「研判」8155芯片成为产品主要卖点，智能座舱芯片为何如此重要？
文/土木
汽车不仅仅是进入到新能源时代，也同步加速跨入了智能时代。新的消费群体对于数字化和智能化体验更加看重，智能座舱已经开始成为车企的主要卖点，也成为消费者购车的重要参考依据，而在智能座舱的背后，则是芯片之争。
在前不久的极氪进化日上，极氪汽车宣布为极氪001用户0元升级高通8155芯片，众车主直呼“过年了”。目前搭载或未来即将搭载8155芯片的车型都将其作为产品主要亮点进行宣传，究竟智能座舱芯片为何重要，8155芯片又有何魔力，下文我们将进行全面详解。
智能座舱需要芯片实现
从目前的情况来看，汽车座舱的发展与手机的发展轨迹越来越相似。从功能机到智能机的演变，手机上的物理按键被越来越大的液晶屏所取代，语音、手势等操作都可以方便、流畅地完成。
而汽车座舱同样也经历了从机械式向智能化的演变，早期的驾驶座舱主要由机械表盘和简单的娱乐系统构成，当座舱娱乐系统不断丰富，交互方式也从物理按键变为完全的触控和语音交互，人机交互方式的改变是必然的。
没有传统制约的新势力不断用智能座舱给自身产品进行加持，传统车企在竞争压力之下也在想尽办法的丰富座舱玩法。根据调研数据显示，汽车座舱的智能科技水平已经成为安全以下的第二重要指标。
智能座舱，顾名思义，就是对汽车内部乘坐空间进行升级，使得驾驶和乘坐体验能够更加智能化。目前多屏交互、智能语音、车联网、OTA等功能，已经成为市场主流智能座舱的基本配置。
硬件层面，在智能座舱中最基础的元件是ECU（Electronic Control Unit），即电子控制单元。它也被称为车载电脑，是汽车控制的基本单元，与普通电脑相似，ECU由微控制器（MCU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）等大规模集成电路组成。
在由智能座舱和自动驾驶技术构成的汽车智能化趋势中，一台车需要安装的ECU往往多达上百个，数量庞大且不易控制。这就对汽车的智能架构和算法算力，提出了更高的要求。因此，汽车芯片也经历了从MCU（Micro Controller Unit微控制器）向SoC（System on a Chip系统级芯片/主控芯片）进化的过程。
在智能座舱中，车载信息娱乐系统、流媒体后视镜、抬头显示系统、全液晶仪表、车联网系统、车内乘员监控系统等一系列复杂的融合体验，都需要依赖智能座舱SoC芯片。
所以就不难看出，想要让产品更有竞争力，更加符合新时代的智能化属性，智能座舱芯片尤为重要。
8155芯片的实力
8155芯片的全称是高通骁龙SA8155P，是820A芯片的升级版，也是目前高通顶级的车规级芯片，在整个汽车芯片行业中也是处于第一梯队的。此前百度与吉利共同投资的集度汽车已经宣布应用了更高级的、5nm制程的高通8295芯片，预计明年能够量产上市。
根据中信建设证券的研究报告，2020年主流高端手机芯片的算力约为3-5万DMIPS，而基于消费级骁龙855打造、由4个A76加4个A55内核组成的高通骁龙SA8155P芯片的算力高达8.5万DMIPS，比上一代820A算力提升了3倍。
除此之外，8155相对于820A还有三方面的提升：工艺制程方面，由14nm提升为7nm，达到同期旗舰手机水平。基于台积电7nm工艺打造，是第一款7nm工艺的车规级智能座舱SoC，在性能提升为3倍的同时，功耗仅为之前的四分之一。
车联网方面，支持WiFi6、蓝牙5.0、 Wifi模块由外挂改为内置，体积更小发热更低。蓝牙5.0带宽为2Mbps，比蓝牙4.1的1Mbps高一倍，且有效距离提升为4倍、功耗更低。
视频处理能力方面，最大像素处理能力与视频编解码能力提升1倍，且增加了神经网络处理器NPU的支持，更清晰、更流畅。
