据共同社报道，日本经济产业省3月29日宣布，将拨款10亿日元（约合人民币4771万元）用于支援丰田汽车等民间企业的车用尖端半导体开发。此举旨在推动开发自动驾驶所需的高性能半导体，提高产业竞争力。

根据报道，支援对象为开展高性能数字半导体（SoC）研发的“车用尖端SoC技术研究组织”（ASRA）。ASRA理事长山本圭司向外强调，在车商期望的时机获得SoC的难度正不断加大。

资料显示，ASRA全名为Advanced SoC Research for Automotive，该组织成立于2023年，由汽车、汽车零部件和半导体相关企业设立，目前包括Honda、Mazda、Nissan、Subaru、Toyota等汽车制造商，Denso、Panasonic等车电企业，以及Cadence、Mirise、Renesas、Socionext等共14家半导体厂商。

此外，据悉，Socionext公司于去年宣布，公司已着手研发采用台积电TSMC最新3nm车载制程“N3A”的SoC，预计在2026年开始进行量产，并委托台积电生产。

据了解，ASRA组织旨在研发用于汽车的高性能半导体系统芯片（System on Chip、SoC）。据称力争到2028年车用芯片技术，2030年将应用于量产车辆。


车载SoC芯片现状

SoC的全称叫做：System-on-a-Chip，中文的的意思就是“把系统都做在一个芯片上”。这个概念最先是从智能手机发展起来的，通过将CPU、GPU、内存、Modem，ISP，DSP，Codec等系统部件打包集成在一颗芯片内，手机厂商就不需要分别单独采购这些功能芯片，从而带来节省主板空间、成本和功耗的收益，这对追求轻薄、长时间续航的手机来说非常具有吸引力。

SoC在汽车上的首次应用，首先是在智能座舱领域。随着智能座舱的发展，不仅需要强大的CPU算力来提高任务处理能力，强悍的GPU算力来处理视频、图片等非结构化数据，高效的AI 算力来满足智能座舱的智能化交互体验要求，高速的DSP算力实现大带宽实时通讯，还需要能操作系统兼容手机生态，从而快速提升娱乐体验。总之，智能座舱在4G通信、车载WFI、驾驶舱手势识别、高品质音视频处理、编解码、图像拼接等典型应用场景的需求跟智能手机的业务场景高度契合，所以凭借在消费电子、通信领域的技术实力和品牌优势高通在2014年基于骁龙600平台打造了骁龙620A车规级SoC芯片，取得了巨大的成功，截至目前高通的智能座舱SoC芯片已经演化到第四代SA8295。

在智能驾驶领域，海量帧图像处理极其考验芯片的并行计算能力，显然擅长逻辑和数字运算能力的CPU无法满足大量并行的简单运算任务，因此，在自动驾驶上通常使用了集成CPU 和XPU（GPU/NPU/TPU） 的SoC 芯片。随着智驾水平的发展，智驾SoC的算力也在不断提升，目前已经量产AI算力最高的智驾SoC是英伟达Orin。

由于智舱与智驾的场景并不相同，带来的算力侧重点也不相同，所以智舱SoC和智驾SoC很长一段时间内平行发展。高通和英伟达几乎先后脚发布了自己的汽车超算芯片Thor（英伟达）和Snapdragon Ride Flex（高通），这两款芯片都可以同时支持智舱和智驾功能。业内不禁惊呼，是不是舱驾一体芯片的时代就要到来了。对此，笔者认为真正实现舱驾一体还需要有很长的路要走。

首先，是智舱和智驾的功能安全等级不同，如何打造一款同时兼顾不同功能安全等级的OS是一个挑战。

其次，真正舱驾一体要满足算力灵活分配，而Thor目前通过静态配置，一旦分配好了算力以后就无法根据场景进行切换。

第三，许多车企的组织机构里智舱与智驾分属不同部门，在一颗芯片里如何分工协作也是一场挑战，目前还没有成熟的经验可遵循。

因此，在未来一段时间内，智舱和智驾分属两个SoC还会是主流方案。

市场竞争格局

（1）智能座舱芯片

芯片结构：以“CPU+功能模块”的 SoC 异构融合方案为主。以高通智能座舱主控计算芯片 820A 系列为例：高通 820A 芯片采用 14 纳米工艺，从整体性能上来看，可以实现 hypervisor 和 QNX 系统启动时间小于 3 秒，Android 系统启动时间小于 18 秒，倒车影像启动小于 3 秒。进一步拆解后可分为四大模块：（1）CPU，采用主频高达 2.1GHz 的 64 位四核处理器（Qualcomm® Kryo™ CPU），用于对所有硬件资源的调度与管理；（2）GPU，采用高通 Adreno530GPU，可支持多个 4K 超高清触屏显示，实现一芯多屏；（3）DSP，采用Qualcomm® Hexagon™ 680 DSP，能够在不增加 CPU 负载的情况下，支持 8 个摄像头传感器同时输入；（4）LTE 调制解调器模块，确保车辆在行驶过程中获得持续的移动连接性。除此之外，该芯片可搭载高通深度学习软件开发包(SDK)——Qualcomm 骁龙神经处理引擎(NPE)，从而可集成基于机器学习的先进驾驶辅助系统。

