗。同时，优化芯片的电路设计，减少漏电电流和静态功耗，也是提高芯片低功耗性能的重要措施。

（四）安全性保障

汽车作为交通工具，安全性至关重要。座舱芯片需要具备高安全性保障能力，以确保车辆的安全运行和用户的数据安全。

硬件安全模块（HSM）是座舱芯片安全保障的重要组成部分。它可以提供加密、解密、签名、验证等安全功能，保护车辆的通信和数据安全。例如，芯片可以通过 HSM 对车辆与外部网络的通信进行加密，防止数据被窃取和篡改。同时，HSM 还可以对车辆的软件升级进行安全验证，确保升级包的合法性和完整性。

加密引擎也是座舱芯片安全保障的重要手段。它可以对存储在芯片内部的敏感数据进行加密，防止数据泄露。例如，芯片可以对用户的个人信息、车辆的行驶数据等进行加密存储，只有经过授权的用户才能访问这些数据。

为了提高系统的可靠性，座舱芯片还需要支持容错机制、故障检测和处理等功能。例如，芯片可以采用冗余设计，当某个电路模块出现故障时，自动切换到备用模块，确保系统的正常运行。同时，芯片还可以实时监测系统的运行状态，当发现故障时，及时进行报警和处理。

（五）开放性和互联性

随着车联网技术的发展和普及，座舱芯片需要具备开放性和互联性能力。它需要支持多种通信协议和标准，实现与车载网络和其他设备的互联互通。

座舱芯片需要支持 CAN、LIN、Ethernet 等车载通信协议，与车辆的其他电子控制单元进行通信。例如，芯片可以通过 CAN 总线获取车辆的速度、油耗、发动机状态等信息，并将这些信息显示在仪表盘上。同时，芯片还可以通过 Ethernet 网络与车载娱乐系统、导航系统等进行高速数据传输。

为了实现与外部设备的互联，座舱芯片需要支持 Wi-Fi、蓝牙、4G/5G 等通信协议。用户可以通过手机、平板电脑等设备与车辆进行连接，实现远程控制、车辆诊断等功能。同时，车辆也可以通过网络与其他智能设备进行互联，实现智能家居控制、智能办公等功能。

为了促进产业链的协同创新和发展，座舱芯片还需要支持开放平台和生态系统建设。汽车制造商和第三方开发者可以基于座舱芯片的开放平台，开发各种应用程序和服务，为用户提供更加丰富的智能座舱体验。例如，一些汽车制造商推出了开放的智能座舱平台，吸引了众多开发者参与，共同打造了丰富的车载应用生态。

四、座舱芯片的品牌

（一）全球市场品牌格局

汽车座舱芯片市场竞争激烈，品牌格局呈现多元化态势。其中，高通以其强大的技术实力和市场先发优势占据着重要地位，市占率高达 59.2%。高通在消费电子领域的成功为其在汽车市场的拓展奠定了坚实基础，旗下的骁龙系列车规级芯片广泛应用于众多汽车品牌。例如，奔驰、小鹏、极氪、领克、理想以及蔚来旗下多款车型，采用了高通打造的骁龙 8155、骁龙 8295 等车规级芯片。

AMD 以 15.1% 的市场份额位居第二。AMD 推出的新一代 V2000 芯片基于 Zen2 X86 架构，集成了 7 个 Vega 架构的 GPU 计算单元（448 个流处理器），支持 4 台显示器同时 4K 视频输出，在汽车智能座舱领域展现出强大的性能。

瑞萨以 8.6% 的市场份额排名第三。瑞萨在汽车电子领域拥有丰富的经验和技术积累，其座舱芯片产品在稳定性和可靠性方面表现出色。

英特尔和三星分别以 4.0% 的市场份额位列第四和第五。英特尔凭借其在半导体领域的深厚技术底蕴，不断推出高性能的座舱芯片解决方案。三星则通过整合自身在电子领域的优势资源，积极拓展汽车座舱芯片市场。

