2025年智能驾驶SoC芯片行业专题报告:架构跃迁与生态重构下的国产化机遇(附下载)
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2025-07-31 00:00:56
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现状:架构革新驱动SoC跃迁,生态重构开启增量蓝海

车载芯片价值量持续提升,自动驾驶SoC逐渐成为智驾芯片主流形态

随着智能网联汽车的发展,车载芯片的价值量持续提升。车载芯片是指专用于车载电子控制装置的半导体产品,支持在自动驾驶系统、驾驶舱、底盘、动力总 成及车身等方面的广泛应用,按功能种类可划分为计算类芯片、功率半导体、传感器芯片等。车规级计算芯片可按集成规模分为MCU和SoC。MCU(单片机芯片) 是指以单个CPU作为处理器的传统电路设计;SoC(系统级芯片)是一种集成电路设计,内部集成更多的异构处理单元,包括将CPU、GPU、ASIC及其他组件集成 到单个芯片。随着整车EE架构逐渐由分布式向集中式域控制器架构,乃至中央集成式方向演进。传统MCU芯片已经无法满足大量异构数据的吞吐能力和更快的 数据处理能力的需求,因此,数据传输效率更高、算力更大的SoC芯片成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。

车载SoC芯片主要面向智能驾驶域智能座舱两大应用领域。自动驾驶SoC通常集成到一个摄像头模块或一个自动驾驶域控制器中,负责将来自感知层传感器的数 据处理及融合,然后代替人类驾驶员作出驾驶决策。现阶段,座舱SoC与智驾SoC仍处于独立发展阶段,未来上层应用到底层硬件将逐步实现融合,舱驾一体 SoC乃至中央计算SoC将逐渐成为主流产品形态。本片报告将重点分析自动驾驶SoC。

自动驾驶SoC产业链全景:从芯片制造到车企协同的生态重构

自动驾驶SoC及解决方案行业价值链主要包括半导体制造商、自动驾驶SoC及解决方案供应商及终端应用。产业链上游包括IP核 授权和EDA软件等设计厂商、半导体材料及设备厂商,以及芯片设计、芯片制造和封装测试三个主要环节;中游自动驾驶SoC供 应商作为Tier2,负责设计开发自动驾驶SoC作为自动驾驶解决方案的核心组件。一套完整的基于SoC的解决方案包括SoC硬件以 及全面的技术支持及服务,如芯片、基础软件、中间件、算法及工具包,使车辆具备自动驾驶功能;Tier1和车企则属于产业链 下游客户。此前,自动驾驶SoC供应商作为Tier2,主要与Tier1密切接触合作,如今部分车企倾向于主动与头部芯片公司交流合 作,根据用户需求定制开发芯片产品。车企布局车载SoC芯片的主要模式包括自研、合资、战略投资和战略合作。

短期CPU+GPU+ASIC仍为主流方案,长期CPU+ASIC架构有望逐渐普及

短期内CPU+GPU+ASIC仍为主流方案,未来CPU+ASIC架构也将逐渐普及。当前自动驾驶芯片的SoC架构主要采用三种技术路线: CPU+GPU+ASIC、CPU+ASIC以及CPU+FPGA。CPU作为核心处理器,主要负责逻辑运算、任务调度和系统控制,是芯片的基础运算单元;GPU 作为通用加速器,凭借大规模并行计算架构,承担CNN等神经网络计算与机器学习任务,尤其在处理图像和浮点运算时效率显著,预计在 未来一段时间仍将作为主力计算模块;FPGA作为可编程硬件加速器,在动态算法场景中优势突出,其灵活重构特性适配RNN、LSTM及强化 学习等时序类模型,同时在激光雷达数据处理、传感器融合等成熟算法领域发挥关键作用;ASIC作为专用集成电路,通过定制化设计可 深度优化特定算法(如特斯拉NPU、地平线BPU),实现性能与功耗的最佳平衡。随着自动驾驶算法逐步固化,CPU+ASIC架构也将加速渗 透。

车载SOC芯片选型需综合考虑客观要素及隐性价值

车企在进行车载SoC芯片选型时会综合考虑感知硬件、软件算法架构等客观要素(性能、成本)以及相关隐性价值。1)平台延续性:车企需评估芯片厂 商的长期发展能力,因其研发周期约3年且供应链切换成本高,故关注产品迭代周期与设计前瞻性,确保符合技术趋势和自身需求。 2)适配性:适配行 涵盖硬件(传感器、存储芯片如LPDDR/NOR Flash、通信芯片如以太网交换芯片)、软件(底层至算法层)及通信(CAN/以太网总线协议)的协同性,核 心标准是确保系统组件协作达标。3)平台化设计:通过统一架构(如地平线征程6的DTCO/STCO理念)适配多样化需求,标准化SoC方案可降低研发成本 并提升行业口碑。4)软件生态:软件生态决定芯片可用性,需AI开发套件(算子库/工具链)、易用性(完善文档/社区支持)及兼容性(稳定接口框 架),英伟达CUDA生态是标杆 。5)本土化服务:在研发周期逐渐压缩的背景下,依赖本地技术支持团队与快速响应能力,解决硬件设计、算法移植等 实际问题。