虽然硬件实力8155芯片已经达到非常不错的程度，但想要实际装车后能够拥有更丝滑流畅的体验，还要考验车企的软件优化水平，毕竟用同一款芯片做出来天壤之别车机系统的案例并不少。
其实相对比汽车芯片，大多数消费者对于高通骁龙芯片的了解更多的还是在手机领域，那应用在汽车上的8155与手机上的芯片有何差异？
作为车规级芯片，高通的SA8155P其实和常说的手机芯片既有联系又有区别。车规级芯片很多都是从手机芯片移植而来，SA8155P车规级芯片的原型就是高通骁龙8155。在此基础上进行了优化，其算力和性能要稍微差一些。
这主要是因为车规级芯片需要面对更加恶劣的环境，比如芯片工作的温度范围要比手机的大很多，而且设计使用年限要比手机的长，同时在安全性要求上也比较高，要有独立的安全等设计，需要更复杂的数据校验，保证更高的安全性等。
整体来讲，车规级芯片的技术难度要比手机芯片高一些的，所以说，同样的芯片做成车规级芯片的时候，其性能相对手机芯片都有不同程度的下降。
截至目前，在已上市车型中，小鹏P5、威马W6、蔚来ET7和ET5、哪吒U Pro、零跑C11、长城WEY旗下摩卡、玛奇朵和拿铁车型、吉利星越L、凯迪拉克锐歌以及蔚小理即将上市的全新车型均采用了高通8155芯片。
2021年，高通就已经发布了第四代智能座舱芯片产品——SA8295P。这是首款5nm车机芯片，GPU算力相对于上一代8155提升了200%，该芯片已经在集度汽车上首发。
目前来看，在智能座舱领域，考虑到产品成熟度、量产能力、搭载车型数量等方面，几乎没有企业具备与高通抗衡的实力。
智能座舱芯片难在哪里
智能座舱搭载的功能越多，对芯片算力要求就越高。以高通发布智能座舱芯片的节奏来看，车载芯片还是落后于手机芯片一个世代。原因在于，目前车机上的APP应用还没有手机上的那么丰富，很多刚需应用在车机上还不普及，比如购物、金融、在线视频等。
当车机应用生态逐渐完善，电动车会逐渐进化成“第三空间”，显而易见，应用生态越完善，算力要求越高，芯片设计难度越大。除了算力的要求以外，车规芯片的设计要求比消费芯片要严苛很多：
温度耐受范围更广：汽车芯片的温度测试要求通常要求零下40度到100度以上都可以正常工作，毕竟车辆的工作温度差异要远远大过手机等产品。
承受频繁的振动冲击：不同地域的复杂路况决定了车规芯片需要接受严格的震动、冲击测试，以适应车辆在道路上颠簸的使用环境，而手机、电脑一般都是处于静止的状态。
极高的可靠性、一致性：车载芯片需要承载显示车速、温度等车辆状态信息的功能，这些信息的准确性、及时性的要求比手机要高得多。因此，车规级芯片对可靠性和一致性的要求比手机芯片高得多。
正因为车辆对芯片要求特别严格，国家强制要求车规芯片需要通过车用可靠性标准测试AEC-Q100，整个测试过程历时6—8个月的时间，耗资上百万，无疑是芯片厂商进入车载市场的壁垒。
目前，除高通以外，还有以英特尔、AMD、英伟达为代表的芯片巨头，以华为、三星、联发科为代表的手机芯片龙头，以地平线、芯擎、芯驰、黑芝麻为代表的中国智能座舱芯片初创企业，以恩智浦、瑞萨、德州仪器为代表的传统汽车芯片厂商，各方阵营都在暗暗角力。
各主机厂智能座舱发展方向
前文已经提到过，目前搭载或者即将搭载8155芯片的厂商并不少，仅仅是宣传一颗强力的芯片显然不足以打动消费者，所以每家车企各具风格的智能座舱才是主要卖点。我们以目前更强调科技属性的新势力为例。
理想主要在语音交互层面发力。此前理想ONE就已经搭载了四屏交互语音系统，今年L9在原有的技术基础上进行了升级。根据官方信息，理想L9(图片|配置|询价)提出了「三维空间交互」。车内拥有6颗麦克风和3DToF传感器，配合理想汽车自研的以深度学习为基础的多模态三维空间交互技术，在车内以最自然的方式进行交互。
