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    兩強爭霸,百TOPS級自動駕駛芯片量產戰局已開

    來源:車云網 瀏覽次數:258 發布日期:2022-05-05

    智能汽車不斷蔓延攻占傳統汽車市場,駕駛行為加速AI化。據國家發改委預計,2025年中國的智能汽車滲透率達82%,數量將達到2800萬輛。2030年將達到95%,約為3800萬輛。

    在今年及明年量產的大部分新車上,已經搭載了更高級的輔助駕駛功能,支撐智能背后是激烈的算力追逐戰。

    今年,智能汽車里程碑事件誕生:超100TOPS算力芯片上車。蔚來ET7、智幾L7等多款智能車型都搭載了百TOPS級別芯片英偉達Orin X。

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    當中國車企在全球智能化上打頭陣的同時,國內芯片公司也在競逐底層技術的國際賽場。近日,地平線宣布其百TOPS級別芯片“征程5”的多家定點車企,包括國內新能源銷量NO.1車企比亞迪造車新勢力自游家汽車,并將于2023年開始量產上車。從算力級別來說,征程5是國內唯一破百T,能夠對標英偉達Orin的可量產的芯片。

    比亞迪股份有限公司董事長兼總裁王傳福(左)、地平線創始人兼首席科學家余凱(右)

    比亞迪股份有限公司董事長兼總裁王傳福(左)、地平線創始人兼首席科學家余凱(右)

    隨著征程5官宣定點,國產百TOPS級別的大算力芯片量產大幕正式拉開,開啟與英偉達“兩強爭霸”的格局。

    “大規模計算”的難題

    自去年起,“大算力上車”就成為行業高頻詞匯,只不過“光聞其聲不見其物”,今年英偉達Orin芯片正式發售,宣傳口號成為現實,車企也一度將大算力提升到重要位置。

    隨著自動駕駛往更高級別發展,應用場景從高速開始走向城區,變得更為復雜。同時,對于感知、預測和規控的速度和精準度要求更高。一方面,這對軟件算法能力有著更高的要求,而另一方面這意味著要進行更大規模的計算,同時也要為后續軟件迭代預埋充足的算力。在百TOPS芯片出現之前,市面上的單顆芯片算力很難滿足高級別自動駕駛的需求。

    路特斯智能駕駛業務負責人李博就以智能手機為例,談到過芯片算力預留的重要性:當下的手機能夠滿足當下功能需求,但很難滿足一定時間之后的功能??梢灶A見的是,智能駕駛明顯還有五年、十甚至更長時間的發展,考慮到未來的智能駕駛汽車需要持續升級最新的功能,目前需要留足算力空間。

    高階智能駕駛已經對大算力芯片釋放了巨大的需求信號,但大算力車規芯片量產還需要攻關很多關鍵技術。比如芯片技術方面,需要有先進封裝技術、核心IP技術、高算力芯片體系架構的突破;車規認證方面,需要功能安全流程、功能安全產品認證、車規可靠性認證、ASPICE軟件認證等一系列測試許可。

    此外大算力芯片量產流程耗時之久,也是一大難點。從處理器設計流片開始要18~24個月的時間,之后車規級認證系統方案開發需要12~18個月,再到車型導入測試驗證至少還要12個月到24個月,最后量產部署,整個過程歷經三到五年。

    時間、技術讓大算力芯片上車難上加難,但守得云開見月明,今年面向高等級自動駕駛的大算力芯片迎來量產。

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    今年3月,英偉達DRIVE Orin芯片正式發售,百TOPS級芯片落地。無獨有偶,4月21日地平線和比亞迪一條官宣消息打破了英偉達獨居高位的寧靜。其征程5芯片將于明年在比亞迪車型上量產,同樣是百TOPS級芯片。4月28日,地平線再度宣布與自游家汽車達成征程5的定點合作,后者的多款車型將搭載征程5芯片,明年開始量產交付。

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    征程5是地平線第三代車規級產品,單顆芯片AI算力最高可達128 TOPS,并獲得了全球公認的汽車功能安全標準——TüV ISO 26262 ASIL-B 功能安全認證,是國內首顆基于ISO 26262功能安全流程開發的車規級AI芯片。早在去年,地平線征程5就已成功流片,并在7月份正式發布,當場就宣布獲得了多家車企的首發量產合作意向。

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    智能駕駛芯片研發周期普遍較長,但高能玩家卻能縮短芯片上車的時間限度。地平線表示,這是因為它有著強大的軟件算法基因,能夠把對于終端應用的理解貫穿到整個芯片的設計、量產周期中,既提升了芯片本身的性能,也加快了量產驗證的效率。

    過去,地平線每年發布一款芯片,次年就能實現量產裝車。如今,地平線“征程5”量產在即。與此同時,面向L4以上整車自動駕駛架構設計的“征程6”已在路上,這樣的節奏應了那句“天下武功,唯快不破”。

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    2015年成立的地平線發展時間雖然不及英偉達和高通等玩家,但在大算力自動駕駛芯片這個新賽道上,地平線憑借對前瞻技術的預判和積累,在幾年時間內就能研發出對標國際頂級玩家的AI芯片,沖擊國外企業主導的車載芯片行業格局,殊為不易。

    為什么是征程5?

