汽车芯片进入 5nm 时代：高通连发两款新品，明年上车

昨夜，高通在全球第一个发布了 5nm 汽车芯片，并且一次性发布了两颗！

首先是发布第 4 代骁龙汽车数字座舱平台，该平台基于高通全新研发的 SoC 芯片和基础软件，可让车企打造更加智能化的数字座舱。

该平台的核心是一颗 SoC，内部整合了第 6 代高通 KryoCPU、多核高通 AI 引擎、第 6 代高通 AdrenoGPU 等核心，整体配置对标旗舰手机 SoC 骁龙 888，可在车内支持多块高清屏幕。内置的 AI 引擎支持多音区语音交互、驾驶员监测等 AI 应用，并且支持高通 5G 和 5G C-V2X 网络连接。

最重要的是，该颗 SoC 将基于目前最先进的 5nm 制程打造，在性能和功耗上相较此前 820A 等座舱 SoC 有了大幅提升。

▲高通发布第 4 代骁龙汽车数字座舱 SoC

此外，高通在发布会上还透露，Snapdragon Ride 自动驾驶平台的核心 SoC 也将基于 5nm 制程打造。

该 SoC 基础算力达到 10TOPS，其中单颗 SoC 支持 NCAP 标准下的 L1/L2 级自动驾驶，多颗 SoC 组合可以实现 L4 级自动驾驶，最大算力可以达到 700TOPS 以上。

这两颗 SoC 是全球第一批公布的 5nm 汽车芯片，也是仅有的 2 颗，让高通在汽车芯片领域直接领先对手一个身位。

高通自 2015 年开始切入智能座舱和自动驾驶市场，近年来凭借其 SoC 芯片的强大算力，其主力产品 820A 座舱 SoC 已经拿下不少客户，甚至成了 2020 年不少中高端车型的标配。

但汽车芯片市场同样竞争激烈，英特尔、英伟达、AMD 三大巨头都已入局，特斯拉更是先发制人开始自研自动驾驶芯片，算力之战已经打响。

面对激烈的竞争形势，高通推出这两款新品全部采用最先进的 5nm 制程，让其在性能和能耗上整整领先了对手一代，更具竞争优势。

同时也应注意，这两款 SoC 芯片也仅仅是发布而非量产，而其竞争对手也很有可能在今年发布相关 5nm 新品，具体谁先量产还不一定。

但不管怎样，汽车芯片已经正式迈入 5nm 时代。

第 4 代骁龙汽车数字座舱平台的核心是一颗 5nm SoC，这也是汽车行业的首款 5nm 芯片。在此之前，汽车行业最先进的制成技术 7nm 实际也被高通掌握，高通第三代骁龙汽车数字座舱平台就采用的 7nm 制程。

▲第 4 代骁龙汽车数字座舱平台

在 CPU 方面，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台采用和今年高通旗舰芯片骁龙 888 同一世代的第 6 代 Kryo CPU，支持运行多种虚拟机。

在 GPU 方面，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台也采用了和骁龙 888 同一世代的第 6 代 Adreno GPU，能够以较低功耗进行图形图像、视频和显示处理，支持多个高分辨率显示屏，不同显示屏之间也能共享内容或显示个性化内容。

为了实现车内环视等功能，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台通过串行接口支持 16 路摄像头输入，还能通过以太网接口接入更多摄像头。

在 AI 算力方面，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台搭载多核高通 AI 引擎。功能上支持支持驾乘者个性化设置、车内虚拟助理、自然语音控制、语言理解、驾驶员监测、驾乘者识别，以及自适应人机界面等功能。

此外，AI 引擎还会不断学习并适应驾乘者偏好，覆盖媒体和信息影音内容，还包括汽车控制功能，如座椅和后视镜位置、空调控制、不同座椅的温度个性化设置、音频内容及音量偏好等，让车辆的智能化真正变为现实。

