產(chǎn)業(yè)深度：車載Chiplet智能汽車算力架構(gòu)新范式

目錄汽車能飛發(fā)，載算需不增加 3智能車電架上著區(qū)于統(tǒng)油車 3從傳燃車展智汽車控系逐從械轉(zhuǎn)為路控制 3智能車載子備顯著升 4智能車艙能程加深算需增加 5汽車能發(fā)進(jìn)，氣架集化展成勢(shì) 6智能車片在力性價(jià)兩困境 8車載力求發(fā)技進(jìn)步升匹配 8自動(dòng)駛輔駕等能駕領(lǐng)升帶算需求長(zhǎng) 8智能艙算需加提升 車載樂求動(dòng)力求上升 13車載力術(shù)步算需求長(zhǎng)匹配 14汽車場(chǎng)爭(zhēng)烈算芯片術(shù)要本效方案 15Chiplet智汽算芯發(fā)展路徑 16Chiplet車領(lǐng)具高力優(yōu)勢(shì) 16Chiplet集技提芯更高力 16Chiplet解先制性比的題 17Chiplet提更活研周期短降增的力解方案 19Chiplet有于低片發(fā)周，發(fā)靈活 19Chiplet降研成，現(xiàn)降增效 20車載Chiplet用臨點(diǎn)和戰(zhàn) 21車載Chiplet裝術(shù)成熟 21封裝術(shù)待熟期Chiplet實(shí)應(yīng)成高 21封裝術(shù)以足載劣的況件 21車載Chiplet接術(shù)成熟 22D2D速接題待決 22車載Chiplet接術(shù)過高 23Chiplet鏈標(biāo)有統(tǒng)一 23風(fēng)險(xiǎn)示 23汽車智能化飛速發(fā)展，車載算力需求不斷增加AI60%Parker1四代芯片THOR20002000%+L1BEV+L3圖1：智能汽車相燃車對(duì)芯片需求量大增加 圖2：英偉達(dá)Thor芯片初代算力提升2000%+L1BEV+L3數(shù)據(jù)來源：羅蘭貝格， 數(shù)據(jù)來源：英偉達(dá)官網(wǎng)智能汽車在電氣架構(gòu)上顯著區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車路控制ECU圖3：整車控制器（VCU）是整車系統(tǒng)控制核心元件數(shù)據(jù)來源：汽車大漫談1/5，GPS2011-201910%21.8%圖4：國(guó)內(nèi)汽車電市增速高于全球市場(chǎng)近2倍 圖5：車載電子行占個(gè)汽車電子行業(yè)21.8%2500200015001000

0.2228518.4%228518.4%21752070197115.6%167417861876155713.8%145013.5%10.0%10.0%9.9%10.1%7.4%7.5%9627958746.7%5796577235093724305.0%5.1% 5.0% 5.1%5.1%0.10.05

車載電子21.80%車身電子

動(dòng)力控制系統(tǒng)28.70%0 02011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019全球市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模（億美元）全球規(guī)模同比增長(zhǎng)（%，右軸） 中國(guó)規(guī)模同比增長(zhǎng)（%，右軸）

% 底盤與安全控制系統(tǒng)26.70%數(shù)據(jù)來源：艾瑞咨詢， 數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，203050%圖6：未來電子軟件以及數(shù)字化內(nèi)容將占據(jù)整車價(jià)值超過一半數(shù)據(jù)來源：摩根士丹利，艾瑞咨詢，50.6%202575%，滲透率大幅超過全球水平。圖7：中國(guó)市場(chǎng)智能座艙滲透率超越全球59.8%66.0%59.8%66.0%72.1% 75.9%53.3%59.4%48.8% 55.1%57.6%38.4%52.2%45.0%49.4%35.3%70%55%40%25%

