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智能駕駛涉及人機交互、視覺處理、智能決策等，核心是 AI 演算法和晶元。伴隨汽車電子化提速，汽車半導體加速成長，2017 年全球市場規模 288 億美元（+26%），遠高於整車銷量增速（+3%），其中佔比最高的為功能晶元 MCU（66 億美元，佔比 23%），隨後還包括功率半導體（21%）、感測器（13%）等。

本期的智能內參，我們推薦中信證券的報告《 從「汽車電子」到「無人駕駛」 》，詳解汽車主控+功能晶元，並詳細闡述汽車晶元產業格局。如果想收藏本文的報告全文（汽車晶元：從「汽車電子」到「無人駕駛」），可以在智東西公眾號：（zhidxcom）回復關鍵詞「nc308」獲取。

以下為智能內參整理呈現的乾貨：

汽車半導體按種類可分為功能晶元 MCU（Microcontroller Unit）、功率半導體（IGBT、MOSFET 等）、感測器及其他。根據Strategy Analytics，在傳統燃油汽車中，MCU 價值量佔比最高，為 23%；在純電動車中，MCU 佔比僅次於功率半導體，為 11%。DIGITIMES 預測，功能晶元 MCU 市場規模有望從2017 年 66 億美元穩步提升至 2020 年 72 億美元。

全球汽車銷量（萬輛）

全球汽車半導體市場規模（億美元）

燃油汽車半導體按種類分類

純電動汽車半導體按種類分類

汽車功能晶元市場規模（億美元）

傳統汽車的功能晶元僅適用於發動機控制、電池管理等局部功能無法滿足高數據量的智能駕駛相關運算。近年來，伴隨智能駕駛滲透率提升，全球晶元巨頭紛紛進軍汽車產業，推出具備 AI 計算能力的主控晶元。主控晶元市場規模有望快速成長，IHS預測 2020 年可達 40 億美元。

汽車晶元：主控晶元&功能晶元

汽車主控晶元市場規模（億美元）

主控晶元巨頭具有較強的 AI 計算優勢，功能晶元廠商具有豐富的汽車產業鏈經驗，兩大陣營之間兼并收購及聯盟合作頻發。截至目前，英偉達已與全球 370+整車廠、一級供應商達成合作；英特爾收購 Mobileye 切入汽車產業；高通曾意圖收購恩智浦等。

汽車晶元市場格局

一、主控晶元：算力持續增長

智能駕駛涉及人機交互、視覺處理、智能決策等，AI 演算法和晶元是核心。據恩智浦統計，目前一輛高端汽車已經搭載超過 1 億行代碼，遠超飛機、手機、互聯網軟體等，未來伴隨自動駕駛的滲透率及級別提升，汽車搭載的代碼行數將呈現指數級增長。自動駕駛軟體計算量已經達到 10 個 TOPS（Tera Operations Per Second，萬億次操作每秒）量級。傳統汽車 MCU 的算力難以滿足自動駕駛汽車的計算要求，GPU、FPGA、ASIC 等 AI 晶元進入汽車市場。

汽車已經搭載超過 1 億行代碼

汽車搭載的代碼行數指數級增長

典型汽車MCU的算力

英偉達GPU SoC的算力

全球無人駕駛領導者包括谷歌、百度、特斯拉、奧迪等，從這些廠商的自動駕駛主控模塊的 SoC 晶元架構或可一窺汽車晶元發展方向。

谷歌Waymo ：採用英特爾CPU+Altera FPGA方案，英飛凌MCU作為通信介面。谷歌Waymo的計算平台採用英特爾Xeon 12核以上CPU，搭配Altera的Arria