蔚来的智能座舱，亮点在于车载智能交互体系的实体化。在大多数车企还在以屏幕为交互中心的时候，蔚来便推出了车载语音助手NOMI，整个座舱的交互设计都是围绕这个立在中控台正中央的设备完成。
在蔚来的长期规划中，还计划将VR和AV带入到智能座舱中。在此前的采访中，蔚来总裁秦力洪就表示：“这几年看到很多人对智能电动汽车体验停留在屏幕尺寸和多少块屏上，超屏超大屏，拼屏各种屏搞完了。但是我们觉得座舱最好体验是如影随形，自己的屏又不占空间，终极解决方案是VR+AR。”
相对而言，小鹏对智能座舱除驾驶之外的功能开发最为全面。在P5车型的发布会上，小鹏汽车产品规划部副总经理江卫忠曾介绍道：“在小鹏P5车内你可以观影，看球，打游戏，唱K；可以一键或语音进入睡眠空间，随时安享舒适的休憩时刻；还可以带上车载无人机，到北京周边享受户外野餐和风景……
在小鹏看来，尽管当前行业对智能座舱的终极形态尚无定论，但汽车座舱向“智能第三空间”转变的趋势是必然的。不断发掘用于在座舱内的多样需求，是小鹏着力的重点。
在智能座舱中，特斯拉也有着自己明确的方向。马斯克曾经说道：“未来车子大都处于自动驾驶状态，车内娱乐会变得越来越重要”，其中游戏是特斯拉的主攻方向，各种小游戏、3A大作悉数登台，前不久还在研究将steam平台上车。
尽管在细节上有所差异，但各家在智能座舱的大方向上是比较一致的，“第三空间”这一概念已经成为行业共识。
智能座舱芯片与自动驾驶芯片
在“新四化”快速发展的当下，不仅仅是智能座舱芯片在快速发展，它的同胞兄弟自动驾驶芯片同样炙手可热。
智能座舱芯片和自动驾驶芯片同属于AI芯片。不同于以CPU运算为主的MCU，AI芯片一般是集成了CPU、图像处理GPU、音频处理DSP、深度学习加速单元NPU+内存+各种I/O接口的SOC芯片。在具体应用上，分为了智能座舱和自动驾驶两个方向。
自动驾驶芯片是指可实现高级别自动驾驶的SoC芯片，通常具有“CPU+XPU”的多核架构。L3+的车端中央计算平台需要达到500+TOPS的算力（1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作），只具备CPU处理器的芯片不能满足需求。
就以英伟达来说，其作为目前唯一的高端大算力SoC供应商，在国内知名度极高，有不少新车都把搭载OrinX当做主要卖点宣传，有的车企甚至直接上了4块OrinX，成本极高。但目前各家车企在Orin平台都没有太多经验，且国内产品开发周期短，不太建议用户当第一批“小白鼠”。
并且按照目前的自动驾驶应用情况来看，L2级并不需要太大算力的芯片，L3级并没有完全放开，所以做太多的硬件冗余来宣传并不妥。
目前由于相关法规还未完善，高级别智能驾驶无法得到应用，所以看起来智能座舱的发展速度是比智能驾驶更迅速的，但两者更应该是相辅相成的状态。
在软件定义汽车背景下，智能座舱承担了与驾驶者的交互，而智能驾驶的升级过程中，很重要的一部分是驾驶者角色责任与汽车的角色责任之间的变化，特别是高级别的智能驾驶，因此需要智能座舱和智能驾驶两大系统高度联动，未来软硬件合并也有可能。
写在最后：
8155芯片的火爆反映出了目前智能座舱在行业中受到了极大的重视，各家车企虽然选择的发展路径不同，但最终目的都是希望通过更加智能的座舱来提升自家产品的竞争力。
目前来看，高通在智能座舱芯片领域确实有极大的优势，但智能座舱芯片的技术发展趋势和市场发展格局并未确定，各厂商尤其是我们的国内芯片企业同样有非常大的机会完成超车。
从消费者角度来说，对于智能座舱的设计不能为了求新求变而堆砌芯片、功能，毕竟无论什么时候，体验才是最重要的，更加安全、智能的出行体验比使用了多么高级的芯片更能打动消费者。
标签：芯片 智能 汽车 驾驶