作為自動駕駛演進(jìn)的基礎(chǔ)，大算力芯片隨著新車智能駕駛功能的持續(xù)進(jìn)階，正迎來快速發(fā)展期。
為了在新車上實現(xiàn)更好的智能駕駛體驗，從去年開始，多家主流車企紛紛宣布將在下一代產(chǎn)品上搭載大算力芯片，比如英偉達(dá)的Orin，已經(jīng)獲得了全球多家汽車制造商的供貨訂單，由此也促成了在大算力芯片領(lǐng)域唯英偉達(dá)獨(dú)尊的局面。
但今年，隨著以華為、地平線、黑芝麻智能等為代表的本土企業(yè)紛紛宣布大算力芯片及計算平臺量產(chǎn)項目，與此同時以寒武紀(jì)行歌、安霸、Mobileye等為代表的新玩家相繼加入大算力芯片賽道，有望打破原有一家獨(dú)大的市場格局，進(jìn)入群眾逐鹿的新競爭時代。
大算力芯片迎量產(chǎn)元年，“自主芯”加速突圍
對于自動駕駛而言，大算力芯片雖然不是萬能的，但沒有大算力芯片卻是萬萬不能的。
隨著自動駕駛從ADAS快速向高階自動駕駛演進(jìn)，為支持系統(tǒng)應(yīng)對各種復(fù)雜的狀況，必須在車上裝載大量的攝像頭、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等傳感器，進(jìn)行全面的環(huán)境數(shù)據(jù)采集。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)，為滿足智能駕駛的感知需求，L2 級別的汽車預(yù)計會攜帶 6 個傳感器，而到L5 級別，預(yù)計單車攜帶的傳感器將達(dá)到32個。
由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量有多大呢?根據(jù)行業(yè)專家估計，一輛自動駕駛汽車每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能在5 TB到20 TB之間，并且自動駕駛等級越高，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就越多。要對這些信息進(jìn)行快速處理，并作出駕駛決策，大算力芯片不可或缺。
正是看到這一需求，過去幾年以英偉達(dá)、高通、地平線、黑芝麻智能等為代表的企業(yè)相繼開始布局大算力芯片。其中英偉達(dá)早在2019年就發(fā)布了大算力自動駕駛芯片Orin，憑借高達(dá)254 TOPS的單芯片算力，以及英偉達(dá)在AI領(lǐng)域的長期積累，和賦予合作伙伴開放、高效的研發(fā)生態(tài)，迅速獲得一眾車企及自動駕駛技術(shù)公司的青睞。
圖片來源：蓋世汽車
在此基礎(chǔ)上，英偉達(dá)于去年4月又發(fā)布了新一代自動駕駛汽車SoC DRIVE Atlan，據(jù)官方信息，Atlan單顆芯片的算力能夠達(dá)到1000TOPS，將于2023年向開發(fā)者提供樣品，2025年大量裝車。而基于 Atlan打造的自動駕駛平臺DRIVE Hyperion 9，據(jù)悉可支持多達(dá)50個感知硬件。
另一家老牌芯片廠商高通也在積極推進(jìn)自動駕駛大算力芯片的量產(chǎn)上車，并為此推出了基于5nm制程工藝的Snapdragon Ride SoC。該款SoC可支持從L1至L4的自動駕駛系統(tǒng)研發(fā)，并能根據(jù)不同自動駕駛場景提供不同等級的算力，覆蓋10-700 TOPS 算力范圍。
按最初預(yù)計，Snapdragon Ride SoC將于2023年投入生產(chǎn)。不過據(jù)最新消息，長城旗下毫末智行基于Snapdragon Ride SoC打造的小魔盒 3.0 自動駕駛計算平臺將于今年隨著相關(guān)車型的上市正式量產(chǎn)。這意味著，高通正以比原計劃更快的速度推進(jìn)Snapdragon Ride量產(chǎn)。
