自动驾驶域控制器和中央控制单元行业回顾

自动驾驶域控制器研究：一板/一芯片方案将对汽车供应链产生深远影响

自动驾驶域控制器的三个发展阶段：Multi-Board， One Board， One Chip

根据 ResearchInChina 的数据，2024 年 1 月至 9 月，中国市场乘用车（不含进出口）标配 225.4 万套 OEM 智能驾驶域控制器。2023年以来，自动驾驶域控制器的渗透率逐月飙升，2024年9月达到17.4%，而去年同期仅为8.61%。

对于主要 OEM 来说，自动驾驶域控制器的开发和应用已经广泛，下一阶段他们将向中央控制单元 （CCU） 发展。本报告将自动驾驶域控制器的发展分为三个阶段：

阶段 1：Multi/One Box、Multi-Board、Multi-Chip

在 Multi-Box 解决方案中，每个域控制器都有一个单独的电路板，数据通过以太网在域之间传输。这反映了目前流行的域中心化 EEA，技术成熟，成本可控，但以太网传输速率有限（大部分为 100-1000Mb/s）。

第 2 阶段：One Box、One Board、Multi-Chip

车内不同域之间不再需要编解码，从而节省了用于编解码的芯片、电源、散热和线束，从而降低成本。芯片通过 PCIe 接口传输数据。目前，PCIe Gen 4 广泛应用于汽车系统，速度为 16 GT/s，每通道传输速率为 1.97 Gb/s。通过多通道聚合，PCIe Gen 4 的传输速率一般为 10Gb/s+，远高于以太网。

现阶段集成体域和网关功能，并配备 NXP S32G、芯驰 G9H 和瑞萨 RH850 等中央网关芯片。

第 3 阶段：一盒一芯片

域控制器 SoC 具有多个 IP 内核，这些内核通过芯片间通信互连。未来的许多高性能电动汽车都将配备 DRIVE Thor，这是 NVIDIA 的下一代自动驾驶汽车 （AV） 处理器，基于 NVIDIA Blackwell 架构，专为 Transformer、大型语言模型 （LLM） 和生成式 AI 工作负载而设计。NVIDIA 为下一代 Thor 配备了 NVLink 5 互连技术。芯片内存带宽可以达到 100 Gb/s 以上。

总体来看，第一阶段的 Multi-Board 解决方案已基本实现。蔚来汽车和小鹏汽车等领先的新兴 OEM 已进入第 2 阶段，并已量产并交付 One Board 解决方案。一些 OEM 可能会直接跳到第 3 阶段 – 单芯片解决方案。预计 2025 年将是 One Chip 解决方案诞生的第一年。在这个过程中，机箱和电源域通常不会与 One Chip 解决方案集成，主要是因为供应商提供相对封闭的解决方案，他们不太可能授予 OEM 权限。

AI 基础模型是 OEM 之间竞争的焦点。具有高带宽能力的 One Chip 解决方案允许所有软件共享数据和计算能力，并支持端到端基础模型、LLM 等的实现。

此外，One Chip 解决方案使 IP 核的自由组合成为可能，基于 Chiplet 架构设计的芯片将成为未来十年汽车芯片发展的重要方向之一。

自动驾驶域控制器发展战略 – 行业正在迅速部署 One Board and One Chip 解决方案。

2024 年，行业在进一步降低成本的压力下，正在快速部署 One Board and One Chip 智能驾驶域控制器解决方案。

亿咖通科技的“一板”和“一芯片”布局 

“一个板”：在“One Board”解决方案的设计中，亿咖通科技专注于国内生产就绪的芯片战略。在硬件方面，采用“一板双芯片”架构设计，采用国内成熟的7nm车规级芯片（龙影一号）和智能驾驶SoC（华山A1000）作为两个主控SoC，通过PCIe实现高速互连。在软件方面，高度标准化、模块化的“Cloudpeak”跨域软件平台实现了功能域的互联互通，从而实现了“一板多芯片”域控制器/中央计算平台的量产。

其中，搭载两颗“华山A1000”芯片的智能驾驶计算平台亿咖通科技Skyland Pro与亿咖通科技Antora？配备两个“龙影一号”芯片的1000 Pro计算平台已经诞生并交付给Lynk & Co. 08 EM-P和Lynk & Co 07 EM-P。

“One Chip”：ECARX 基于中国首款 7nm 车规级 SoC“龙影一号”（8 TOPS）打造了两款“座舱-泊车一体化”One Chip 产品：“ECARX Antora？1000 Computing Platform （AI Enhanced Version）” 和 ECARX 超能大脑 ？Antora 1000 Plus 计算平台”。这两款产品已经批量生产并分别安装在吉利Galaxy E5和Lynk & Co Z20上。Galaxy E5 在智能方面享有良好的声誉，在市场上表现良好，在量产层面获得了良好的市场反馈。

集成度更高的“座舱-驾驶-泊一体化”版本可以支持包括L2 ADAS、自动泊车和主流座舱功能的驾驶舱-驾驶-泊一体化功能的开发。它具有极高的成本效益，预计将于 2025 年投入车辆使用。据悉，亿咖通科技或将基于升级后的“龙影一号Pro”（56 TOPS）开发座舱-行-泊一体化解决方案，以支持更高层次的驾驶舱-驾-泊一体化功能。