2019 2020 2021E2022E2023E2024E2025E全球市場(chǎng)智能座艙新車滲透率（%）中國(guó)市場(chǎng)智能座艙新車滲透率（%）數(shù)據(jù)來源：IHS，KTVVR互等智能化場(chǎng)景勢(shì)必增加車內(nèi)攝像頭數(shù)量，而正常情況下，攝像頭數(shù)量越多，算力要求越大風(fēng)，單獨(dú)的通信降噪等功能，麥克風(fēng)數(shù)量將帶來算力要求提升行為監(jiān)測(cè)種類：屏幕數(shù)量：汽車智能化發(fā)展進(jìn)程，電氣架構(gòu)集成化發(fā)展已成趨勢(shì)ECUECUECU圖8：傳統(tǒng)汽車所采用的分布式電氣架構(gòu)難以滿足智能汽車需求數(shù)據(jù)來源：博世，智圖9：域集中式電氣架構(gòu)運(yùn)用域控制器分區(qū)域集中化處理數(shù)據(jù)來源：博世，特斯拉在汽車電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)型中處于領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)跨域集中架構(gòu)。特斯拉已實(shí)現(xiàn)域控制器的融合，由傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)為跨域集中3個(gè)域控制器對(duì)DCUs拉用EthernetCAN圖10：集成式電氣架構(gòu)運(yùn)用中央計(jì)算機(jī)，未來依賴云端數(shù)據(jù)來源：博世，智能汽車芯片存在算力與性價(jià)比兩難困境車載算力需求爆發(fā)與技術(shù)進(jìn)步提升不匹配20203L0-L56V2X圖11：不同等級(jí)的自動(dòng)駕駛間在駕駛員責(zé)任和應(yīng)用場(chǎng)景間存在差別資料來源：《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》，艾瑞咨詢，自動(dòng)駕駛等級(jí)提升推動(dòng)汽車智能芯片算力指數(shù)級(jí)上升。根據(jù)地平線，L22-2.5TOPS，L320-30TOPS，L4200TOPS2000Intel4000GB智能自動(dòng)駕駛前提，ADAS高級(jí)輔助駕駛滲透率加速上升。廣義上，ADAS6ADAS2020ADAS43%2025級(jí)及以ADAS70%86%。表1：ADAS等級(jí)劃分為6級(jí)，目前產(chǎn)業(yè)處于L2-3階段ADAS等級(jí) 定義BSD和LDW車道偏離警告駕駛員輔助：包括AEBACCCo-Pilot360能。例：福特的Co-Pilot360Assist+Super/UltraCruise，特斯拉的Autopilot，沃爾沃的PilotAssist有條件自動(dòng)駕駛：帶自動(dòng)變道的高速公路駕駛，全環(huán)境監(jiān)控，遠(yuǎn)程停車，出口與出口之間無人交互。例：特L3斯拉的Autopilot、奧迪的TrafficJamPilot,、梅賽德斯的DrivePilot和寶馬的ADSiNEXT。“全自動(dòng)駕駛：完全自動(dòng)駕駛的車輛，無需人工駕駛。目L5前尚未實(shí)現(xiàn)，預(yù)計(jì)最早要到2030年或2035年數(shù)據(jù)來源：羅蘭貝格，圖12：ADAS輔助駕駛滲透率不斷提升，2025年中國(guó)搭載率達(dá)70%9%4%9%4%1%10%1%8%34%35%48%36%30%57%40%30%42%14%80%60%40%20%0%2020中國(guó) 2025中國(guó) 2020全球 2025全L0 L1 L2 L3 L4/L5數(shù)據(jù)來源：羅蘭貝格，20234OrinES6/7/81016128TOPS9倍。