而國內(nèi)，以華為、地平線和黑芝麻智能為代表的本土芯片企業(yè)今年在大算力芯片的量產(chǎn)上面也迎來了重要突破。
圖片來源：蓋世汽車
其中華為自研的自動駕駛AI芯片，通過搭載于車規(guī)級智能駕駛計算平臺MDC，已經(jīng)先后獲得了極狐阿爾法S華為HI版、長城沙龍機(jī)甲龍、阿維塔11、廣汽 Aion LX Plus、哪吒S以及比亞迪和奇瑞高端品牌車型定點(diǎn)，今年將隨著相關(guān)車型的交付正式量產(chǎn)。
近日，該平臺已經(jīng)正式申報蓋世汽車2022金輯獎·中國汽車新供應(yīng)鏈百強(qiáng)。據(jù)了解，華為MDC平臺算力范圍覆蓋48~400 TOPS，共包含4個不同的版本，分別是面向商用車場景的MDC 300F，以及MDC 210、MDC 610和MDC 810，可支持從L2+到L4甚至L5不同級別的自動駕駛研發(fā)。
例如阿爾法S全新HI版和阿維塔11搭載的MDC810智能駕駛計算平臺，可以實現(xiàn)400TOPS的超強(qiáng)算力。而長城沙龍機(jī)甲龍、廣汽 Aion LX Plus、哪吒S等搭載的 MDC 610，算力也達(dá)到了 200+ TOPS，其中機(jī)甲龍由于搭載了雙 MDC 智能駕駛計算平臺，綜合算力達(dá) 400 TOPS。目前，華為MDC正在規(guī)劃128TOPS的中等算力平臺，預(yù)計今年年底面世。
征程5芯片，圖片來源：地平線
地平線繼去年7月底正式發(fā)布128TOPS的大算力芯片征程5，過去幾個月先后獲得了比亞迪、自由家汽車、一汽紅旗等車企關(guān)于征程5的定點(diǎn)，并與宏景智駕、覺非科技、輕舟智航等自動駕駛技術(shù)公司達(dá)成了合作，預(yù)計明年將正式實現(xiàn)大算力芯片征程5的量產(chǎn)上車。
特別值得一提的是與比亞迪的合作，因為就在此次官宣之前不久，比亞迪其實已經(jīng)與英偉達(dá)就Orin上車達(dá)成了合作，表示從2023年上半年開始，比亞迪部分新能源車型也將搭載基于Orin芯片打造的自動駕駛系統(tǒng)。這一新定點(diǎn)項目的達(dá)成，無疑凸顯了比亞迪對地平線實力的認(rèn)可。
圖片來源：黑芝麻智能
黑芝麻智能則于上個月宣布與江汽集團(tuán)達(dá)成平臺級戰(zhàn)略合作，雙方將整合各自優(yōu)勢，基于華山二號A1000系列芯片，以及配套的上層軟件算法、山海工具鏈、瀚海自動駕駛中間件等平臺，聯(lián)合打造行泊一體式智能駕駛平臺，并率先應(yīng)用于江汽集團(tuán)思皓系列量產(chǎn)車型。
據(jù)此前消息，華山二號A1000系列計劃從今年6月開始交貨，在下半年隨著相關(guān)車型的上市正式迎來規(guī)?；慨a(chǎn)。與此同時，黑芝麻智能也在開展下一代產(chǎn)品A2000系列芯片的研發(fā)，計劃瞄準(zhǔn)“中央計算”功能需求。據(jù)了解，A2000基于先進(jìn)的7納米工藝設(shè)計，單芯片算力能夠達(dá)到256TOPS以上，計劃今年年內(nèi)發(fā)布，明年起開始向整車廠提供樣片。
不過整體來看，自動駕駛大算力芯片市場依舊以英偉達(dá)占據(jù)主導(dǎo)。據(jù)英偉達(dá)此前發(fā)布2023財年第一季度財務(wù)報告時透露，全球已經(jīng)有超過 35 家汽車制造商確認(rèn)將采用英偉達(dá) Orin 系統(tǒng)級芯片，包括蔚來、小鵬、理想、威馬、上汽智己、比亞迪、沃爾沃、路特斯等。