系列FPGA，並採用英飛凌的Aurix系列MCU作為CAN或FlexRay網路的通信介面 。

谷歌Waymo的計算平台架構

百度 Apollo：恩智浦/英飛凌/瑞薩 MCU+賽靈思 FPGA/英偉達 GPU。百度無人駕駛樣車採用 IPC（Industrial Personal Computer，工控機）方案，但工控機的體積和功耗難以滿足量產化要求，因而百度也推出了適合於量產的域控制器嵌入式方案。將各個感測器的原始數據接入到 Sensor Box 中，在 Sensor Box 中完成數據的融合，再將融合後的數據傳輸到計算平台上進行自動駕駛演算法處理。百度自動駕駛專用計算平台 ACU（Apollo Computing Unit）定義了三個系列產品：MLOC（高精定位，MCU）、MLOP（高精定位+環境感知，MCU+FPGA）、MLOP2（高精定位+環境感知+決策規劃，MCU+GPU）。

百度Apollo的工控機計算平台架構

百度Apollo的域控制器計算平台架構

特斯拉：從Mobileye ASIC到英偉達GPU。2014年特斯拉發布Autopilot 1.0，搭載1個前置攝像頭、1個後置倒車攝像頭（不參與輔助駕駛）、1個前置雷達、12個超聲波感測器，視覺晶元採用MobileyeEyeQ3，主控晶元採用NVIDIA Tegra 3。2016年底特斯拉發布Autopilot 2.0，搭載3個前置攝像頭（不同視角廣角、長焦、中等）、4個側邊攝像頭（左前、右前、左後、右後）、1個後置攝像頭、1個前置雷達（增強版）、12個超聲波感測器（感測距離增加一倍），主控晶元採用NVIDIADrive PX 2，處理速度為Autopilot 1.0的40倍。

Mobileye EyeQ3 晶元架構

英偉達 Drive PX2 晶元架構

奧迪：Mobileye ASIC+英偉達GPU+Altera FPGA+英飛凌MCU的多晶元集成方案。全新奧迪A8公開了自己的zFAS控制器方案。zFAS共有四塊高性能的處理器：1）Mobileye的EyeQ3負責視覺信息處理，包括交通標誌識別、行人識別、碰撞提醒、車道線檢測等；2）英偉達的Tegra K1 SoC負責360°環視影像；3）Altera的Cyclone 5 FPGA負責感測器融合、地圖融合、輔助泊車等；4）英飛凌的Aurix系列MCU用於交通擁堵控制、輔助駕駛等。

奧迪A8的計算平台架構

在汽車主控晶元領域，GPU 仍將保持通用汽車主控晶元的主流地位，FPGA作為有效補充，ASIC 將成終極方向。當前人工智慧及智能駕駛演算法尚未定型，GPU 作為通用加速器，預計仍將在相當長一段時間內保持其汽車主控晶元的主流地位；FPGA 作為硬體加速器，料將成為 GPU 的有效補充；將來如果全部或部分智能駕駛演算法得以固化，ASIC 將成為最優性價比的終極選擇。

汽車主控晶元趨勢圖

1、英偉達：GPU壟斷優勢，從智能座艙到自動駕駛

英偉達收入凈利潤快速增長，汽車為長期動力。英偉達是 GPU 領域龍頭，常年保持超70%市佔率。英偉達 2018 財年（對應 2017 自然年）收入 97.1 億美元，同比+40.6%；凈利潤 30.5 億美元，同比+82.9%。

全球獨顯GPU市場份額(2009-2017)

英偉達營業收入（百萬美元）

英偉達凈利潤（百萬美元）

英偉達數字座艙計算機Drive CX：利用先進3D導航、高解析度數字儀錶組、自然語音處理及圖像處理實現駕駛輔助功能。Drive CX的內核是基於Maxwell架構的Tegra X1 SoC，此外還有選配置為Tegra K1 SoC。DRIVE CX的主要功能包括：1）自然語言處理，通過語音識別完成地址查詢、呼叫聯繫人等功能；2）3D導航和信息娛樂，為眾多應用程序提供高解析度、高幀率的圖形顯示；3）全數字儀錶組，通過儀錶組或抬頭顯示HUD提供豐富的圖形顯示；4）環繞視覺，利用複雜的運動恢復結構（SFM）技術和先進的拼接技術，改善魚眼鏡頭的圖像渲染、減少重影現象，並可在高精細模型中渲染出一輛虛擬汽車，實現逼真的環繞視覺效果；5）對接Android Auto，擁有Android智能手機或iPhone的駕駛員可以輕鬆訪問自己的移動設備，與地圖、搜索和音樂等應用進行互動。