在车内安全功能上，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台利用 AI 引擎和以及高通 SpectraISP，可以实现车内监测、儿童和驾乘者识别，检测路障等实用功能。

驾驶过程中，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台还能实现 “计算音频”，针对每位用户定制个性化多音区，还能利用音频子系统实现主动降噪与回声消除。

智能网联汽车对连接性的要求也非常高，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台预集成 Wi-Fi 6 和蓝牙 5.2，车机可以开热点，用户可以玩游戏，还能支持无线手机映射系统 Android Auto。

▲第 4 代骁龙汽车数字座舱

同时，还预集成了具备 C-V2X 技术的高通骁龙汽车 5G 平台，可以实现流媒体传输、OTA 升级和数千兆级上传与下载带宽。

软件方面，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台的上层操作系统（HLOS）支持 Android 车载嵌入式操作系统和谷歌汽车服务（GAS），Linux、Yocto 和车规级 Linux（AGL），基于 AliOS 的斑马智行，webOS Auto 和其它 AOSP 分发版。实时操作系统（RTOS）支持黑莓 QNX 和 QNXOS 安全版，Green Hills Software INTEGRITY 和 u-velOSity，以及威腾斯坦高完整性系统 SAFERTOS。Hypervisors 管理程序支持黑莓 QNXHypervisor 和 QNX Hypervisor 安全版，Green Hills Multivisor 和 u-velOSity，以及 OpenSynergy COQOS Hypervisors。Linux 容器化技术（LXC 和其它容器化技术），包括提供并使用虚拟化和容器化组合，在混合关键架构中满足内存、性能和功能安全以及隔离需求。

根据高通的计划，第 4 代骁龙汽车数字座舱平台将从 2022 年开始量产，从今年第二季度开始，第 4 代骁龙汽车开发套件就将出货，届时开发者可以提前针对硬件开发软件产品。

在发布会上，高通还宣布的智能座舱领域的装车成果。如今，高通已经与全球 25 家主要车企中的 20 家达成合作，搭载智能座舱产品，订单量总估值已经超过了 80 亿美元。

在昨晚的发布会上，高通还宣布了自动驾驶平台 Snapdragon Ride 的最新消息，其中自动驾驶 SoC 也将采用 5nm 制程，这也是自动驾驶芯片首次进入 5nm 时代。

而在此前，无论是英伟达还是 Mobileye，其最新款自动驾驶芯片的制程都是 7nm，量产自动驾驶领域最强王者之一特斯拉，其自动驾驶电脑 HardWare 3 采用的是三星 14nm 制程。

Snapdragon Ride 自动驾驶平台同样分为三个等级，入门级的产品使用单 SoC 支持 NCAP 标准的 L1 和 L2 级别的自动驾驶，功耗小于 5W，算力可以达到 10TOPS。

中间一级通过单颗 SoC 和 AI 加速器可以实现 L2 + 级别的自动驾驶。最顶级的计算设备用多颗 SoC 和多个 AI 加速器，可以计算 L4 级自动驾驶，其算力超过 700TOPS。

▲Snapdragon Ride 自动驾驶平台不同算力等级

由于采用 5nm 制程技术，整个域控制器的功耗表现更好，功耗最低的 SoC 仅 5W 功耗，算力则有 10TOPS。此前公布的数据中，能实现 L4 级自动驾驶的 SoC，整个域控制器的功耗也只有 130W。因此，无论是整车厂还是 Tier 1 都不用担心其能效表现。

发布会上，高通正式宣布了将使用 Snapdragon Ride 自动驾驶平台的三家 Tier 1，分别是维宁尔、法雷奥和 Seeing Machines。

在与维宁尔的合作中，高通提供的 SoC 将能够进行视觉感知和驾驶策略决策，实现 L1～L2 + 的不同等级自动驾驶。

在与法雷奥的合作中，高通 Snapdragon Ride 平台支持法雷奥自动泊车技术 Park4U，通过多个摄像头、超声波雷达、毫米波雷达以及可选装的激光雷达，最高可以实现 L4 级自动泊车功能。Snapdragon Ride 将为法雷奥的软件栈以及其他汽车相关功能提供算力支持。

