西部证券雒雅梅在相关报告中表示,ECU时代核心是MCU芯片,进入域控制器时代,汽车智能化程度大幅增加,运算处理复杂度呈指数级增加,如L4级以上自动驾驶所需算力或将超过700TOPS,且整车厂在智能化功能开发过程中,往往先预埋高性能硬件,通过算法软件实现功能更新,需要域控制器主控芯片有更强的内核、更强大的计算能力。
她指出,不同于以CPU为主的MCU芯片,SoC芯片集成了CPU、AI 芯片(GPU/FPGA/ASIC)、深度学习加速单元(NPU)等多个模块,SoC芯片算力主要来自于AI芯片。其中以图像运算为主的GPU相比CPU拥有明显更多的计算单元,帮助SoC芯片获得比MCU明显更强的算力优势,因此域控制器采用SoC芯片成为主流趋势。
比如,东软睿驰汽车技术(上海)有限公司总经理曹斌在相关主题演讲中指出,能够把所有传感器集中在一起,不断地在这些传感器算法基础之上去迭代和创新,并优化和进化的域控制器,为汽车行业所需,这样的域控制器需要比较完整的异构芯片的底层架构,还要能够支持AI加速和GPU的支持,只有这样的算力和分布式计算资源整合在一起,并且不断地被上层软件抽象跟底层芯片实现有机解耦,集中化的可以迭代发展的域控制器才能够成为可能。
曹斌表示,TI推出的TDA4芯片以及恩智浦推出的S32G芯片都符合这样的需求。以恩智浦S32G为例,它是一款通用域控的芯片,它没有太强的算力,但是它让车辆的控制能够更像计算机,它有通用的计算能力,有实时的部分,也有非实时的部分,有MCU,也有CPU或者SoC,它可以支持DDR的内存,支持高速存储,还有非常好的网络支持,这些因素使得S32G具备较强的通用性,为相关企业带来便利,“它可以把实时部分和控制部分延伸到下层,相关企业可以在里面做软件封装,或是搭建清晰稳定的架构,即便在对硬件不太了解的情况下,也可以对应用软件进行迭代。”
此外,我们亦可以看到,在制造工艺方面,域控制器主控芯片迈向更先进制程工艺,且仍在向前演进,芯片制程已经由28nm迈向16nm、12nm,甚至是7nm。不仅如此,据盖世汽车了解,部分厂商已经在进军5nm制程。今年1月,高通就透露,其骁龙Ride SoC将以5nm制程打造,成为业内首款5nm制程自动驾驶芯片。
而值得注意的是,在制程工艺这一演进过程背后,其实是域控制器对芯片集成度提升、功耗降低、成本优化以及响应速度提升等方面的更高要求。
以7nm制程为例,芯擎科技产品规划部总经理蒋汉平曾在相关演讲中指出,该工艺下芯片集成度更高,由于单位面积的晶圆上可以放置更多的逻辑门,同时封装面积变小,节约了晶圆成本和封装成本,进一步节约了成品芯片在单板上所占的面积,使得相同大小的电子产品功能更多,速度更快;芯片耗电量更低,同样大小的逻辑电路做出来,用更先进的工艺会导致耗电量更低;响应速度更快,单管开断速度更快,同样的逻辑电路能够跑到的主频更高,主频高,性能会大幅提升。
据他透露,相较16nm节点工艺,7nm可以提供3.3倍的门电路密度,在同等功耗上提供35-40%的速度提升或者可以降低65%的功耗,成本的优势随着生产能力与良率的提升正在快速呈现。
正如前文所说,域控制器主控芯片正朝向异构多核、高集成、低功耗等更高性能的方向迈进,这将很大程度推动域控制器产品的升级,加速域控制器落地进程。
举例来说,通过与恩智浦、TI、地平线等芯片厂商的合作,东软睿驰在域控制器等相关领域不断取得进展。在此前产品的基础上,东软睿驰于今年8月同时发布了两款标准化域控制器产品:面向自动驾驶领域的行泊一体域控制器以及面向整车的通用域控制器。据盖世汽车了解,这两款域控制器分别采用了恩智浦S32G和TI TDA4芯片。
从产品表现来看,东软睿驰自动驾驶行泊一体域控制器通过泊车与行车功能的集成以及传感器的共用,可实现L2+的增强感知能力,提高安全性和用户体验。基于SOA的软件架构,通过预置的基础软件和自动驾驶专用中间件,支持OTA升级,并面向开发者提供配套丰富的“开发者友好型”工具,相比传统1V1R+APA的技术方案成本节省20%~30%。
东软睿驰通用域控制器则可实现跨域融合,实现车身,动力,底盘系统等控制域的整合,支持网关功能和车载通讯加密要求,统一OTA升级。具备丰富的对外接口、功能全面,帮助车企实现集中式架构。基于面向SOA的架构,大大增强了平台的可拓展性,可移植性,帮助车企减少开发投入。同时预置基础软件,和标准中间件,提供丰富的开发工具,支持开发者个性化开发,提供多样化的开发服务支持。
其它厂商也在快速布局,例如德赛西威。该公司绑定英伟达,推出自动驾驶域控制器IPU03。据悉,IPU03于2020年在小鹏P7上正式批量供货,并将配套其他车型。IPU04则是德赛西威新一代大算力域控制器,采用单芯片Orin系列打造。据悉,小鹏汽车、理想汽车等多家车企IPU04相关项目将于明年量产。
均胜电子则于今年8月宣布,公司旗下均联智行将与黑芝麻智能携手布局自动驾驶域控智能方案,计划2023年量产自动驾驶域控制器。另根据其2021年三季度财报,在智能座舱领域,均胜电子已完成与多家座舱芯片的对接,座舱域控制器、V2X技术和人机交互,以及位置引擎、AR引擎等产品已于主流车企量产车型投产。