英偉達數字座艙計算機Drive CX

英偉達自動駕駛汽車平台Drive PX：將深度學習、感測器融合和環繞視覺相結合，力求改變駕駛體驗。Drive PX的主要功能包括：1）感測器融合，可以融合來自12個攝像頭、激光雷達、毫米波雷達和超聲波感測器的數據；2）計算機視覺和深度神經網路，適用於運行DNN（Deep Neural Network，深度神經網路）模型，可實現智能檢測和跟蹤；3）端到端高清製圖，可快速創建並不斷更新高清地圖；4）軟體開發工具包DriveWorks，包含了可供參考的應用程序、工具和庫模塊。

英偉達自動駕駛汽車開發平台Drive PX

2、英特爾：積極兼并收購，進軍自動駕駛專用晶元

英特爾傳統業務增長乏力，進軍汽車領域創造業績新增長點。英特爾曾經是世界上最大的半導體晶元製造商。據PassMark統計，2017Q1英特爾佔據全球CPU行業的市場份額為80%。近年隨著智能手機的興起與個人電腦市場的景氣降低，晶元主業收入增速明顯下降，公司營業收入被三星電子超越。公司曾嘗試生產了手機處理器但最後表現失利，並不得不解散了負責該業務的部門。近年來，英特爾通過大量收購積極布局無人駕駛、物聯網、人工智慧、VR等新興領域，創造業績的新增長點，力圖實現從傳統晶元製造商向多元解決方案提供商轉型。

全球CPU市場份額(2004-2017)

英特爾營業收入（百萬美元）

英特爾凈利潤（百萬美元）

英特爾按業務類別拆分營業收入（百萬美元）

英特爾近三年收購動向

英特爾收購Mobileye：全球視覺ADAS領導者。Mobileye是全球視覺ADAS市場領導者之一，掌握ADAS市場80%份額，擁有豐富的視覺ADAS產品。Mobileye的專有軟體演算法和EyeQ晶元能對視覺信息進行詳細分析並預測與其他車輛、行人、自行車或其他障礙物的可能碰撞，還能夠檢測道路標記、交通標誌和交通信號燈。截至2017年底，Mobileye的產品已經被用於27個整車廠的313款車型，當年出貨量870萬顆。2017年3月英特爾以153億美元收購Mobileye，打造英特爾車隊。車隊將包括各種汽車品牌和車型，以展示其多功能性和適應性。L4級車輛將被部署在美國、以色列和歐洲進行測試。

Mobileye EyeQ5將助力汽車實現L4-L5級無人駕駛

英特爾的「車到雲」系統方案

英特爾收購Altera：自動駕駛FPGA晶元已經量產。目前全球FPGA市場主要被Xilinx和Altera瓜分，合計佔有近90%的市場份額，合計專利達到6000多項。Altera的FPGA產品共有四大系列，分別是頂配的Stratix系列（近萬美元）、成本與性能平衡的Arria系列（2000~5000美元）、廉價的Cyclone系列（10~20美元）、以及MAX系列CPLD。英特爾2015年宣布完成對Altera的收購，幫助高速增長的數據中心與IoT業務。

2016年FPGA市場份額分布

3、高通：憑藉通信優勢，從信息娛樂到車聯網

高通傳統業務收入下滑，積極進行新興產業布局。高通為全球智能手機SoC龍頭。在汽車領域，高通提供的解決方案包括：1）車載資訊系統，為汽車優化制定的蜂窩網解決方案；2）駕駛數據平台，智能收集和分析來自不同汽車感測器的數據，使汽車實現精準定位，監控和學習駕駛模式，感知周圍環境，已經準確與外界共享此平台的信息；3）資訊娛樂，提供3D導航、在線媒體播放和駐車輔助支持，以及語音、人臉和終端識別等功能；4）電動汽車無線充電，推出Qualcomm Halo WEVC無線充電解決方案。

全球智能手機SoC市場份額(2016-2017)