与 Seeing Machines 的合作中，Snapdragon Ride 平台可以在车内实现驾驶员监测功能。Snapdragon Ride 平台可以支持单摄像头或多摄像头的驾驶员监测系统开发。

▲搭载 Snapdragon Ride 平台的车辆已开始路测

软件方面，Snapdragon Ride 平台支持包括黑莓 QNXOS for Safety、Safe RT Linux、 威腾斯坦高完整性系统 SAFERTOS 在内的安全实时操作系统（RTOS）。支持黑莓 QNXHypervisor for Safety 的 Hypervisor 管理程序。

支持经典和自适应 AUTOSAR、开放和可编程的安全软件开发套件（SDK）以及基于传感器的完整安全解决方案，预建安全库，AI 工具以及中间件集成。在开发和部署后期提供智能数据采集与自动标注的完整工具。

▲Snapdragon Ride 自动驾驶平台

在定位方面，Snapdragon Ride 提供高通视觉增强高精定位（VEEP）引擎，通过摄像头以及 GNSS 和其它测距传感器侦测到的简单特征，就能够实现车道级定位。

量产计划上，Snapdragon Ride 平台面向 L2 + 和 L4 级的 SoC 和 AI 加速芯片已经出样，最快将搭载进明年开始量产的车型中，此前高通已经和长城汽车达成合作。

此外，面向 NCAP 标准的 L1 级和 L2 级自动驾驶 SoC 和集成软件栈预计将在 2024 年量产。

芯片制程越先进，也就意味着单位面积内能堆放的晶体管数量越多，也就意味着芯片性能更强。因此想要更强的技术，制程升级必不可少。

去年，苹果、华为海思、高通分别发布了 5nm 制程的 SoC，今年三星也发布了首款 5nm SoC，在性能上相比上一代 7nm 制程有了大幅提升。

拿高通自家的移动端旗舰芯片骁龙 888 来说，相比上代旗舰骁龙 865，其 CPU 性能提升了 25%，GPU 性能提升了 35%，晶体管数量达到了百亿级别。

而苹果的旗舰手机处理器 A14 提升更为明显，A14 集成 118 亿个晶体管，比 A13 增加近 40%。性能表现上其 6 核 CPU 速度可提升 50%，4 核 GPU 速度可提升 50%，机器学习能力有更大提升。

相比于手机小巧的身材，更宽松的功耗和效能限制，5nm 芯片在智能座舱和自动驾驶中的表现将会更好。

实际上除高通之外，智能汽车领域的领头羊特斯拉可能也在 “悄悄”研发 5nm 制程的自动驾驶芯片。

根据韩国媒体 Asia-E 报道，三星电子正在对 5nm 车用芯片进行研发，未来将打造成特斯拉的自动驾驶电脑。同时，5nm 制程芯片需要使用极紫外（EUV）工艺制造，目前仅有三星电子和台积电有能力制造。

预计特斯拉的 5nm 芯片将在今年四季度开始量产，明年装车。

显然，特斯拉也正在发力 5nm，让自动驾驶电脑更加强大。

不过，由于产能限制，今年的 5nm 制程基本都被手机厂商瓜分，因此无论是高通还是特斯拉，5nm 芯片的量产时间都在今年底或明年初。

5nm 制程首次进入汽车，不仅是意味着汽车对算力的需求在大幅增加，还意味着智能汽车真正跟上了消费电子产品的迭代更新步伐，甚至比普通消费电子产品跑得更快、更远。

同时，5nm 在性能上的提升相比此前的 7nm 有比较明显的提升，如果量产时高通或特斯拉能用上迭代之后的 5nm 工艺，其性能和效能还有更多增长空间。这也就意味着，5nm 制程将开创全新的智能汽车时代。