一个网站需要服务器吗,定制家具品牌排行榜前十名,深圳微网站建设公司,seo培训学院来源#xff1a;湖杉资本智能驾驶涉及人机交互、视觉处理、智能决策等#xff0c;核心是 AI 算法和芯片。伴随汽车电子化提速#xff0c;汽车半导体加速成长#xff0c;2017 年全球市场规模 288 亿美元#xff08;26%#xff09;#xff0c;远高于整车销量增速#xff… 来源湖杉资本智能驾驶涉及人机交互、视觉处理、智能决策等核心是 AI 算法和芯片。伴随汽车电子化提速汽车半导体加速成长2017 年全球市场规模 288 亿美元26%远高于整车销量增速3%其中占比最高的为功能芯片 MCU66 亿美元占比 23%随后还包括功率半导体21%、传感器13%等。汽车半导体按种类可分为功能芯片 MCUMicrocontroller Unit、功率半导体IGBT、MOSFET 等、传感器及其他。根据Strategy Analytics在传统燃油汽车中MCU 价值量占比最高为23%在纯电动车中MCU 占比仅次于功率半导体为11%。DIGITIMES预测功能芯片MCU市场规模有望从2017年66亿美元稳步提升至2020年72亿美元。▲ 全球汽车销量万辆▲ 全球汽车半导体市场规模亿美元▲ 燃油汽车半导体按种类分类▲ 纯电动汽车半导体按种类分类▲ 汽车功能芯片市场规模亿美元传统汽车的功能芯片仅适用于发动机控制、电池管理等局部功能无法满足高数据量的智能驾驶相关运算。近年来伴随智能驾驶渗透率提升全球芯片巨头纷纷进军汽车产业推出具备AI计算能力的主控芯片。主控芯片市场规模有望快速成长IHS预测2020年可达40亿美元。▲ 汽车芯片主控芯片功能芯片▲ 汽车主控芯片市场规模亿美元主控芯片巨头具有较强的AI计算优势功能芯片厂商具有丰富的汽车产业链经验两大阵营之间兼并收购及联盟合作频发。截至目前英伟达已与全球370整车厂、一级供应商达成合作英特尔收购Mobileye切入汽车产业高通曾意图收购恩智浦等。▲ 汽车芯片市场格局主控芯片算力持续增长智能驾驶涉及人机交互、视觉处理、智能决策等AI算法和芯片是核心。据恩智浦统计目前一辆高端汽车已经搭载超过1亿行代码远超飞机、手机、互联网软件等未来伴随自动驾驶的渗透率及级别提升汽车搭载的代码行数将呈现指数级增长。自动驾驶软件计算量已经达到10个TOPSTera Operations Per Second万亿次操作每秒量级。传统汽车MCU的算力难以满足自动驾驶汽车的计算要求GPU、FPGA、ASIC等AI芯片进入汽车市场。▲ 汽车已经搭载超过1亿行代码▲ 汽车搭载的代码行数指数级增长▲ 典型汽车MCU的算力▲ 英伟达GPU SoC的算力全球无人驾驶领导者包括谷歌、百度、特斯拉、奥迪等从这些厂商的自动驾驶主控模块的SoC芯片架构或可一窥汽车芯片发展方向。谷歌 Waymo采用英特尔CPUAltera FPGA方案英飞凌MCU作为通信接口。谷歌Waymo的计算平台采用英特尔Xeon12核以上CPU搭配Altera的Arria系列FPGA并采用英飞凌的Aurix系列MCU作为CAN或FlexRay网络的通信接口 。▲ 谷歌Waymo的计算平台架构百度 Apollo恩智浦/英飞凌/瑞萨MCU赛灵思 FPGA/英伟达GPU。百度无人驾驶样车采用 IPC工控机方案但工控机的体积和功耗难以满足量产化要求因而百度也推出了适合于量产的域控制器嵌入式方案。将各个传感器的原始数据接入到Sensor Box中在Sensor Box中完成数据的融合再将融合后的数据传输到计算平台上进行自动驾驶算法处理。百度自动驾驶专用计算平台ACUApollo Computing Unit定义了三个系列产品MLOC高精定位MCU、MLOP高精定位环境感知MCUFPGA、MLOP2高精定位环境感知决策规划MCUGPU。▲ 百度Apollo的工控机计算平台架构▲ 百度Apollo的域控制器计算平台架构特斯拉从Mobileye ASIC到英伟达GPU。