算力排名前三的蔚來ES6/7/8高配/L7MAX都采用芯片英偉達(dá)OrinTOPS級(jí)自動(dòng)駕表2:我國(guó)智能汽車算力能力提升迅速名次品牌車型總算力（TOPS）使用芯片芯片數(shù)量1蔚來ES6/ES7/ES81016Orin42小鵬G6/G9高配508Orin23理想L7MAX508Orin24問界M5智駕版400MDC81015阿維塔AVATA11400MDC81016高合HiPhiY262Orin+TDA427騰勢(shì)N7高配254Orin18智己LS7254Orin19小鵬G6/G9低配254Orin110理想L7Air/Pro128J51數(shù)據(jù)來源：各公司官網(wǎng)，懂車帝，能汽車領(lǐng)域已量產(chǎn)的最大算力智能駕駛平臺(tái)是華為MDC810,算力達(dá)400TOPSFSDNX9031600Thor202355圖13：智能座艙分為5級(jí)，人機(jī)交互、網(wǎng)聯(lián)能力、場(chǎng)景拓展能力逐漸提升資料來源：《汽車智能座艙分級(jí)與綜合評(píng)價(jià)白皮書》，圖14：智能座艙域智能化與網(wǎng)聯(lián)化同步升級(jí)數(shù)據(jù)來源：汽車學(xué)堂Automooc智能座艙域控制器裝配量顯著提升，以單芯片多系統(tǒng)為主。根據(jù)佐思汽研，2023L1-L396.5萬132.625.6%SoC其中芯片以高通芯片和AMD90%圖15：智能座艙域搭載量增長(zhǎng)幅度顯著，2023年2季度同比增長(zhǎng)1.835.72.71.835.72.725.00.28.140.70.813.295.068.746.4150.0100.050.00.02022Q1 2023Q1 2022Q2 2023Q2L1 L2 數(shù)據(jù)來源：佐思汽研，搭載高通8295芯片，智能座艙硬件算力水平新升級(jí)。2023年9月發(fā)布010018295算力達(dá)到301558SU性23D38295ARHUDE8SUV82958295。圖16：搭載高通8295芯片，極越01裝配35.5英寸超大成像AR-HUD并打造多風(fēng)格沉浸式座艙體驗(yàn)數(shù)據(jù)來源：極越3D娛ARHUD、計(jì)算機(jī)視覺、駕駛員監(jiān)控DMSMAX15.73KAnti-Reflective7.3.421192080圖17：理想汽車3塊大屏幕充分發(fā)揮娛樂功能 圖18：理想汽車采用全聲音響系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源：理想汽車 數(shù)據(jù)來源：理想汽車?yán)硐肫囘\(yùn)用2塊高通815528155AR153018-245241摩爾定律失效摩爾定律有效 圖19：摩爾定律在5摩爾定律失效摩爾定律有效 數(shù)據(jù)來源：DIGITIMES，英偉達(dá)OrinOrin200TOPS，存儲(chǔ)帶寬205GB/s，8納米制程。華為MDC610芯片算力在5的128Matrix545，AI5121024TOPS。2000TOPS829558295AI3081554GPU3ARHUDAMDV2000芯片也將上車Smart。V2000基于“Zen2”x86核心架構(gòu)，7nm制程工藝和優(yōu)化的高性能Radeon7nmSoC100KDMIPS900GFLOPS汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，算力芯片技術(shù)需要降本增效的方案2-32023汽車品牌車型上市時(shí)間車載芯片汽車品牌車型上市時(shí)間車載芯片車載算力智能化特點(diǎn)理想L9Pro2023年8月地平線征程5128TOPS高速NOA輔助駕駛功能長(zhǎng)安深藍(lán)SL03i2023年11月地平線征程3高階智駕；高速領(lǐng)航輔助駕10TOPS駛、記憶泊車蔚來ES62023年5月英偉達(dá)Orin-X芯片目前最強(qiáng)大的量產(chǎn)移動(dòng)計(jì)算1016TOPS平臺(tái)小鵬G62023年6月英偉達(dá)Orin-X芯片兩顆激光雷達(dá)、XNGP智能508TOPS輔助駕駛系統(tǒng)智己LS62023年10月英偉達(dá)Orin-X芯片254TOPS 一鍵AIFSD特斯拉 ModelY 2024年2月芯片

