DDR:拆解特斯拉毫米波雷達主板硬件成本「附350頁報告」

來源：ittbank，謝謝

特斯拉上一代毫米波雷達是德國大陸汽車最低端產品ARS-4B，采購價格約500-600人民幣，BOM成本不高于50美元。特斯拉在HW4.0上自研的毫米波雷達光BOM成本都要120美元左右，估計整體成本要150-200美元。

編輯：感知芯視界

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據外媒報道，當地時間3月7日，特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克表示，該公司正在研發的下一代小型汽車將主要以自動駕駛模式運行，成本應該是Model3的一半左右。

特斯拉曾多次提到，一款更小、更便宜的車型即將問世。有報道稱，該公司正考慮推出2.5萬美元的緊湊型汽車或掀背車。雖然這些報道還沒有完全證實，但特斯拉的高管和馬斯克都承認需要一款更便宜的車型。

而早在2020年的電池日活動中，馬斯克就已經透出風聲，稱將在三年內制造出一款基于Model3模型、價值25000美元的小型全自動電動汽車。

多年來，特斯拉一直致力于開發全自動駕駛汽車。盡管該公司在這方面取得了顯著進展，但這些車輛仍無法實現全自動駕駛。

這不，最新的自動駕駛硬件：HW4.0毫米波雷達主板已經毫無預兆直接上車交付了：沒開發布會，也沒通知車主。

直到提車，銷售才風輕云淡向車主介紹了值得關注的地方：HW4.0，毫米波雷達……完全是下一代車載計算機的配備！不過，據外媒透漏，特斯拉交付配備HW4.0的2023款ModelS/X，由于配套軟件還在開發中，某些功能仍不可用，例如AP、TACC、FSDBeta等功能，甚至屏幕上的可視化功能也不支持。據稱，只有道路標記是可見的。

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特斯拉準備升級其自動駕駛硬件已有一段時間了。此前向聯邦通信委員會申請在其車輛上增加一個新的雷達，并稱計劃在1月份開始銷售，新的雷達將意味著特斯拉計劃更新其Autopilot和FSD的傳感器套件。

此前，特斯拉爆料大神@Greentheonly已經展示了HW4.0的拆解照片，據佐思汽車研究分析，HW4.0包括1個高分辨率毫米波雷達、11個攝像頭模組、1個計算盒子。合計BOM成本大約1500-2100美元，這個BOM成本不是一成不變的，因為最關鍵的FSD芯片成本會變動。FSD芯片隨著出貨量的上升成本會快速下降，芯片一次性流片成本和研發成本是要分攤到每片芯片上的，芯片的出貨量越高，分攤到每片芯片上的成本就越低。軟件部分的成本可能更高，軟件部分包括數據系統，數據的采集、整理、標注、訓練都是會消耗大量成本的，這部分成本很難估算，不過基本可以確定二代FSD選配價格可能逼近2萬美元。

特斯拉上一代毫米波雷達是德國大陸汽車最低端產品ARS-4B，采購價格約500-600人民幣，BOM成本不高于50美元。特斯拉在HW4.0上自研的毫米波雷達光BOM成本都要120美元左右，估計整體成本要150-200美元。

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特斯拉毫米波雷達PCB板，低頻部分加了屏蔽罩，技術優秀的大廠是不需要加屏蔽罩的。

特斯拉用了兩顆3發4收雷達收發器級聯，大概率是德州儀器的AWR2243，之前特斯拉在車內60GHz雷達上已經用了德州儀器的AWR6843。特斯拉考慮到成本，沒用像大陸ARS540那樣4片收發器級聯，僅僅兩片級聯，每片AWR2243大約20美元。特斯拉的總通道48路，大陸ARS540是192路。

特斯拉毫米波雷達處理部分PCB用了AMD旗下Xilinx的FPGA，型號是XA7Z020-1CLG400Q，內含兩個ARMA9核心，130級萬門電路，53200個LUT，DSP算力276GMACs，價格大約40-60美元。國內價格比較高，在900-1800人民幣之間。還有一片美光的DDR3，容量125MB，型號MT41K64M16TW-107AUT，價格大約1美元。PCB上部可能是以太網物理層或者MIPICSI-2物理層芯片，右部是供電。BOM成本大約115美元，還有5美元的PCB。這個毫米波雷達大概率是中國臺灣廣達電腦代工的。