2014 年特斯拉发布Autopilot 1.0搭载1个前置摄像头、1个后置倒车摄像头不参与辅助驾驶、1个前置雷达、12个超声波传感器视觉芯片采用MobileyeEyeQ3主控芯片采用NVIDIA Tegra 3。2016年底特斯拉发布Autopilot 2.0搭载3个前置摄像头不同视角广角、长焦、中等、4个侧边摄像头左前、右前、左后、右后、1个后置摄像头、1个前置雷达增强版、12个超声波传感器传感距离增加一倍主控芯片采用NVIDIADrive PX 2处理速度为Autopilot 1.0的40倍。▲ Mobileye EyeQ3芯片架构▲ 英伟达Drive PX2芯片架构奥迪Mobileye ASIC英伟达GPUAltera FPGA英飞凌MCU的多芯片集成方案。全新奥迪A8公开了自己的zFAS控制器方案。zFAS共有四块高性能的处理器1)Mobileye的EyeQ3负责视觉信息处理包括交通标志识别、行人识别、碰撞提醒、车道线检测等2)英伟达的Tegra K1 SoC负责360°环视影像3)Altera的Cyclone5 FPGA负责传感器融合、地图融合、辅助泊车等4)英飞凌的Aurix系列MCU用于交通拥堵控制、辅助驾驶等。▲ 奥迪A8的计算平台架构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。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。▲ 汽车主控芯片趋势图1、英伟达GPU垄断优势从智能座舱到自动驾驶英伟达收入净利润快速增长汽车为长期动力。英伟达是GPU领域龙头常年保持超70%市占率。英伟达2018财年对应2017自然年收入97.1亿美元同比40.6%净利润30.5亿美元同比82.9%。▲ 全球独显GPU市场份额(2009-2017)▲ 英伟达营业收入百万美元▲ 英伟达净利润百万美元英伟达数字座舱计算机Drive CX利用先进3D导航、高分辨率数字仪表组、自然语音处理及图像处理实现驾驶辅助功能。Drive CX的内核是基于Maxwell架构的Tegra X1 SoC此外还有选配置为Tegra K1 SoC。DRIVE CX的主要功能包括1)自然语言处理通过语音识别完成地址查询、呼叫联系人等功能2)3D导航和信息娱乐为众多应用程序提供高分辨率、高帧率的图形显示3)全数字仪表组通过仪表组或抬头显示HUD提供丰富的图形显示4)环绕视觉利用复杂的运动恢复结构技术和先进的拼接技术改善鱼眼镜头的图像渲染、减少重影现象并可在高精细模型中渲染出一辆虚拟汽车实现逼真的环绕视觉效果5)对接Android Auto拥有Android智能手机或iPhone的驾驶员可以轻松访问自己的移动设备与地图、搜索和音乐等应用进行互动。▲ 英伟达数字座舱计算机Drive CX英伟达自动驾驶汽车平台Drive PX将深度学习、传感器融合和环绕视觉相结合力求改变驾驶体验。Drive PX的主要功能包括1)传感器融合可以融合来自12个摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器的数据2)计算机视觉和深度神经网络适用于运行DNNDeep Neural Network深度神经网络模型可实现智能检测和跟踪3)端到端高清制图可快速创建并不断更新高清地图4)软件开发工具包DriveWorks包含了可供参考的应用程序、工具和库模块。▲ 英伟达自动驾驶汽车开发平台Drive PX2、英特尔积极兼并收购进军自动驾驶专用芯片英特尔传统业务增长乏力进军汽车领域创造业绩新增长点。英特尔曾经是世界上最大的半导体芯片制造商。据PassMark统计2017Q1英特尔占据全球CPU行业的市场份额为80%。近年随着智能手机的兴起与个人电脑市场的景气降低芯片主业收入增速明显下降公司营业收入被三星电子超越。公司曾尝试生产了手机处理器但最后表现失利并不得不解散了负责该业务的部门。近年来英特尔通过大量收购积极布局无人驾驶、物联网、人工智能、VR等新兴领域创造业绩的新增长点力图实现从传统芯片制造商向多元解决方案提供商转型。