高通營業收入（百萬美元）

高通凈利潤（百萬美元）

高通的新興產業布局

高通推出車載信息娛樂系統解決方案。驍龍汽車平台信息娛樂系統現分為極簡（Select）、高端（High）和頂級（Premium）方案。極簡方案可以支持3個顯示屏，包括信息娛樂系統、儀錶和抬頭顯示（HUD）；高端層級可以支持多達4個顯示屏，副駕駛或后座娛樂可以擁有單獨的屏幕，同時還支持頂級音頻、低時延無線傳輸高清視頻、環視處理，深度學習與計算機視覺處理可分辨附近的障礙物和行人；頂級方案可以支持多達6個顯示屏，包括儀錶、信息娛樂系統、HUD、副駕駛、后座（兩個不同的屏幕）。2017年CES展上，參展的瑪莎拉蒂硬體上搭載定製的驍龍汽車解決方案，包括驍龍汽車級處理器、Gobi3G/4G LTE無線數據機、Wi-Fi和藍牙模塊等。另一輛參展車克萊斯勒Portal，安裝了松下車載娛樂概念系統，此系統將以最新版本的安卓汽車以及高通公司驍龍晶元為工作基礎 。

驍龍602A汽車處理器

高通推出車聯網晶元組，支持 LTE 及 DSRC 車聯網驍。驍龍 X5 LTE 支持 LTE 車聯網，速度可達 4 類，下行速率為 150 Mbps，上行速度為 50 Mbps。驍龍 X12 LTE 支持速度高達10 類，支持下行速率高達 60 MHz 3x CA（450Mbps）到網路上行鏈路中的 40MHz 2x CA（100Mbps）。驍龍 X16 LTE 數據機支持高達 1 Gbps 的峰值下載速度，有助於滿足下一代智能網聯汽車的連接需求和使用案例，包括高清地圖更新、實時交通和路況信息的連接導航、軟體升級、Wi-Fi 熱點和多媒體流。此外，高通於 2017 年 9 月推出了基於第三代合作夥伴計劃（3GPP）版本 14 規範的全球首款蜂窩車到車（C-V2X）商用解決方案，高通9150 C-V2X 晶元組。該晶元組包括運行智能交通系統（ITS）V2X 堆棧的應用處理器以及硬體安全模塊（HSM），預計在 2018 年下半年上市，最早於 2019 年實現量產並向車廠供貨。C-V2X 同時支持 DSRC 和 LTE 通信，為車輛提供周圍環境信息、非視距（NLOS）場景下的信息。

二、功能晶元：技術較為成熟，格局穩中有變

功能晶元市場較為成熟、格局較為穩定。據Strategy Analytics統計，2016年全球車載MCU安裝量超25億，平均每輛汽車安裝25~30個MCU。2016年全球汽車MCU市場TOP5分別為恩智浦（14%）、英飛凌（11%）、瑞薩電子（10%）、意法半導體（8%）、德州儀器（7%）。相比於消費晶元及一般工業晶元，汽車晶元的工作環境更為惡劣：溫度範圍可寬至-40~155℃、高振動、多粉塵、電磁干擾等。由於涉及人身安全問題，汽車晶元對於可靠性及安全性的要求也更高，一般設計壽命為15年或20萬公里。「車規級」晶元需要經過嚴苛的認證流程，包括可靠性標準 AEC-Q100、質量管理標準 ISO/TS 16949、功能安全標準 ISO26262 等。一款晶元一般需要 2~3 年時間完成車規認證並進入整車廠供應鏈；而一旦進入之後，一般也能擁有長達 5-10 年的供貨周期。高安全與高可靠性標準、長供貨周期、與中下游零部件廠商和整車廠長久的合作關係是目前汽車晶元格局穩定的主要原因。