    開端是設想,終局是量產。汽車智能化的檢驗標準,如果只有一個,那就是量產。

    國內最早實現車規級AI芯片前裝量產的就是地平線。2020年,地平線征程2開啟量產元年,去年征程3芯片部署到2021款理想ONE上掀起一波高潮,同時與眾多車企、Tier1達成合作并持續走紅。

    當征程5公布了量產時間,車企也吃下定心丸,國產大算力芯片終于有了落地能力。

    其實在比亞迪官宣采用征程5不久前,恰恰跟英偉達也建立了合作,2023年初比亞迪將在部分車型上搭載DRIVE Orin芯片和DRIVE Hyperion平臺。不只有比亞迪,很多主機廠的芯片白名單中都同時有地平線和英偉達。轉型成本壓力巨大的車企,愿意用真金白銀投了地平線一票。這背后,地平線到底有怎樣的實力?

    拿雙方最近量產的旗艦產品Orin X和征程5來看,單顆算力都在100TOPS以上。Orin X的算力要高于征程5,但從實測的能效上看,征程5卻更勝一籌。

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    地平線表示這是因為對新摩爾定律的前瞻預判和刻苦實踐。

    經典的“摩爾定律”是集成電路上可以容納的晶體管數量大約每過18個月就會翻倍,也就是每18個月計算性能就會翻一番。而現在,無論是手機還是電腦,性能漸漸趨向飽和,在性能成長放緩的情況下,新摩爾定律誕生:即真實的AI效能是實際處理速度(FPS)比上每瓦功耗,或者實際處理速度(FPS)比上每單位的成本。

    征程5通過自研的貝葉斯 BPU?計算架構,融合最新的神經網絡算法,讓128TOPS算力的芯片可以只用30瓦的計算功耗就能夠完成任務,這對電動汽車的成本管控十分必要。

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    在典型Backbone 1080P 模型上,征程5的AI性能和Orin-X不相伯仲,但能效是Orin-X的330%;在優選高效模型下,軟硬結合后征程5性能超過Orin-X,能效高達Orin-X的870%。

    地平線從2016年就提出“后摩爾定律”的說法,依靠對軟件算法的理解,在AI算法效率方面不斷投入和提高。在未來即使硬件已經確定的情況下,也可以通過編譯器優化和對軟件算法的優化,不斷提高處理效率。

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    高算力芯片開啟了量產時代,英偉達、地平線已經先行一步。不過,對于如何把自己擁有的,變成大家都能擁有的,地平線的實力絕對不輸給英偉達。用地平線副總裁兼自動駕駛產品總經理余軼南的話說,“芯片+底層算法賦能是智能駕駛快速落地的關鍵,我們把客戶扶上馬,最后讓馬跑得越來越快?!?/p>

    Tier 2的使命:做車企頂級玩伴

    芯片這座當代硬科技的“珠穆朗瑪峰”,需仰望更要征服。

    新的產業結構變化之下,汽車主機廠與供應鏈企業的關系愈加微妙,“靈魂論”的爭辯始終是車企頭上的陰云。對于迫切希望自主掌握產品定義的車企來說,全棧交付的供應商不是一個好的供應商,但只賣硬件的芯片商同樣不是。

    毫無疑問,車企最需要的是能夠提供硬件基礎和開放平臺的芯片供應商。因此,能夠獲得量產定點的產品除了要有技術實力,還要擁有平臺、工具鏈的開放能力。

    不同于Mobileye的封閉,英偉達和地平線都采用開放的交付模式。像英偉達與國內車企的合作多數以提供芯片硬件為主,也配有軟件堆棧工具。地平線一開始就把自己定位于Tier 2,不僅向車企、也向Tier1提供底層的芯片和算法,也可以提供開放的工具鏈幫助合作伙伴打造自己的應用軟件能力,同時地平線還打造了開源的實時操作系統Together OS,并嘗試向部分整車廠開放BPU IP授權。從這些層面來看,論開放,地平線比英偉達要更勝一籌。

    同時,相比英偉達,地平線已經聯合多家車企和Tier 1實現了應用軟件算法的量產,覆蓋自動駕駛和智能座艙領域。據悉,地平線基于征程5打造的城區自動駕駛方案也將于年內公布。這意味著,地平線的工具鏈已經經過了充分的量產驗證,更加高效易用。

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    今年還有一個明顯的現象,無論是英偉達還是Mobileye,高通還是地平線,其最先進的智能駕駛芯片的首發量產車型均是中國自主品牌,智能汽車行業的中心正向中國市場移動。

    國內智能電動車企群雄并起,拉動產業鏈新型企業成長,反過來本土供應商也能為車企增加服務效率。記得當初地平線與理想汽車合作的時候,地平線工程師說道,日常都是與理想員工一起加班、打成一片。不得不承認,在服務體系上,面對國內車企,地平線具有先天優勢。

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    其一,溝通成本下降,地平線通常是派駐團隊與車企一起打磨產品,相比遠在大洋彼岸的供應商只能依靠幾封郵件、幾位工程師到現場解決問題,面對面地交流更能直接了解到對方的需求和想法。

    其二,企業文化共通。不管是發展理念還是服務意識,本土合作伙伴往往擁有更多共通之處,磨合起來更容易。地平線員工曾談到,“大家都把客戶的事當成自己的事,認為客戶的事做成功了我們就成功了。記得跟理想合作時,一位項目經理為了守住理想項目的量產時間把婚期推遲了6個月,理想團隊也很感動,久處下來更像是一個團隊?!?/p>

    基于Tier2理念、過硬的研發實力及本土服務優勢,地平線征程系列芯片已出貨百萬件,獲得超過50個前裝量產項目定點。在征程5開啟的國產百TOPS大算力芯片量產之路上,除了比亞迪和自游家,更多定點合作將于年內陸續公布。

    這些合作的意義不單單是大算力芯片能夠上車,更意味著面向智能汽車賽道,中國在底層技術上終于擺脫了在PC和智能手機時代薄弱的局面,擁有和國際頂級玩家同場競技的實力,而這正是贏得比賽不可或缺的數字基石。

     


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