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特斯拉HW4.0正面PCB

Greentheonly在推特上說二代FSD的CPU由12個變為20個，運行頻率在1.37GHz到2.35GHz之間，初代FSD是12個ARMCortex-A72，3個簇，每簇4個。二代應該還是A72，4個簇，每簇5個。A72是ARM在2015年推出的架構，特斯拉為什么還用這么老的架構，主要原因估計還是成本。ARM的新架構可是要花大價錢的，像A76架構，國內只有瑞芯微和華為買了架構。

二代FSD芯片

FSD芯片的成本很難估算，根據芯片表面數字編號，二代FSD代工應該還是三星，三星的報價只是臺積電的1/3甚至1/4，這也是臺積電的營業利潤率是三星5倍的主要原因。選擇三星就不大可能選擇不成熟的5納米工藝，應該還是成熟的7納米工藝。2023年中期，在特斯拉家門口的三星德州儀器奧斯汀廠就能量產7納米芯片了。

7納米芯片一次性流片成本大約3000萬美元，也就大約2億人民幣。如果二代FSD出貨量達到10萬片，每片分攤的成本大約300美元；出貨量30萬片的話，每片分攤成本100美元；出貨量100萬片，每片分攤的成本大約30美元。其Die尺寸看起來與英偉達Orin差不多，估計晶圓制造成本和封裝成本為150美元。特斯拉2022年銷量131萬輛，按FSD選裝率20%即30萬套，研發成本按900萬美元計算，每片分攤30美元，成本大約280美元；如果15萬片的出貨量那么成本大概是410美元；如果10萬片的話，那么成本是540美元。

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上方為HW3.0，下方為HW4.0

除了兩顆FSD芯片比較昂貴外，第二貴的就是內存。特斯拉很奢侈地用了16片最昂貴的GDDR6內存，FBGA代號為D9ZPR，實際型號翻查是MT61M512M32KPA-14AAT:C，容量為2GB，合計32GB。

GDDR(GraphicsDoubleDataRate)為顯存的一種，GDDR是為了設計高端顯卡而特別設計的高性能DDR存儲器規格，其有專屬的工作頻率、時鐘頻率、電壓，因此與市面上標準的DDR存儲器有所差異，與普通DDR內存不同且不能共用。一般它比主內存中使用的普通DDR存儲器時鐘頻率更高，發熱量更小，所以更適合搭配高端顯示芯片。GDDR就是電腦愛好者熟悉的高級顯存，GDDR6是英偉達2018年發布20系列顯卡才開始出現的，不過目前最強的消費級內存是2020年英偉達攜手美光推出的GDDR6X。

GDDR6功耗高，一般只用在電腦領域。美光最早推出GDDR6，2021年初時MT61M512M32KPA-14AAT:C價格大約每片14-16美元，目前估計每片10美元，16片就是160美元。需要指出HW4.0的座艙系統也用了昂貴的GDDR6，不過是三星的4片2GBDDR6，估計也要40美元。Flash存儲方面，HW3.0是東芝的THGAF8G8T23BAIL，這是32GB的UFS，不過是很老的UFS2.1標準。HW4.0改用三星的KLUDG8J1ZD，容量提升至128GB，但還是UFS2.1標準，其價格約7.5美元。

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HW4.0用了大約450個芯片，絕大部分是電源管理。除了上面提到的，比較貴的芯片還有底部正中間的以太網交換機芯片。HW3.0是Marvell的88Q6321，HW4.0顯然不會再用這落后的非嚴格車規以太網芯片。據推測，HW4.0應該換成了性能比較先進的博通BCM8956X或BCM8947X，也有可能是中國臺灣瑞昱的，因為車機板上的以太網交換機就是中國臺灣瑞昱的。假設是和車機一樣的以太網交換機即RTL9068，價格大約30美元。

HW3.0據說有4746個元件，HW4.0估計有近5000個元件，絕大部分是被動元件。被動元件價格比較低，一般只有人民幣幾分錢，最貴的是一些鉭電容，就是高級顯卡或主板一直宣傳的鉭電容，在HW4.0上也有一些，鉭電容價格大約2-6元人民幣之間。還有24路供電中使用了比較高級的DrMOS，單價大約1.3-1.7美元，在超過2000的電腦主板上才能見到，DrMOS國內杰華特是進展最快的，車規級已經量產，國外常見的是MPS和安森美。