（二）中国厂商的布局

近年来，中国厂商在座舱芯片领域的布局与动作异常活跃，显示出强烈的进取心和创新力。

芯驰科技作为中国智能座舱芯片领域的领军企业之一，其 X9 系列智能座舱芯片以家族化的产品布局，全面覆盖 3D 仪表、IVI、座舱域控、舱泊一体、舱行泊一体、中央计算平台等从入门级到旗舰级的座舱应用。累计出货量已超 400 万片，覆盖了奇瑞、长安、上汽、广汽、北汽、东风日产、东风本田等车企的近 40 款量产车型。在技术创新方面，芯驰科技不断探索，如 2023 年 4 月发布的 AI 座舱第一代产品 X9SP，可实现 AI 算法的本地部署和加速，支持车内多模态感知和云端大模型交互。

芯擎科技也在智能座舱芯片领域有所建树。其推出的龙鹰一号芯片实力不俗，吉利旗下的银河 E5 便搭载龙鹰一号芯片。该芯片目前在安兔兔 7 月车机跑分排行榜中位列第六，虽在性能和算力方面与国际领先品牌仍有差距，但差距正在不断缩小。

紫光展锐作为国内少有的能提供全套手机芯片解决方案的厂商之一，积极拓展汽车市场。其旗舰级智能座舱芯片 A7870 采用 6nm 先进制程，具有小尺寸、低功耗、高集成度等优势，通过了车规认证。NPU 单元可以提供 8TFLOPS 的 AI 算力，可为定制车载智能场景提供可靠的平台基础。目前，基于紫光展锐 A7870 的客户车型正在积极推进量产工作。

这些中国厂商从自研芯片到国际合作，从硬件设计到软件生态建设，全方位地推动了中国智能汽车产业链的升级。不仅提升了中国在智能座舱芯片领域的国际竞争力，也为全球智能汽车的发展注入了新的活力。

五、座舱芯片在汽车中的应用

（一）智能座舱系统

座舱芯片在智能座舱系统中发挥着核心作用。它为汽车座舱带来了流畅的操作体验，使得多屏交互、智能语音等功能得以实现。例如，高通骁龙系列芯片能够支持多个高分辨率屏幕的同时显示和操作，用户可以在中控屏、仪表盘、副驾娱乐屏等之间自由切换，获取各种信息和进行娱乐活动。这种流畅的操作体验极大地提升了用户的驾乘感受。

在语音交互方面，座舱芯片的强大算力使得语音识别更加准确和快速。它能够实时处理用户的语音指令，迅速做出响应。例如，当用户说 “导航到某地” 时，芯片能够快速识别指令，调用导航软件并规划最佳路线，显示在屏幕上。同时，芯片还可以支持多语种识别和方言识别，满足不同用户的需求。此外，一些先进的座舱芯片还具备语音合成功能，能够以自然流畅的声音回答用户的问题，提供更加人性化的交互体验。

（二）推动汽车智能化

座舱芯片不仅在智能座舱系统中发挥重要作用，还助力汽车实现更高级别的自动驾驶和更智能化的车载系统，极大地提升了汽车的智能化水平。

在自动驾驶方面，座舱芯片可以与自动驾驶芯片协同工作，实现更高效的数据处理和决策。例如，当自动驾驶系统检测到前方有障碍物时，座舱芯片可以迅速将信息显示在仪表盘或中控屏上，提醒驾驶员注意。同时，座舱芯片还可以通过语音或图像等方式向驾驶员提供更详细的路况信息和驾驶建议，帮助驾驶员做出更准确的决策。

在车载系统方面，座舱芯片可以实现更智能化的功能。例如，它可以通过学习用户的驾驶习惯和偏好，自动调整座椅、空调、音乐等设置，为用户提供更加个性化的驾乘体验。此外，座舱芯片还可以与手机等外部设备进行互联，实现远程控制、车辆诊断等功能，方便用户对车辆进行管理和维护。

座舱芯片在汽车中的应用越来越广泛，它不仅为智能座舱系统带来了流畅操作体验和高效语音交互能力，还助力汽车实现更高级别的自动驾驶和更智能化的车载系统，提升了汽车的智能化水平。随着技术的不断进步，座舱芯片的性能将不断提升，为汽车行业的发展带来更多的创新和变革。

