智能汽车2023年度策略（Ⅰ）：座舱迈入2.0时代，车机域控格局或将再重塑

智能座舱迈向2.0时代，成本、性能需求推动车机芯片逐步差异化 当前，头部主机厂E/E架构已基本完成由分布式向域集中式的迈进，域控制器已成为当前座舱功能实现的核心。在过去的座舱智能化升级的1.0时代，高通凭借强大的算力及先发优势快速成为众多主机厂座舱主控芯片的选择。而随着座舱智能化渗透率的持续提升，主机厂需进一步针对不同车型在性能、成本以及可靠性三者间予以权衡，座舱主控芯片的选择也逐步开始呈现差异化、多样化，并且由此而产生的新兴座舱解决方案或将重塑车机域控格局。 趋势一：2023年，基于消规/工规芯片的座舱方案预计将开启加速渗透 我们认为，在行业内座舱内卷加剧、主机厂降本诉求强烈的背景下，高通或联发科的非车规级芯片有望直接应用上车，并成为未来中低端车型车机实现智能化升级的主流解决方案之一。原因包括：（1）车机领域本身对安全功能要求较低，主控芯片无需满足“车规级”要求，仅需核心模组通过AEC-Q 104测试即可。 （2）消规/工规芯片下游应用广阔、同等性能之下本身价格就更加便宜，同时可集成4G/5G modem，相较于车规芯片具备相当的性价比优势。（3）技术上而言，当前成熟的芯片热管理技术亦为非车规级芯片上车增加了更多的可能性。 例如比亚迪座舱所采用的半导体散热、特斯拉AMD车机采用的水冷散热等。 趋势二：2023年，基于x86架构芯片的座舱方案预计将在国内首次量产 我们认为，随着主机厂对座舱算力性能要求的进一步提升，部分主机厂会效仿特斯拉，采用以AMD为代表的x86架构芯片作为高端车型座舱升级方案。原因包括：（1）由于芯片指令集的差异化，x86架构芯片本身特性即为在同等制程之下具备更加强悍的算力及扩展性，可支持车机运行AAA桌面级游戏、并且其超线程设计在座舱功能日益复杂的趋势下将展现出更强的工作效率。（2）可支持主机厂进一步效仿特斯拉实现座舱操作系统的自研。与国内多数主机厂采用的Android系统不同，特斯拉在车机领域为基于Linux全栈自研。而基于x86芯片架构自研Linux系统，其开发成本、设计难度等将更低。 趋势三：2023年，预计业界将首次实现舱泊融合，为舱驾融合奠定基础 在汽车E/E架构集中化的趋势下，业内普遍规划将以上分散的功能集中于单个域控制器之上形成中央计算平台，由此不仅可以提升各个功能相互之间的通信效率，同时座舱功能与自动驾驶功能亦可在外围电路上实现共享，充分提升整车电子元件的利用效率、降低综合成本。当前，高通、英伟达已相继发布超算力芯片Flex、Thor，有望在2025年助力主机厂首次实现舱驾融合。 投资建议：看好座舱域控新兴解决方案逐步应用趋势下的受益标的建议关注美格智能、德赛西威、中科创达、瑞芯微。 风险提示：消费者付费意愿、智能化升级进度、芯片量产不及预期。 1.智能座舱迈向2.0时代，成本、功能需求推动车机芯片逐步差异化 1.1.智能座舱1.0时代，消费电子厂商切入、高通在车机领域呈现压倒性优势 头部主机厂E/E架构已完成由分布式向域集中式升级，座舱智能化功能的实现集中于域控制器的主控芯片。早期的车机功能相对简单，仅具备收音机及音频播放等功能，且功能的实现依赖于相互独立的MCU，即采用分布式E/E架构，功能的升级亦通过叠加MCU及相关功能配件完成。而在域集中式的硬件方案设计下，座舱内多数智能化功能的实现仅依赖于单一的座舱域控制器主控芯片。当面向不同安全功能等级的功能时（例如仪表显示屏涉及驾驶安全要求ASIL-B安全等级，而中控屏主要为导航及影音娱乐功能安全等级要求不高），可通过软件虚拟机技术对SoC资源动态调配或直接在SoC内硬件隔离，进而实现单芯片运行多个操作系统，保障驾驶相关功能的实时性、安全性。相对于分布式架构，域集中式的设计，一方面可提高控制芯片及外围电路复用效率，降低整体座舱芯片成本，另一方面可增强不同功能配置之间的通信效率，实现中控对座舱的集中控制，为跨屏互动提供硬件基础，并可实现OTA在线升级功能。 