左下邊有三顆解串行芯片，根據PCB上的標志，3個都是4路解串行芯片，也就是說最多12顆攝像頭，特斯拉預留了幾顆攝像頭的位置，HW4.0估計用了8顆攝像頭。

左邊是HW3.0的智能駕駛接口，右邊是HW4.0接口。上面一層是HW4.0的智能駕駛的接口，下面是座艙接口，顯然座艙是兩個顯示屏輸出接口。智能駕駛方面，最上面的紅色的預留，目前不用。藍色的是駕駛員行為監測，四個接口的是4個車兩側的130萬像素攝像頭接口。白色的連接兩個后向攝像頭，黑色的前視攝像頭，可能兩個都是500萬像素。推測特斯拉減少了一個前視攝像頭，后向加了一個攝像頭。特斯拉用了三片4路解串行芯片，估計是美信的MAX96712，這個芯片在國內非常搶手，可以支持4個400萬像素，每片價格35-70美元。HW3.0則是兩片德州儀器的DS90UB960和一片DS90UB954，個頭明顯比美信的要小。在攝像頭一側應該還有11個加串行芯片，估計總體成本35美元。

攝像頭接口12個，其中1個預留；1個車內做駕駛員行為監測；4個做360環視，即“F-SVC”,“L-SVC”,“R-SVC”,“BackUp"，估計是比較低的130萬像素；4個做鳥瞰BEV，即“L-FF-Rear”,“R-FF-Rear”,“L-FF-Side”,“R-FF-Side”，FF應該是遠場，估計是200萬像素；2個前置，一個主Main，一個寬視場Wide。

特斯拉的硬件進化史

HW1.0–基于Mobileye芯片的第一代駕駛輔助硬件。它使用了單個EQ3系列攝像頭，單個毫米波雷達和12個中程超聲波傳感器，毫米波雷達是由博世提供，攝像頭布置于后視鏡附近，硬件選型都是基于市場上成熟的供應商產品，在HW1.0階段特斯拉的主要工作是多傳感器融合+應用層軟件開發。

HW2.0–特斯拉設計的第二代駕駛輔助硬件，傳感器數量大幅提升，使用8個攝像頭，12個遠程超聲波傳感器和一個前置毫米波雷達，這套傳感器配置為特斯拉FSD功能打下良好的基礎，現在回看當時的特斯拉傳感器布局的前瞻性。特斯拉基于英偉達DrivePX2開發一個全新的駕駛輔助硬件，MCU芯片采用英飛凌TriCore系列產品，毫米波雷達仍然是博世產品，該駕駛輔助硬件安裝于手套箱下方，這個階段特斯拉掌握圖像識別算法+多傳感器融合+應用層軟件開發。

HW2.5–這是對HW2.0的一個小版本更新，主要用于冗余和略微提高的可靠性。此版本還新增兩個功能：行車記錄儀和帶有本地保存視頻的哨兵模式。還有一個變化點是毫米波雷達的供應商從博世變成大陸，大陸的毫米波雷達也不遜色于博世。

早期的model3和modelY駕駛輔助ECU硬件類似于HW2.5，但使用的是汽車冷卻液回路中的水冷而不是散熱風扇。

HW3.0–特斯拉駕駛輔助硬件的重大革新，首次采用自研的自動駕駛芯片，拋棄英飛凌/英偉達的產品，自研高度集成的SoC+MCU芯片，具備全套芯片設計+圖像識別算法+多傳感器融合+應用層軟件開發。

Model3將駕駛輔助硬件和娛樂系統硬件集成在一個控制器中，但電路設計沒有高度集成，娛樂信息和自動駕駛是兩塊獨立的電路板，使用水冷散熱。

2019年，特斯拉FSD硬件HW3.0推出，并一直使用至今。也就是以HW3.0為起點，特斯拉開始使用自研的FSD芯片，有了從底層到計算層的完全編輯能力。

上面的是HW4.0，下面是HW3.0，可以看出水冷部分做了重新設計

除了芯片，傳感器配置和數量也在發生變化——

比如HW1.0時代，傳感器配置為1顆前視攝像頭+1個毫米波雷達+12個超聲波雷達；HW2.0時代傳感器數量大幅提升，使用8個攝像頭+1個毫米波雷達+12個超聲波雷達，這一配置也沿用到了HW3.0時代。

但就在2021年5月，特斯拉官宣把毫米波雷達扔進垃圾堆。

在特斯拉之后的官方聲明里，甚至把超聲波雷達也減掉了——明確表示從2022年10月開始，面向北美、歐洲、中東和中國臺灣制造交付的Model3和Y都不再有超聲波雷達，2023年開始面向全球交付的ModelS和X也都不再有超聲波雷達。

總的來說，每一代在芯片和傳感器方面，都有所變化。

馬斯克這樣評價HW4.0：HW4.0超越HW3.0，如果上一代比人類安全200%或300%，那么HW4.0可能比人類安全500%或600%。

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