其中蔚來憑借3月底交付的ET7，成為全球首個搭載Orin的車企，由此正式打開了大算力芯片的量產(chǎn)大門。6月21日，理想L9正式上市，該車在智能駕駛算力平臺的設(shè)計上也采用了兩顆英偉達(dá)Orin-X處理器，實現(xiàn)508 TOPS的算力。接下來，蔚來ET5和ES7、小鵬G9、威馬M7、飛凡R7等搭載了Orin的新車也將陸續(xù)量產(chǎn)交付，有望迎來一波大算力芯片上車高峰。
新玩家陸續(xù)涌入，迎戰(zhàn)大算力芯片下半場
從自動駕駛的演進(jìn)趨勢來看，顯然自動駕駛等級越高，對算力的需求也越大。
業(yè)界一般認(rèn)為，L2級自動駕駛需要的芯片計算力在10TOPS以下，L3級需要的算力約為30~60TOPS，L4級需要的算力超過100TOPS，L5級別算力需求則超過1000TOPS。
然而目前來看，大算力芯片的上車速度已經(jīng)超出了很多人的預(yù)期。比如蔚來旗下的ET7、ET5、ES7以及威馬M7，均使用了4顆Orin芯片，實現(xiàn)1016TOPS算力。剛剛上市的理想L9以及即將上市的小鵬G9等則計劃搭載2顆Orin芯片，實現(xiàn)508TOPS算力。一汽紅旗則計劃采用多顆征程5芯片打造智能駕駛域控制器，為全新一代面向服務(wù)的FEEA 3.0電子電氣架構(gòu)提供384~512 TOPS的強(qiáng)勁AI算力。
分析原因，一方面是因為軟件定義汽車趨勢的出現(xiàn)，驅(qū)動 “硬件預(yù)埋,軟件升級”不斷成為當(dāng)下車企的主流策略，為保證新車在發(fā)布后具備長期的可成長性，充分滿足消費(fèi)者對整車智能駕駛功能持續(xù)迭代優(yōu)化的需求，整車廠們不得不在量產(chǎn)車上預(yù)埋高性能傳感器以及大算力芯片，來支撐整車自動駕駛功能在未來持續(xù)演進(jìn)。
圖片來源：黑芝麻智能
從上述表格就可以看出，這些宣布應(yīng)用英偉達(dá)Orin的新車所搭載的傳感器數(shù)量基本都在30個及以上，比如蔚來ET7、威馬M7、飛凡R7所配置的傳感器數(shù)量均達(dá)到了33個，并且這些車型無一例外都將使用激光雷達(dá)。其中將使用4顆Orin芯片的威馬M7，甚至將搭載3顆激光雷達(dá)，而路特斯Eletre據(jù)悉將配置4顆激光雷達(dá)。
另一方面，隨著整車電子電氣架構(gòu)不斷從分布式向集中式演進(jìn)，也對大算力芯片提出了更高的需求。在L2、L2+階段，車內(nèi)的很多芯片可能還是對立的，但往后發(fā)展到L3甚至L4、L5，整車電子電氣架構(gòu)從跨域融合不斷走向中央計算架構(gòu)，對芯片的集成度要求會越來越高，對應(yīng)的算力要求也會越來越高。
但要開發(fā)這樣一款大算力芯片并不容易，首先在設(shè)計前期就需要極具前瞻性。此前黑芝麻智能CMO楊宇欣在談到大算力芯片時就指出，芯片定義的時候一定要考慮到5~10年之后的功能需求，因為芯片可能會5年之后上車，供貨周期可能要5~10年。
其次對于量產(chǎn)車而言，整車廠在選擇一款芯片的時候，除了考慮算力的高低，同時還會兼顧成本、功耗、芯片適配性、開發(fā)便捷性等多重因素。在芯片開發(fā)過程中，如果一味地講求算力，而忽略了功耗，對整車的溫控及品控也會產(chǎn)生較大的風(fēng)險，并且在成本方面也會產(chǎn)生較大的負(fù)擔(dān)。
圖片來源：地平線