六、座舱芯片的发展趋势

（一）集成化趋势

随着汽车电子电气架构的集成化趋势，“舱驾一体” 芯片的概念逐渐兴起。舱驾一体芯片将智能驾驶和智能座舱的计算处理能力集成到一颗芯片上，具有诸多优势。

首先，提高了集成度。过去智能驾驶和智能座舱分别需要独立的芯片，而舱驾一体芯片将两者融合，减少了控制器数量，简化了汽车电气架构。例如，蔚来 ET7 中的中央计算平台 ADAM，将负责智能座舱的高通 8295 和负责智能驾驶的四颗英伟达 Orin X 芯片集成到一个控制器上。

其次，减少了通信延迟。当座舱和驾驶系统分别使用独立的芯片时，数据交换可能需要通过外部总线或网络进行，这会引入通信延迟。而舱驾一体芯片内部的数据交换速度更快，显著减少了这种延迟，提高了系统的响应速度。

再者，降低了功耗和成本。通过使用一颗舱驾一体芯片，可以避免两颗独立芯片同时工作时的功耗叠加。同时，集成化的设计也有助于优化电源管理，进一步降低功耗。此外，舱驾一体芯片的方案能够减少控制器数量、接口和线束，从而降低系统整体成本。

（二）高算力需求

随着汽车智能化的快速发展，座舱芯片需要具备高算力，以满足智能座舱和智能驾驶等功能的需求。如今的汽车，智能交互、多屏互联、智能驾驶等场景化功能对芯片算力提出了极高要求。芯片成为汽车产业智能化的主要根基，车企更青睐高算力、多集成、强劲 AI 的芯片。

在智能座舱方面，多屏交互、智能语音、车联网等功能的实现需要强大的算力支持。例如，高通 SA8155P 芯片采用 8 核 Kyro435CPU，算力大约为 95KDMIPS，能够为用户带来流畅的操作体验。在智能驾驶方面，传感器图像处理、决策算法等也需要大量的计算资源。因此，座舱芯片需要不断提升算力，以适应汽车智能化发展的需求。

目前，各大芯片厂商纷纷推出高算力的座舱芯片。比如，将于 2023 年首发的高通 SA8295P 采用第 6 代 KryoCPU，算力高达 200KDMIPS。瑞芯微 RK3588M 芯片的 AI 算力约 6TOPS，在智能车舱解决方案中表现出色。

（三）市场前景广阔

座舱芯片市场未来发展趋势十分乐观，具有广阔的市场前景。

在市场规模增长方面，随着汽车智能化进程的加速，对座舱芯片的需求不断增加。2022 年全球智能座舱域芯片市场销售额达到了一定规模，预计 2029 年将达到更高规模，年复合增长率可观。在中国市场，2022 年智能座舱域芯片市场销售收入也达到了一定数额，预计 2029 年可以达到更高数额，2023 - 2029 期间年复合增长率较高。

在产品类型升级方面，未来将有更多高算力、集成化的座舱芯片推出。例如，目前 7nm 和 8nm 产品已实现全面量产，未来 2 - 3 年将成为市场主力，而 5nm 芯片将是各大芯片厂商努力的方向。同时，“一芯多屏” 的解决方案将得到更广泛的应用，为用户带来更出色的多屏交互体验。

在应用领域拓展方面，随着车联网技术的发展，座舱芯片将不仅仅应用于传统的汽车座舱系统，还将与智能家居、智能办公等领域进行深度融合，拓展应用场景，为用户提供更加便捷、智能的生活体验。

智能座舱芯片作为汽车智能化的核心驱动力，正不断推动着汽车行业的变革与发展。它以强大的运算处理能力、多样化的功能集成以及对安全性和开放性的追求，为我们带来了更加智能、舒适和安全的驾乘体验。在全球市场中，各大品牌竞争激烈，而中国厂商也在积极布局，努力追赶。未来，随着集成化趋势的加强、高算力需求的持续增长以及市场的不断拓展，智能座舱芯片必将在汽车智能化的道路上发挥更加重要的作用。让我们共同期待智能座舱芯片为汽车行业带来的更多精彩与可能。

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