图1.芯驰X9U座舱SoC基于硬件虚拟化技术实现多操作系统及多座舱功能 集中式架构下座舱智能化加速升级，推动座舱主控芯片性能要求持续提升。具体体现： （1）车机功能丰富度提升，要求具备更低延时、高性能的CPU。集中式架构下空调、座椅、天窗等车身控制功能均集中于车机处理器。同时座舱功能的丰富度也在提升，从传统的收音机、音频功能升级到导航、影音应用，目前正向更高阶的桌面级游戏应用延伸。作为座舱SoC的“大脑”，CPU的低延时处理需求在集中式架构下大幅提升。目前，高通座舱芯片的CPU性能已从8155的105k DMIPS提升至当前8295的220k DMIPS（预估值），性能实现翻倍增长。 （2）屏显系统高端化趋势下，要求具备更高性能的GPU以带来更佳屏幕交互/反馈体验。 座舱屏幕作为主要交互/反馈方式，正向大屏化、多屏化、高分辨率化演进。其中，中控屏+液晶仪表已成为中高端新能源车型标配方案，副座娱乐屏、后座娱乐屏也在正在快速渗透；而显示分辨率也由过去的1K/VGA逐渐向4K高清屏演进。典型的例如2022年发布的理想L9，其座舱配备中控屏、仪表屏、后座娱乐屏三块显示屏，分辨率均达到3K。而GPU核心作用为显示图像的构建与渲染，性能很大程度决定屏幕显示的流畅度。 目前，高通座舱芯片的GPU性能已从8155的1142 GFLOPS提升至当前8295的3100 GFLOPS，性能提升近200%（预估值）。 （3）是否具备AI算力已成为衡量高端座舱SoC的标准之一。智能语音识别、手势识别、面部识别（DMS）等多模态交互方式均依赖AI算力进行机器学习，相对屏幕交互会分散注意力，语音、手势、面部识别等交互方式更安全也更智能，智能感知正成为新一代智能汽车卖点之一。此外伴随自动驾驶算法技术的逐步成熟，更多ADAS功能如360°全景影像、AR-HUD、APA自动泊车辅助等逐渐集成于智能座舱，由此亦对座舱主控芯片的NPU算力有进一步需求。可以看到，高通在最新座舱芯片8295之上已具备30T左右的AI算力，相较8155提升数倍以上，且可实现舱泊融合。 图2.集中式E/E架构演进+智能座舱功能升级=座舱SoC性能快速提升 从当下的智能座舱芯片格局来看，高通一家独大并呈现压倒性优势。当座舱架构方案由分布式走向集中式的同时，车机芯片供应格局亦在发生变化。传统分布式架构之下，瑞萨、NXP、德州仪器占据车机芯片绝大部分市场份额。而在域集中式的架构之下，高通强势切入座舱芯片领域并快速抢占市场主导地位。回溯高通在车机领域的发展历程，其最早于2014年发布第一款车机芯片602A开始切入车载领域，积累经验后于2016年发布第二代车机芯片820A，随着座舱域集中加速，820A在2020年开始广泛应用于小鹏P7、理想one、领克05等车型中，此时高通已在座舱芯片领域展现了较强竞争力。2019年发布的SA8155P则几乎席卷整个智能座舱市场，2021-2022年间国内中高端新能源自主品牌基本均转向高通8155平台，在车机领域呈现压倒性优势，已覆盖15至50万价格区间的众多车型。 图3.部分搭载高通SA8155P国内车型 我们认为，高通之所以在过去几年间可以在座舱领域快速渗透的核心原因在于三点： （1）相对传统汽车芯片供应商，庞大的消费电子业务基础使其在制程上呈现降维打击能力。 高通于2019年发布的SA8155P为全球首款 7nm 车机芯片，而对比同时期的传统汽车芯片厂商，在制程上具备压倒性优势（例如瑞萨于2018年底量产的R-CAR H3芯片仍采用 16nm 制程）。而更先进的制程带来的则是在算力、功耗等方面优势，尤其GPU算力约为同期传统座舱芯片的3~4倍，可支持驱动数量更多、分辨率更高的车载屏显系统，从而为消费者带来更佳的智能化座舱体验。而之所以高通能够具备如此显著的制程优势，本质上则是因为车载业务对于高通而言仅为冰山一角。