竞争格局：瑞萨、英伟达、高通、英特尔、三星等厂商凭借优越的芯片性能和供应链在中高端座舱芯片领域脱颖而出。其中，高通、三星、英伟达由于其在手机、消费电子等领域庞大的出货量及技术储备而大幅摊薄新一代架构的研发成本（7nm、5nm 制程的研发费用高昂），因而可率先卡位智能座舱芯片赛道。目前，高通在国内新兴旗舰车型上近乎实现垄断，其座舱产品迭代速度几乎与手机产品同时更新（三星、联发科座舱芯片至少落后手机一代）。根据高通数据显示，其 2021 年汽车芯片在手订单逾 80 亿美元，主控芯片月出货量高达数百万颗。国产厂商方面，华为和地平线分别凭借麒麟 990A 和征程 2 快速出圈，华为与高通类似，拥有强大的研发、万物互联的鸿蒙生态以及不逊于高通的迭代能力，极狐阿尔法 S 是首款搭载麒麟 990A 的车型，单颗芯片可同时驱动12.3 英寸液晶仪表、20.3 春 4K 触控屏以及 8 寸的 HUD，整体算力达到3.5TOPS（高通最新座舱芯片 SA8155P 为 3TOPS）。而地平线也因其开放的开发平台和完备的工具链受到主机厂青睐，其征程 2 座舱芯片已获得长安 UNI-T车型定点。


（2）自动驾驶芯片

芯片结构：以“CPU+GPU+NPU”的 SoC 异构方案为主。以英伟达自动驾驶主控计算芯片 Xavier 系列为例，该 SoC 芯片主要包含控制单元、计算单元、AI 加速单元三大模块：（1）控制单元（CPU）：基于 ARM 架构的 8 核 Carmel CPU；（2）计算单元（GPU）：基于 NVIDIA Volta 架构，在 20W 功率下单精度浮点性能可达到 1.3TFLOPS，Tensor 核心性能为 20TOPS，当功率提升到 30W时，算力可达到 30TOPS，性能强劲且具有可编程性；（3）ASIC（AI 加速单元）：包含深度学习加速器（DLA，Deep Learning Accelerator）和可编程视觉加速器（PVA，Programmable Vision Accelerator）两个 ASIC 芯片，旨在提高CPU 性能（perf/watt）。

竞争格局：按照供应方式可以分为软硬一体式解决方案和开放式解决方案两大阵营。其中，英特尔（Mobileye）和华为是国内外自动驾驶软硬一体式解决方案提供商的代表，即将传感器、芯片、算法绑定销售的全家桶式方案。该方案优势是能够帮助自研能力不足的主机厂快速上车量产，其中 Mobileye 系列芯片截至 2019 年底出货 5400 万，全球 ADAS 市场占有率约为 70%（2019 年），特斯拉早期便在 Autopilot HW1.0 中采用 Mobileye EyeQ3 作为自动驾驶主控芯片。

此外，华为也宣布提供全栈式解决方案，华为 MDC 计算平台采用“统一硬件架构，一套软件平台，系列化产品”，将在极狐阿尔法 S 上率先落地量产。英伟达和地平线是国内外自动驾驶开放式解决方案供应商的代表，二者均拥有完全开放的生态和完备易用的工具链，OEM 厂商可以在芯片、算法中的任意层次购买服务。目前，英伟达自动驾驶解决方案已被众多新势力厂商及自主品牌所采用，包括小鹏、理想、蔚来等新势力品牌，以及上汽智己等自主品牌；地平线在自动驾驶落地方面也在持续推进当中，目前已宣布在理想 ONE 中取代Mobileye 成为新的自动驾驶主控芯片供应商，将搭载两颗征程 3 自动驾驶芯片。我们认为在智能汽车行业发展初期，部分 OEM 厂商会综合考虑成本、开发周期、系统稳定性等因素而选择软硬件一体式解决方案；当行业迈向成熟阶段，头部 OEM 厂商已具备相当程度算法开发能力，将会倾向于选择更为开放的计算平台，在完善的开发工具链之上结合场景自研算法，以满足差异化需求。

（3）车身控制芯片

芯片结构：车身控制芯片对算力要求较低，通常以 8 位或 32 位的 MCU 芯片为主。车身控制域的本质是在传统车身控制器（BCM）的基础上，集成了无钥匙启动系统（PEPS）、纹波防夹、空调控制系统等功能。因而其中的主要芯片仍以车规级 MCU 为主。根据芯片数据吞吐量的不同，车规级 MCU 主要可分为 8 位、16 位以及 32 位三种。其中，8 位工作频率在 16-50MHz 之间，具有简单耐用、低价的优势，主要应用于车窗、车门、雨刮等车身控制领域；32 位MCU 工作频率最高，处理能力、执行效能更好，应用也更广泛，主要应用于动力域、座舱域等。

同时，由于 8 位的 MCU 的效能持续提升，目前已满足为低阶的 16 位 MCU 的应用需求，叠加 32 位 MCU 成本的逐渐降低，双重因素作用下 16 位 MCU 的市场份额正逐步萎缩。根据 HIS 数据预计，2025 年全球车规级 MCU 市场规模将达到 73.5 亿美元，其中 32 位 MCU 占比将达到 76.6%。

竞争格局：外资厂商高度垄断，行业“缺芯”事件背景下国内厂商正加速崛起。根据 HIS 数据统计，外资厂商凭借先发优势已高度垄断全球车规级 MCU 市场，具体包括恩智浦（14%）、英飞凌（11%）、瑞萨电子（10%）等。而在 2020 年末以来，汽车行业“缺芯”事件加剧，进口 MCU 存货紧俏且价格高企。在此背景下，国内车规级 MCU 市场正加速进口替代。目前，国内成熟的车规级MCU 供应商包括比亚迪电子、杰发科技、芯旺微等。