▲ 全球CPU市场份额2004-2017▲ 英特尔营业收入百万美元▲ 英特尔净利润百万美元▲ 英特尔按业务类别拆分营业收入百万美元▲ 英特尔近三年收购动向英特尔收购Mobileye全球视觉ADAS领导者。Mobileye是全球视觉ADAS市场领导者之一掌握ADAS市场80%份额拥有丰富的视觉ADAS产品。Mobileye的专有软件算法和EyeQ芯片能对视觉信息进行详细分析并预测与其他车辆、行人、自行车或其他障碍物的可能碰撞还能够检测道路标记、交通标志和交通信号灯。截至2017年底Mobileye的产品已经被用于27个整车厂的313款车型当年出货量870万颗。2017年3月英特尔以153亿美元收购Mobileye打造英特尔车队。车队将包括各种汽车品牌和车型以展示其多功能性和适应性。L4级车辆将被部署在美国、以色列和欧洲进行测试。▲ Mobileye EyeQ5将助力汽车实现L4-L5级无人驾驶▲ 英特尔的“车到云”系统方案英特尔收购Altera自动驾驶FPGA芯片已经量产。目前全球FPGA市场主要被Xilinx和Altera瓜分合计占有近90%的市场份额合计专利达到6000多项。Altera的FPGA产品共有四大系列分别是顶配的Stratix系列近万美元、成本与性能平衡的Arria系列2000~5000美元、廉价的Cyclone系列10~20美元、以及MAX系列CPLD。英特尔2015年宣布完成对Altera的收购帮助高速增长的数据中心与IoT业务。▲ 2016年FPGA市场份额分布3、高通凭借通信优势从信息娱乐到车联网高通传统业务收入下滑积极进行新兴产业布局。高通为全球智能手机SoC龙头。在汽车领域高通提供的解决方案包括1)车载资讯系统为汽车优化制定的蜂窝网解决方案2)驾驶数据平台智能收集和分析来自不同汽车传感器的数据使汽车实现精准定位监控和学习驾驶模式感知周围环境已经准确与外界共享此平台的信息3)资讯娱乐提供3D导航、在线媒体播放和驻车辅助支持以及语音、人脸和终端识别等功能4)电动汽车无线充电推出Qualcomm Halo WEVC无线充电解决方案。▲ 全球智能手机SoC市场份额2016-2017▲ 高通营业收入百万美元▲ 高通净利润百万美元▲ 高通的新兴产业布局高通推出车载信息娱乐系统解决方案。骁龙汽车平台信息娱乐系统现分为极简Select、高端High和顶级Premium方案。极简方案可以支持3个显示屏包括信息娱乐系统、仪表和抬头显示HUD高端层级可以支持多达4个显示屏副驾驶或后座娱乐可以拥有单独的屏幕同时还支持顶级音频、低时延无线传输高清视频、环视处理深度学习与计算机视觉处理可分辨附近的障碍物和行人顶级方案可以支持多达6个显示屏包括仪表、信息娱乐系统、HUD、副驾驶、后座两个不同的屏幕。2017年CES展上参展的玛莎拉蒂硬件上搭载定制的骁龙汽车解决方案包括骁龙汽车级处理器、Gobi3G/4G LTE无线调制解调器、Wi-Fi和蓝牙模块等。另一辆参展车克莱斯勒Portal安装了松下车载娱乐概念系统此系统将以最新版本的安卓汽车以及高通公司骁龙芯片为工作基础 。▲ 骁龙602A汽车处理器高通推出车联网芯片组支持LTE及DSRC车联网骁。骁龙X5 LTE支持LTE车联网速度可达4类下行速率为150Mbps上行速度为50Mbps。骁龙 X12 LTE支持速度高10类支持下行速率高达60 MHz 3x CA450Mbps到网络上行链路中的 40MHz 2x CA100Mbps。骁龙X16 LTE调制解调器支持高达1Gbps的峰值下载速度有助于满足下一代智能网联汽车的连接需求和使用案例包括高清地图更新、实时交通和路况信息的连接导航、软件升级、Wi-Fi热点和多媒体流。此外高通于2017年9月推出了基于第三代合作伙伴计划3GPP版本14规范的全球首款蜂窝车到车C-V2X商用解决方案高通9150 C-V2X 芯片组。该芯片组包括运行智能交通系统ITSV2X 堆栈的应用处理器以及硬件安全模块HSM预计在2018年下半年上市最早于 2019 年实现量产并向车厂供货。C-V2X同时支持 DSRC和LTE通信为车辆提供周围环境信息、非视距NLOS场景下的信息。