德赛西威的“一芯片”布局 - IPU14 & ICPS01E

IPU14：2024年10月，德赛西威首次公开展示了其下一代高性能智能驾驶域控制器IPU14。IPU14搭载了NVIDIA最强大的智能驾驶芯片Thor-U，支持单芯片座舱驾驶集成、L3级条件自动驾驶，部分场景支持L4级自动驾驶;
ICPS01E：2024 年 10 月，德赛西威与奇瑞共同研发的“8775 座舱-驾驶一体化中央计算平台”首次亮相。在联合开发过程中，奇瑞提供整车资源，德赛西威承担具体产品开发。

Z-One 的“One Board”产品 – ZXD2

2024 年 9 月，Z-One 官方宣布，Z-One 基于 Horizon Journey 的第二代中枢大脑 ZXD2（Z-ONE X DEVICE）原型机？6 和高通最新的驾驶舱 SoC 被点亮。
ZXD2 实现了智能驾驶、智能座舱、智能计算等系统的跨域集成。
ZXD2 还采用了 One Box 软硬件一体化设计，计算平台重量减轻了 40%，体积缩小了 30%，计算能力和存储效率提高了 30%，数据通信带宽提高了 30 倍，并将车辆 OTA 更新时间缩短至 30 分钟。

小鹏、蔚来等一些 OEM 已经实现了“一板多芯片”域控制器计算平台的量产。

小鹏汽车的“一块板”产品 – XCCP

它结合了 C-DCU 和 XPU，实现了智能驾驶、座舱、集群、网关、IMU 和功率放大器等功能的集成。与之前的中央计算架构相比，XCCP 节省了 40% 的成本，性能提高了 50%。

小鹏 X9 已经实现了驾驶舱一体化。同一电路板上的两个芯片之间的通信位于 PCIe 中，速率高达 10 Gb/s;

蔚来汽车的“单板”产品 – ADAM

座舱驾驶一体化解决方案涉及 1 颗高通骁龙 8295 智能座舱芯片和 4 颗 NVIDIA Orin X 智能驾驶芯片。新的中央计算平台集成了 12,000 多台设备，解决了 PI/SI、EMC 和 Thermal 等高集成度带来的技术挑战。它比驾驶舱驾驶分离域控制器小 40%，轻 20%。

中央计算平台 ADAM 可以消除车辆内不同域之间进行编解码的需要，节省了用于编解码的芯片、电源、散热和线束。电路板上的刻蚀电路直接替代千兆以太网，智能驾驶域和驾驶舱域之间的数据带宽从千兆大幅提升到 16Gbps，实现传输速率提升 10 倍以上。

跨域算力共享，可调用高达 256TOPS 的算力，用于智能驾驶、智能座舱和车辆控制。跨域算力共享也允许更合理的算力配置，而不是完全局限于智能驾驶域或智能座舱域。

One Chip 解决方案将对汽车域控制器和芯片供应链产生深远影响。

One Chip 解决方案可能是“驾驶舱-驾驶集成”的终极形式，其优势在于：
1） 更低的系统成本：One SoC 解决方案的集成度更高，并支持材料共享，BOM 成本更低。
2） 更快的系统响应：与板间 Switch 通信或芯片间 PCIe 通信相比，芯片内通信具有更短的延迟、更高的带宽和更快的系统响应。
3）软件共享数据和算力：统一的车辆作系统支持端到端的基础模型、语言大模型等。

在单芯片解决方案下，典型的多域融合 SoC 包括 NVIDIA Drive Thor、高通骁龙 Ride Flex SA8775 和 SA8795、黑芝麻“武当”C1200 和最新的瑞萨电子 R-Car X5。

2024 年 11 月，瑞萨电子在业内率先推出了采用汽车级 3nm 工艺的多域融合 SoC 系列——R-Car X5 系列。单个芯片可以同时支持多个车辆功能域，包括 ADAS、IVI 和网关应用。该 SoC 提供了使用小芯片技术扩展 AI 和图形处理性能的选项。R-Car X5 系列计划于 2027 年量产。

R-Car X5 系列的主要特点包括：
在相同性能下，台积电最先进的 3nm 工艺比 5nm 工艺消耗的功率低 30-35%。
400TOPS AI 计算支持通过 chiplet 进行扩展，可将 AI 处理性能提升 3-4 倍以上。
一共 32 Arm Cortex -A720AE CPU 内核具有 1,000K DMIPS CPU 计算能力。6 个 Arm Cortex-R52 双锁步 CPU 内核可实现超过 60K 的 DMIPS，并支持 ASIL D，无需外部 MCU。
4TFLOPS GPU 处理能力
Chiplet 技术提供标准的 UCle（通用小芯片互连 Express）晶粒间互连和 API。
它支持虚拟 ECU 开发，并允许使用 Renesas RoX SDV 平台来缩短汽车行业的上市时间。

可以预见，One Chip 解决方案将对汽车域控制器硬件、车辆作系统以及汽车 SoC 设计和制造产生深远影响。OEM、Tier1 供应商和芯片供应商将围绕新技术领域展开激烈竞争，例如多域融合、小芯片和芯片间互连（PCIe、NVLink 等）。