汽車級晶元vs消費類、工業級晶元

全球主要汽車MCU公司概況

2016年全球汽車MCU市場份額

功能晶元市場格局亦存變數：1）傳統功能晶元廠商在保持原有份額的基礎上，積極拓展主控晶元，如恩智浦Bluebox、英飛凌Aurix、瑞薩R-Car等；2）功能晶元廠商之間通過兼并收購整合優勢，如恩智浦收購飛思卡爾、英飛凌意圖收購意法半導體等；3）半導體巨頭亦希望通過收購功能晶元廠商獲取車載技術及渠道經驗，如英特爾收購Mobileye，高通曾意圖收購恩智浦等。

恩智浦：提供完整汽車半導體解決方案，Bluebox 平台支持 L4 級自動駕駛。

汽車電子布局：恩智浦汽車半導體產品覆蓋MCU和MPU、車載網路、媒體和音頻處理、智能電源驅動器、能源與電源管理、感測器、系統基礎晶元、駕駛員輔助

收發器、汽車安全等。

自動駕駛平台：恩智浦BlueBox是一款自動駕駛開發平台，集成了S32V234汽車視覺和感測器融合處理器、S2084A嵌入式計算處理器、S32R27雷達微控制器。BlueBox可完成多感測器融合（毫米波雷達、視覺、激光雷達、車聯網），支撐L4級自動駕駛，功耗小於40W，算力達90,000 DMIPS（Dhrystone Million Instructions executed Per Second，百萬條指令每秒）。

視覺晶元：S32V234視覺處理器，擁有CPU(4顆ARM CortexA53和1顆M4)、3D GPU(Vivante GC3000)和視覺加速單元(2顆APEX-2vision accelerator)，支持

4路攝像頭。可用於前視攝像頭、後視攝像頭、環視系統、感測器融合系統等，能實時3D建模，計算能力為50GFLOPs。同時，S32V234晶元預留了支持毫米波

雷達、激光雷達、超聲波的介面，可實現多感測器數據融合，最高可支持ISO26262ASIL-C標準。

雷達晶元：S32R27雷達處理器，採用兩個e200z7 32位CPU和兩個32位鎖步模式e200z4，能夠支持自適應巡航控制、智能大燈控制、車道偏離警告和盲點探測等功能。

恩智浦營業收入（百萬美元）

恩智浦凈利潤（百萬美元）

恩智浦Bluebox自動駕駛開發平台

英飛凌：覆蓋集成電路與功率半導體，視覺及雷達晶元支持ADAS功能。

汽車電子布局：英飛凌汽車半導體產品覆蓋車身半導體、汽車安全、底盤總成、動力總成、混合動力汽車和電動車、有源天線等。

自動駕駛平台：英飛凌推出Aurix自動駕駛域控制器，可完成感測器信號融合（雷達、攝像頭、超聲波和激光雷達）、計算最佳駕駛策略，並觸發汽車中的執行器，支持增強型ADAS功能，如交通輔助、自主避障等。

視覺晶元：可實現車道偏離預警、前向碰撞預警、交通標誌識別、行人識別等ADAS功能。

雷達晶元：1）77GHz遠程雷達系統，採用SiGe（硅鍺）技術保證高頻功能和耐用性，可用於避撞系統；2）24GHz近/中程雷達系統，同樣採用SiGe（硅鍺）技術，可用於盲點監測系統。

車內3D攝像頭晶元：英飛凌推出3D圖像感測器晶元Real3系列產品，採用飛行時間（ToF）相機測量3D環境，可識別駕駛員行為並將此信息傳遞給ADAS，還可以提升HMI體驗如手勢識別等 。

英飛凌營業收入（百萬歐元）

英飛凌凈利潤（百萬歐元）

英飛凌Aurix自動駕駛控制器架構圖

瑞薩：多品類車載MCU和SoC，R-Car平台支持L4級自動駕駛。

汽車電子布局：瑞薩汽車半導體產品覆蓋片上系統（SoC）、電源管理、電池管理、功率器件、通信器件、視頻和顯示等。

自動駕駛平台：瑞薩推出自動駕駛SoC R-Car，採用ARM CPU和PowerVR GPU，可擴展的硬體平台可覆蓋入門級（R-Car E系列）、中級（R-Car M系列）及高級（R-Car H系列），支持多種開源軟體（安卓、QNX、Linux、Windows、Genivi等）。此外，還有車外攝像頭晶元（R-Car V系列）、車內攝像頭晶元（R-Car T系列）、智能座艙晶元（R-Car D系列）、車聯網晶元（R-Car W系列）等。