144PS W4.7個(gè)像素500萬攝像頭數(shù)據(jù)來源：各公司官網(wǎng)，16949AECAEC-Q100IC集AEC-Q100AEC-Q100AEC-Q10041AEC-Q100Rev-HGroupA（GroupB（GroupC（GroupD（Group試GroupF（Group這7大類。圖20：AEC-Q100Rev-H驗(yàn)證測(cè)試流程有7大類41項(xiàng)，驗(yàn)證周期長(zhǎng)資料來源：《車規(guī)芯片驗(yàn)證流程與展望》Chiplet智能汽車算力芯片發(fā)展新路徑Chiplet車載領(lǐng)域具有高算力優(yōu)勢(shì)Chiplet摩爾定律失效，Chiplet有望延續(xù)摩爾定理滿足車載芯片算力。近幾年Chiplet（dChipletChipletChiplet本較高。將有機(jī)基板與硅基板混合可以起到降本增效的作用。此外ChipletChiplet兩種基板混合術(shù)具有更高的算力，支撐車載芯片高算力，智能汽車高性能。圖21：Chiplet集成技術(shù)包括水平和垂直方向兩種基板混合數(shù)據(jù)來源：《Chiplet技術(shù)研究與展望》，Chiplet集成技術(shù)提升算力芯片良率。產(chǎn)品AI800mm2SOCChipletSOCCetBM高帶寬存儲(chǔ)器可突破內(nèi)存速率瓶頸，運(yùn)用3D先進(jìn)封裝技術(shù)垂直堆疊DRAMGPUInterposer。DRAM3DGPU2.5DChipletChipletChipletInterposerdieM1Ultea芯片通過RDLM1MaxDiedieInterposer1000T2000TChipletChipletChipletChipletChiplet臺(tái)積的Chiplet和3DInFO和等均是其3DFabric3DFabricSoICInFOInFOPDN阻抗上具有是針對(duì)高性能計(jì)算升級(jí)的ChipletHPC技術(shù)的不斷發(fā)展，InFO_oS的面積和功率也隨之增長(zhǎng)，達(dá)到2.5Ret、51.2Tbps112GbpsBenchmarkMCM，InFO_SoWFlip-ChipMCM2C2CPDNPDN15%圖22：InFO_oS的面積和功率不斷增長(zhǎng)數(shù)據(jù)來源：TSMC，第五代連性能上更進(jìn)一步。1038128G的He2oC（5MDC*HBM2e圖23：第五代封裝技術(shù)封裝8個(gè)128G的HBM和2顆大型SoC2個(gè)SoC和2個(gè)SoC和8個(gè)HBM數(shù)據(jù)來源：TSMC，3D芯片堆疊技術(shù)SoIC在CoWN7-on-N7和Logic-on-DTCCoWN7/N620351μmSoIC1μm技SoIC和SoCSoIC2D圖24：臺(tái)積電公布SoIC研發(fā)進(jìn)度，CoW和WoW進(jìn)度基本一致數(shù)據(jù)來源：TSMCChiplet決方案ChipletChipletSoChpetSoC芯圖25：Chiplet可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成數(shù)據(jù)來源：芯潮IC，ChipletChipletIPChipletChipletChipletChipletChipletChipletChiplet封制造。在UCIeMetaChipletChiplet架ChipletSoCNPUCGPU層度的智能駕駛應(yīng)用，由車道ACCNOAChiplet不同智能座艙等級(jí)不同輔助駕駛等級(jí)圖26：運(yùn)用Chiplet技術(shù)車企可提供不同靈活的車載芯片組合方案不同智能座艙等級(jí)不同輔助駕駛等級(jí)資料來源：芯礪智能，車載Chiplet應(yīng)用面臨的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)車載Chiplet封裝技術(shù)尚不成熟封裝技術(shù)尚待成熟，短期Chiplet實(shí)際應(yīng)用成本高車載Chiplet50%Chiplet車載ChipletChipletI