根据高通年报数据统计，2021年公司合计实现收入336亿美元，其中汽车业务收入仅为10.19亿美元，占比仅为3%左右。 高通可以充分利用手机、物联网等其他消费电子业务来实现芯片软硬件开发成本上的摊销，从而降低迭代成本，如高通SA8155P即是在骁龙855基础上略微调整而来，其中GPU采用相同的型号（8155提升了GPU主频），CPU规格有所降低，由855中的Kryo 485降规为8155中的Kryo 435，在芯片设计、IP授权、GPU掩模版等方面均存在部分复用。 （2）相对同样具备先进制程的移动芯片厂商，高通更早布局座舱芯片，并率先推出 7nm 座舱芯片。高通于2014年发布第一代车机芯片602A切入车机领域。过去8年间，高通在车载领域具备清晰的Roadmap，已历经SA820A、SA8155P、SA8195、SA8295共四次产品迭代。而其他移动芯片巨头联发科/三星分别于2018/2019年推出第一代座舱芯片，切入时间相对较晚且后续仅有一两次迭代。基于更丰富的迭代经验，高通在座舱芯片制程、功耗设计等方面对比其他移动芯片厂商依旧保持领先。2019年高通发布的第三代产品SA8155P为全球首款 7nm 座舱芯片，2021年发布的SA8295进一步升级至 5nm 工艺。 （3）相对同样较早切入的桌面芯片厂商，高通脱胎于移动端的座舱芯片在现阶段更具成本优势。当前阶段智能座舱性能要求接近手机，高通820A来自移动端骁龙820，8155脱胎于骁龙855，部分ARM架构IP可在移动端应用验证后再移植到座舱，也即广阔的手机市场为高通座舱芯片节约了开发成本。而桌面芯片厂商英特尔于2016年发布的A3900系列芯片，虽是专门为工业、汽车应用开发，但与其所擅长的桌面芯片市场复用度较低。 可以看到，除2018年发布降规版本A3920外，此后英特尔在车载座舱领域再无更新迭代。而桌面芯片另一巨头AMD至今尚未发布专为车载领域而设计的车机芯片（特斯拉座舱内所采用的AMD Ryzen V180F则是基于其消规级芯片定制而来）。 图4.主流座舱芯片梳理：手机芯片厂商、桌面芯片厂商、传统车规芯片厂商、国内芯片厂商 1.2.智能座舱2.0时代，更多厂商芯片量产在即、车机芯片赛道内卷加剧 消费者强支付意愿倒逼主机厂在座舱配置加速内卷，从而对座舱主控芯片性能的需求亦快速提升。根据地平线与罗兰贝格联合发布的《智能座舱发展趋势白皮书》数据统计，国内近50%的消费者对于数字座舱类体验具备较高的支付意愿。而在消费者强支付意愿的背景下，近年来国内主机厂在座舱配置领域内卷加剧，HUD、360°全景影像、DMS等座舱智能化配置渗透率快速提升。根据佐思数据库统计显示，2021年国内乘用车HUD渗透率已超过5%，HUD总装配量为103.7万台，增速超过60%；2021年1-9月国内乘用车新车的DMS系统销量为25.2套，同比增长244%。而面对座舱内日益丰富的功能需求，作为座舱域控制器的核心，座舱域控制器主控芯片的性能要求也在进一步提升，并有望逐步实现舱泊融合、舱驾融合。 同时，更多芯片供应商相继涌现，展望2023年，有望再次颠覆当下的座舱芯片格局。 （1）联发科发力中低端座舱，2023年将基于MT8675量产5G智能座舱平台： 在传统智能手机处理器领域，联发科与高通平分秋色，根据Counterpoint Research数据统计，2022Q1联发科占据全球智能手机处理器芯片第一大出货份额，占比达到38%； 高通占比30%。而在车载领域，联发科相较于高通发力较晚，时至2018年联发科才发布的第一款 28nm 工艺的座舱芯片MT2712；于2019年推出采用 12nm 工艺的MT8666，虽在性能上相对高通同时期产品820A/SA8155P存在一定差距，但两款产品凭借性价比优势已进入中低端市场，获得了大众、现代、奥迪和吉利等车企的认可。2022年，联发科成功量产新一代座舱芯片MT8675，采用台积电 7nm 工艺，内置5G Modem，性能对标高通SA8195P,可集成5G、四模导航、多