功能芯片技术较成熟格局稳中有变功能芯片市场较为成熟、格局较为稳定。据Strategy Analytics统计2016年全球车载MCU安装量超25亿平均每辆汽车安装25~30个 MCU。2016年全球汽车MCU市场TOP5分别为恩智浦14%、英飞凌11%、瑞萨电子10%、意法半导体8%、德州仪器7%。相比于消费芯片及一般工业芯片汽车芯片的工作环境更为恶劣温度范围可宽至-40~155℃、高振动、多粉尘、电磁干扰等。由于涉及人身安全问题汽车芯片对于可靠性及安全性的要求也更高一般设计寿命为15年或20万公里。“车规级”芯片需要经过严苛 的认证流程包括可靠性标准 AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、功能安全标准ISO26262等。一款芯片一般需要2~3年时间完成车规认证并进入整车厂供应链而一旦进入之后一般也能拥有长达5-10年的供货周期。高安全与高可靠性标准、长供货周期、与中下游零部件厂商和整车厂长久的合作关系是目前汽车芯片格局稳定的主要原因。▲ 汽车级芯片 vs 消费类、工业级芯片▲ 全球主要汽车MCU公司概况▲ 典型汽车MCU的算力▲ 2016年全球汽车MCU市场份额功能芯片市场格局亦存变数1)传统功能芯片厂商在保持原有份额的基础上积极拓展主控芯片如恩智浦Bluebox、英飞凌Aurix、瑞萨R-Car等2)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3)半导体巨头亦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。恩智浦提供完整汽车半导体解决方案Bluebox 平台支持L4级自动驾驶。汽车电子布局恩智浦汽车半导体产品覆盖MCU和MPU、车载网络、媒体和音频处理、智能电源驱动器、能源与电源管理、传感器、系统基础芯片、驾驶员辅助收发器、汽车安全等。自动驾驶平台恩智浦BlueBox是一款自动驾驶开发平台集成了S32V234汽车视觉和传感器融合处理器、S2084A嵌入式计算处理器、S32R27雷达微控制器。BlueBox可完成多传感器融合毫米波雷达、视觉、激光雷达、车联网支撑 L4级自动驾驶功耗小于40W算力达90,000 DMIPS(Dhrystone Million Instructions executed Per Second百万条指令每秒)。视觉芯片S32V234视觉处理器拥有CPU(4颗ARM CortexA53和1颗M4)、3D GPU(Vivante GC3000)和视觉加速单元(2颗APEX-2vision accelerator)支持4路摄像头。可用于前视摄像头、后视摄像头、环视系统、传感器融合系统等能实时3D建模计算能力为50GFLOPs。同时S32V234芯片预留了支持毫米波雷达、激光雷达、超声波的接口可实现多传感器数据融合最高可支持ISO26262ASIL-C标准。雷达芯片S32R27雷达处理器采用两个e200z7 32位 CPU 和两个32位锁步模式e200z4能够支持自适应巡航控制、智能大灯控制、车道偏离警告和盲点探测等功能。▲ 恩智浦营业收入百万美元▲ 恩智浦净利润百万美元▲ 恩智浦Bluebox自动驾驶开发平台英飞凌覆盖集成电路与功率半导体视觉及雷达芯片支持 ADAS 功能。汽车电子布局英飞凌汽车半导体产品覆盖车身半导体、汽车安全、底盘总成、动力总成、混合动力汽车和电动车、有源天线等。自动驾驶平台英飞凌推出Aurix自动驾驶域控制器可完成传感器信号融合雷达、摄像头、超声波和激光雷达、计算最佳驾驶策略并触发汽车中的执行器支持增强型ADAS功能如交通辅助、自主避障等。视觉芯片可实现车道偏离预警、前向碰撞预警、交通标志识别、行人识别等ADAS功能。雷达芯片1)77GHz远程雷达系统采用 SiGe硅锗技术保证高频功能和耐用性可用于避撞系统2)24GHz近/中程雷达系统同样采用SiGe硅锗技术可用于盲点监测系统。车内3D摄像头芯片英飞凌推出3D图像传感器芯片Real3系列产品采用飞行时间ToF相机测量3D环境可识别驾驶员行为并将此信息传递给ADAS还可以提升HMI体验如手势识别等 。