国内自动驾驶加速渗透,车规级SoC高速发展,ADS SoC有望带来较大增量

国内自动驾驶加速渗透,预计2028年将接近全面普及。弗若斯特沙利文统计数据显示,2023年全球自动驾驶乘用车市场显著增长,渗透率达69.8%,我国以 74.7%的渗透率领跑全球。从技术等级看,L1/L2级占据主导,全球渗透率分别为38.8%/31.0%,国内则以42.1%的L2级渗透率展现技术升级优势。随着成本下降 和消费者接受度提升,预计到2028年全球自动驾驶乘用车销量将达6,880万辆(渗透率87.9%),国内市场销量预计达2,720万辆(渗透率93.5%)。

国内车规级SoC高速发展,ADAS SoC市场增势迅猛,ADS SoC有望带来较大增量。根据弗若斯特沙利文数据,2023年,汽车芯片全球市场规模达3,550亿元,受 益于电动化与智能化趋势,预计2030年将突破6,000亿元。2023年,国内车规级SoC市场规模已达267亿元,2019年-2023年的年复合增长率为42.0%,超过同期 全球复合增速(32.2%),预计2028年有望达到1020亿元。其中ADAS SoC市场增势迅猛,2023年全球和中国市场规模分别为275亿元和141亿元,2019年-2023年 的年复合增长率分别为55.5%/38.6%。更高阶的ADS SoC虽处测试阶段,但技术溢价显著,预计全球和中国市场2026年规模将分别达81亿和39亿元,2030年有望 增至454亿和257亿元,中国或成最大增量市场。

趋势:智驾普及释放国产势能,技术聚变重构生态范式

高阶智驾向主流市场下沉,助推国产智驾SOC需求释放与技术迭代

政策与市场双重驱动下,国产SoC加速崛起。政策端,北京、武汉等地高级别自动驾驶法规陆续落地,为城市NOA普及提供法律保障,据中国电动汽车百人 会预测,到2025年年底乘用车NOA渗透率将达到20%。市场端,本土厂商也在加快大算力车载芯片布局,地平线新一代智驾芯片征程6系列最高算力达 560TOPS,随着征程6全系列陆续量产,其有望成为英伟达Orin-X的有力竞争者。智驾SoC国产替代进程加速,以地平线等为代表国内汽车SoC芯片厂商与国 内车厂的生态合作,将助推我国智能驾驶产业链实现自主可控。

智驾普及要求高阶智驾硬件成本继续压降,倒逼SOC厂商进行工艺升级和供应链整合。具体来看,例如地平线机器人征程6采用车规级7nm工艺降低功耗和 成本;激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器成本大幅下降。根据智驾方案供应商Momenta信息,支持无图城市NOA的高阶智驾系统遵循每两年硬件成本 减半、软件性能提升10倍的摩尔定律。智驾硬件成本持续压降使得10万元级车型搭载高阶智驾成为可能。智驾普及最终将重塑产业生态,推动技术普惠与 规模效应并行。

车载芯片开发模式向软硬件协同、开放生态演进,加速产品落地进程

车载芯片的开发流程加速向软硬件协同方向演进,其中开发平台的生态构建成为提升效率的核心。传统汽车开发采用线性流程,从处理器IP交 付到芯片开发需约两年实现硬件落地,软件开发随后启动,周期冗长且难以适应智能化快速迭代需求。而英伟达的CUDA平台和ARM的SOAFEE架 构通过集成开发工具链、预置算法库及标准化接口,实现了硬件设计与软件开发的并行推进,有效缩短开发周期。当前高通、地平线等企业均 采用“芯片+软件栈+开发平台”一体化模式,例如地平线征程系列芯片配套“天工开物”工具链,支持算法即插即用,显著降低了主机厂的适 配门槛。这种模式不仅加速了车企产品落地,还通过开放生态吸引开发者,形成从芯片到应用的完整价值链。

算法革新驱动芯片架构升级,Transformer适配与存储优化突破算力瓶颈

当前智能驾驶领域正经历算法架构革新,BEV+Transformer+OCC组合已成为城市NOA的主流感知框架,并推动智驾SoC芯片向端到端大模型 方向发展。传统针对CNN优化的芯片架构面临严峻挑战,Transformer作为访存密集型网络,对内存容量和访存带宽的要求比以CNN为目标 的加速芯片高很多。为此,行业通过三重技术路径突破瓶颈:(1)硬件架构创新,如英伟达Hopper GPU集成Transformer引擎,支持 FP8/FP16动态精度切换;(2)关键算子优化,地平线J6针对Layer-norm&Softmax等仅占3%计算量但耗时10%~30%的复杂算子进行硬件加 速;(3)存储系统重构,采用三级缓存(LOM/L1M/L2M)和PB内存块(如安霸CV3的CVflow架构)来突破冯·诺依曼架构的"存储墙"限制。 这些创新使芯片在应对Transformer模型参数量激增以及算力需求释放的挑战时,仍能保持高效运算能力。

格局:三方势力驱动技术竞合,生态跃迁催生国产突围

专用芯片有望主导市场,本土厂商正加速技术突破和市场拓展

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