瑞薩營業收入（億日元）

瑞薩凈利潤（億日元）

瑞薩R-Car硬體及軟體平台

意法半導體：安全主導的半導體製造商，ADAS產品覆蓋視覺、雷達、車聯網。

汽車電子布局：意法半導體的汽車半導體產品覆蓋高級輔助駕駛系統ADAS、車身舒適系統、底盤和安全系統、新能源汽車、娛樂系統、移動服務、動力系統、通信和網路等。

視覺晶元：可用於前視、後視、側視、以及車內攝像頭的信號處理。此外，意法半導體與Mobileye合作開發EyeQ系列晶元，負責晶元製造技術、專用存儲器、高速介面電路和系統封裝設計，以及總體安全架構設計。

雷達晶元：1）77GHz遠程雷達系統，STRADA770單晶元收發器，可覆蓋76-81GHz，可用於自適應巡航ACC、自動制動AEB、碰撞預警FCW、換道輔助LCA、行人檢測PD等功能；2）24GHz短程雷達系統，STRADA431晶元，包含一個發射器和三個接收器，適用於盲區檢測BSD、換道輔助LCA、泊車輔助PA、倒車側方檢測RCTA、碰撞緩解制動CMB等。

車聯網晶元：基於DSRC的V2X解決方案，意法半導體和以色列V2X廠商Autotalks於2014年開始合作研發V2X晶元組。在2018CES上展出的V2X解決方案整合了意法半導體的Telemaco3車載信息服務平台和Autotalks的CRATON2晶元組。

意法半導體營業收入（百萬美元）

意法半導體凈利潤（百萬美元）

意法半導體ADAS系統

德州儀器：提供開放式ADAS SoC解決方案。

汽車電子布局：德州儀器的汽車半導體產品覆蓋高級輔助駕駛系統ADAS、信息娛樂系統與儀錶組、車身電子裝置與照明、HEV/EV和動力系統等。

自動駕駛平台：德州儀器ADAS主要產品是TDAx系列，包括TDA2x、TDA3x、TDA2Eco三款SoC，基於異構硬體和通用軟體架構，可提供可擴展的開放式ADAS解決方案。TDA2x於2013年10月發布，主要面向中到中高級市場，配置了2顆ARM Cortex-A15內核與4顆Cortex-M4內核、2顆TI定浮點C66xDSP內核、4顆EVE視覺加速器核心，以及ImaginationSGX544GPU，主要應用於前置攝像頭信息處理，包括車道報警、防撞檢測、自適應巡航以及自動泊車系統等。TDA3x於2014年10月發布，主要面向中到中低級市場，其縮減了包括雙核A15及SGX544GPU，主要應用在後置攝像頭、2D或2.5D環視等，可支持車道線輔助、自適應巡航控制、交通標誌識別、行人與物體檢測、前方防碰撞預警和倒車防碰撞預警等多種ADAS演算法。

感測器晶元：包括攝像頭晶元（前視、後視、側視、環視）、雷達晶元（遠程、短程、多模式）、掃描激光雷達晶元、超聲波晶元，以及感測器融合晶元等。

德州儀器營業收入（百萬美元）

德州儀器凈利潤（百萬美元）

德州儀器TDAx產品對比

智東西認為，汽車從「功能機」進化為「智能機」，從「汽車電子」到「無人駕駛」。戰略看好智能駕駛產業鏈中汽車晶元為其中的核心元器件。從全球範圍看，布局汽車晶元產業的巨頭公司包括：英偉達、英特爾、高通等；潛在的兼并收購標的包括：英飛凌等。國內公司從車載娛樂系統等安全等級要求較低的產品入手，有望逐漸從後裝滲透至前裝、從國產整車廠滲透至合資車廠。

下載提醒：如果想收藏本文的報告全文，可以在智東西（公眾號：zhidxcom）回復關鍵詞「nc307」獲取。

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