▲ 英飞凌营业收入百万欧元▲ 英飞凌净利润百万欧元▲ 英飞凌Aurix自动驾驶控制器架构图瑞萨多品类车载MCU和SoCR-Car平台支持L4级自动驾驶。汽车电子布局瑞萨汽车半导体产品覆盖片上系统SoC、电源管理、电池管理、功率器件、通信器件、视频和显示等。自动驾驶平台瑞萨推出自动驾驶SoC R-Car采用ARM CPU和PowerVR GPU可扩展的硬件平台可覆盖入门级R-Car E系列、中级R-Car M系列及高级R-Car H系列支持多种开源软件安卓、QNX、Linux、Windows、Genivi等。此外还有车外摄像头芯片R-Car V系列、车内摄像头芯片R-Car T系列、智能座舱芯片R-Car D系列、车联网芯片R-Car W系列等。▲ 瑞萨营业收入亿日元▲ 瑞萨净利润亿日元▲ 瑞萨R-Car硬件及软件平台意法半导体安全主导的半导体制造商ADAS产品覆盖视觉、雷达、车联网。汽车电子布局意法半导体的汽车半导体产品覆盖高级辅助驾驶系统ADAS、车身舒适系统、底盘和安全系统、新能源汽车、娱乐系统、移动服务、动力系统、通信和网络等。视觉芯片可用于前视、后视、侧视、以及车内摄像头的信号处理。此外意法半导体与Mobileye合作开发EyeQ系列芯片负责芯片制造技术、专用存储器、高速接口电路和系统封装设计以及总体安全架构设计。雷达芯片1)77GHz远程雷达系统STRADA770 单芯片收发器可覆盖76-81GHz可用于自适应巡航ACC、自动制动AEB、碰撞预警FCW、换道辅助LCA、行人检测PD等功能2)24GHz短程雷达系统STRADA431芯片包含一个发射器和三个接收器适用于盲区检测BSD、换道辅助LCA、泊车辅助PA、倒车侧方检测RCTA、碰撞缓解制动CMB等。车联网芯片基于DSRC的V2X解决方案意法半导体和以色列V2X厂商Autotalks于2014年开始合作研发V2X芯片组。在2018CES上展出的V2X解决方案整合了意法半导体的Telemaco3车载信息服务平台和Autotalks的CRATON2芯片组。▲ 意法半导体营业收入百万美元▲ 意法半导体净利润百万美元▲ 意法半导体ADAS系统德州仪器提供开放式ADAS SoC解决方案。汽车电子布局德州仪器的汽车半导体产品覆盖高级辅助驾驶系统ADAS、信息娱乐系统与仪表组、车身电子装置与照明、HEV/EV和动力系统等。自动驾驶平台德州仪器ADAS主要产品是TDAx系列包括TDA2x、TDA3x、TDA2Eco三款SoC基于异构硬件和通用软件架构可提供可扩展的开放式ADA解决方案。TDA2x于2013年10月发布主要面向中到中高级市场配置了2颗ARM Cortex-A15内核与4颗Cortex-M4内核、2颗TI定浮点C66xDSP内核、4颗EVE视觉加速器核心以及ImaginationSGX544GPU主要应用于前置摄像头信息处理包括车道报警、防撞检测、自适应巡航以及自动泊车系统等。TDA3x于2014年10月发布主要面向中到中低级市场其缩减了包括双核A15 及SGX544GPU主要应用在后置摄像头、2D或2.5D环视等可支持车道线辅助、自适应巡航控制、交通标志识别、行人与物体检测、前方防碰撞预警和倒车防碰撞预警等多种ADAS算法。传感器芯片包括摄像头芯片前视、后视、侧视、环视、雷达芯片远程、短程、多模式、扫描激光雷达芯片、超声波芯片以及传感器融合芯片等。▲ 德州仪器营业收入百万美元▲ 德州仪器净利润百万美元▲ 德州仪器TDAx产品对比小结 汽车从“功能机”进化为“智能机”从“汽车电子”到“无人驾驶”。战略看好智能驾驶产业链中汽车芯片为其中的核心元器件。从全球范围看布局汽车芯片产业的巨头公司包括英伟达、英特尔、高通等潜在的兼并收购标的包括英飞凌等。国内公司从车载娱乐系统等安全等级要求较低的产品入手有望逐渐从后装渗透至前装、从国产整车厂渗透至合资车厂。未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