地平線就認(rèn)為，僅用 TOPS 并不能衡量芯片的真實性能，對于AI芯片而言，更值得追求的價值應(yīng)該是先進(jìn)算法在該芯片上的運(yùn)行效率，即 FPS(每秒準(zhǔn)確識別幀率)，只有更高的 FPS 才會帶來更快速的感知、更低的延時，也就意味著更高的安全性和行駛效。因為AI 芯片計算一旦掉幀，很可能就會對需要保障實時感知的自動駕駛帶來災(zāi)難性后果。
而地平線也一直致力于從提升結(jié)合計算效率的角度去優(yōu)化芯片性能。據(jù)了解，征程5的算力雖然僅為 Orin 的一半，但在進(jìn)行自動駕駛?cè)蝿?wù)時，其FPS卻高達(dá)1283，這或許也是越來越多的車企選擇地平線的原因。
基于此，現(xiàn)階段如何在有限算力條件下，實現(xiàn)算法軟件的高效運(yùn)行，其實才是整車廠真正關(guān)注的重點(diǎn)。而據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露，即便是當(dāng)前，依舊有很多算法無法在現(xiàn)有的AI大算力平臺上得到很好的體現(xiàn)。且自動駕駛大算力芯片本身還面臨著系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計復(fù)雜度提升，封裝、成本控制、良率等方面的工程挑戰(zhàn)，以及先進(jìn)工藝制程上的挑戰(zhàn)。
“另外現(xiàn)在很多車企在選擇大算力芯片平臺時，不僅僅只是為了滿足一款車的需求，而是會同時覆蓋多個不同的車型，這就要求大算力平臺同時還需具備足夠的靈活性和可拓展性，并且在軟件層面能夠提供配套的工具鏈、軟件棧等?！苯?，高通公司產(chǎn)品市場高級總監(jiān)艾和志在一場直播活動中表示。
圖片來源：芯擎科技
盡管如此，這并沒有影響芯片企業(yè)追逐大算力芯片的決心。此前寒武紀(jì)控股的車載芯片子公司寒武紀(jì)行歌就透露，今明兩年將發(fā)布兩款自動駕駛芯片，據(jù)該公司申報的蓋世汽車2022金輯獎·中國汽車新供應(yīng)鏈百強(qiáng)信息顯示，其中針對L4市場的SD5226，將采用7nm制程，AI算力超過400 TOPS，CPU最大算力超過300K+DMIPs。
芯馳則表示將在下半年推出單片算力達(dá)200TOPS的自動駕駛處理器。另外芯擎科技也表示已經(jīng)啟動了自動駕駛芯片 AD1000 的研發(fā)，該款芯片同樣采用了 7 納米制程，并應(yīng)用了可擴(kuò)展設(shè)計，使得其適用于L2+至L5級別自動駕駛系統(tǒng)。不過這幾家公司并沒有給出具體的量產(chǎn)時間。
安霸和Mobileye在2022 CES上分別推出各自的大算力芯片產(chǎn)品。其中安霸的CV3采用了5nm超低功耗制程、16個Arm Cortex-A78AE CPU內(nèi)核，單芯片AI算力達(dá)到500 eTOPS。據(jù)安霸介紹，2022年上半年將推出CV3系列芯片首批樣品，此后將根據(jù)市場需求陸續(xù)推出不同定位的產(chǎn)品。
Mobiley的EyeQ Ultra芯片算力雖然達(dá)到了176 TOPS，但在商業(yè)化時間上，預(yù)計將于2023年底供貨，并于2025年全面實現(xiàn)車規(guī)級量產(chǎn)。
要知道在曾經(jīng)的智能駕駛芯片市場，Mobileye是絕對的霸主，然而在向高階自動駕駛發(fā)展的過程中，Mobileye似乎慢了半拍。而且在地平線、黑芝麻智能等主要芯片企業(yè)看來，2025年將是本輪汽車AI芯片市場窗口期關(guān)閉之時，這意味著留給Mobileye的時間并不多。
而隨著越來越多的新玩家持續(xù)涌入，與此同時自動駕駛市場對芯片的需求持續(xù)爆發(fā)，大算力芯片賽道有望進(jìn)入新一輪競爭期。
（轉(zhuǎn)載）
