隨著智慧汽車的快速發展，智慧座艙成為新車的標配，顯示屏越來越大，清晰度和流暢度也越來越高。不過，在“軟體定義汽車”概念下，汽車對硬體架構和算力支援也提出了更高的要求。座艙對主控晶片的算力要求越來越高，以控制指令運算為主，算力較弱的功能晶片MCU逐漸不再適用，以智慧運算為主，算力更強的SoC晶片被推向高潮。
智慧座艙中SoC晶片的功能
汽車智慧化及科技感的核心就是SoC，它可以將液晶儀表、HUD、車載資訊娛樂系統、DMS&OMS、語音識別以及ADAS功能融合在一起，實現語音識別、手勢識別、實時導航、線上資訊娛樂等功能，讓我們可以與車實現“無縫對話”。
為完成這些複雜度呈指數級增加的運算處理，智慧座艙SoC晶片集成了中央處理器（CPU）、AI 處理單元、影象處理單元（GPU）、深度學習加速單元（NPU）等多個模組，各部分在SoC晶片中發揮特定的功能。
CPU為汽車的中央處理器，包攬了資料計算、控制與儲存；GPU作為圖形處理器，又稱顯示核心、視覺處理器、顯示晶片，負責座艙資料中心的影象處理；NPU同時具備智慧和學習的特性，會模仿人的大腦神經網路的，可在座艙域擴充套件融合視覺處理的應用；ECU利用各種感測器、匯流排的資料採集與交換，來判斷車輛狀態以及司機的意圖並透過執行器來操控汽車，控制汽車的行駛狀態以及實現其各種功能。
根據 IHS 預測，2021年全球智慧座艙市場空間超過400億美元，2030年市場規模將達到 681 億美元。中國智慧座艙市場增速領先全球，2030 年智慧座艙規模全球佔比將從 2021年20%左右上升至 37%，市場規模將達到1600億元。
如火如荼的SoC市場
進入智慧汽車時代，智慧座艙SoC的“升級戰”正在愈演愈烈，傳統的座艙市場晶片格局即將被打破。隨著競爭企業不斷增多，除NXP、瑞薩、德州儀器等傳統車載SoC廠商外，高通、英特爾、英偉達、華為、AMD、聯發科等消費電子領域晶片廠商也在積極進駐，國內晶片企業如傑發科技、芯馳科技、瑞芯微、地平線、芯擎科技等也瞄準了智慧座艙SoC晶片市場。
從當前供給結構來看，目前傳統廠商座艙晶片主要覆蓋中端及低端市場，高通、三星等消費電子廠商憑藉效能及迭代優勢在中高階晶片市場快速發展。高通復刻在消費電子晶片的成功，在智慧座艙晶片領域也佔據了絕對的優勢。
截至目前，高通已釋出多款智慧座艙晶片，當前的主流產品為14nm製程的驍龍820A、7nm製程的驍龍SA8155P、7nm製程的驍龍SA8195P和5nm製程的驍龍SA8295P，其中高通 SA8155P 已佔據中高階座艙主控晶片80%的市場份額。
還有三星電子也在近兩年加入了智慧座艙SoC晶片的市場。目前三星的智慧座艙SoC主要有Exynos 8890及ExynosAuto V9，相關機構表示ExynosAuto V9整體效能可與高通的SA8155P媲美。
過去兩年，國產智慧座艙SoC晶片廠商也進入大爆發，本土廠商芯擎、芯馳、傑發、瑞芯微等相繼推出了面向中高階市場的智慧座艙晶片。
其中瑞芯微的RK3588M已佔據部分國產SoC高階晶片市場，採用8nm工藝NPU效能強勢，高速介面支援各類外設擴充套件，適合平臺化應用。
芯擎的7nm座艙晶片“SE1000”對標高通 SA8195P，也是首款國產車規級7nm智慧座艙晶片，強大的CPU、GPU、VPU、ISP、DPU、NPU、DSP異構計算引擎以及與之匹配的高頻寬低延遲LPDDR5記憶體通道和高速大容量外部儲存，為晶片應用提供全方位的算力支援。
值得一提的是，前不久英偉達推出了中央集中算力SoC DRIVE Thor（雷神），算力是Atlan的兩倍，達到2000TOPS，並且在2025年投產，直接跳過了1000TOPS的DRIVE Atlan晶片，加之英偉達近幾年也有向智慧座艙發力的意願，或許會給智慧座艙領域帶來新的算力變革。
智慧座艙SoC的未來走向
角逐7nm
現下的智慧座艙正在加速從單一功能的升級，逐步向大算力域控、更多人機互動功能以及深入融合進行演進。7nm製程，也成為高效能智慧座艙晶片的主流，國際市場上最先進的車規級晶片高通SA8155P就是國際上第一款7nm座艙晶片。要知道國內的廠商所製造的晶片，大多數停留在28nm左右的工藝上。
相對於10nm以上的製程，7nm的工藝節點會帶來顯著的優點，比如：晶片整合度更高。單位面積的晶圓上可以放置更多的邏輯閘，同時封裝面積變小，節約了晶圓成本和封裝成本，進一步節約了成品晶片在單板上所佔的面積，使得相同大小的電子產品功能更多，速度更快。
晶片耗電量更低。同樣大小的邏輯電路做出來，用更先進的工藝會導致耗電量更低，進而導致功耗變低。響應速度更快。單管開斷速度更快，同樣的邏輯電路能夠跑到的主頻更高，效能大幅提升。先進工藝的引進為降低晶片功耗奠定了堅實的基礎。可以說，芯擎的SE1000作為市面上極少數採用7nm製程的高階智慧座艙晶片，對於中國智慧座艙晶片產業來說具有重要意義。
“一芯多屏”
從趨勢上看，座艙晶片正在將重點向“一芯多屏”方向發展，即一塊大晶片同時為液晶儀表盤、資訊娛樂屏等提供支撐。晶片本身也將朝著小型化、整合化、高效能化的方向發展。“一芯多屏”的發展優勢為：在成本控制層面，與“多芯多屏” 方案相比，“一芯多屏”方案的總成本降低；在通訊層面，“一芯多屏”方案中多屏互動資訊在晶片內部完成傳輸，改變了多個作業系統之間透過 CAN/LIN 匯流排等通訊傳輸資訊的方式，通訊時間大幅降低；在安全性層面，採用“一芯多屏”方案，系統複雜度降低，晶片等器件數量減少，整體可靠性增加。
如今已有多家廠商實現“一芯多屏”方案，比如：高通SA8155P最多可支援5塊顯示屏6路攝像頭、瑞芯微RK3588M最多支援7塊顯示屏16路攝像頭、三星Exynos Auto V9最多支援6塊顯示屏12路攝像頭、地平線的“征程5”，支援16路攝像頭感知計算等，其他廠商也在追逐“一芯多屏”的路上。
結語
伴隨著人們對乘車體驗的要求不斷提高，智慧座艙的加速普及，促進了全球智慧座艙行業市場規模保持快速增長狀態。
據《2021中國汽車座艙智慧化發展市場需求研究報告》指出，2021年中國新發布乘用車車型當中，智慧座艙的滲透率已達到50。6%。
然而，以往中國汽車產業90%的晶片都來自海外供應，海外巨頭在技術積累上相比於國內企業較為深厚，中國作為汽車晶片最大的市場，眼下已正式開啟群雄逐鹿的時刻，國內企業還需努力才能在高階晶片領域分得更多席位。