“起底自动驾驶芯片背后的秘密”

来源:中国经营报 更新时间:2022-04-02 05:27 点击:1495次 原文链接:点击获取

本报记者 黄琳 童海华 深圳报道

随着智能网联汽车时代的开启,自动驾驶技术成为业内关注的焦点。而在自动驾驶技术中,芯片拥有“中心枢纽”般的地位,其通过自动驾驶平台操控着自动驾驶车辆的运行。因此,欲入局自动驾驶芯片的供应商也逐渐增加。

当前,“大算力”“计算效率”“开放式平台”等成为自动驾驶技术发展的焦点。《中国经营报》记者通过市场观察发现,英伟达、地平线、高通、Mobileye等芯片商均不断更新出支持更高级别自动驾驶的相关芯片,与车企的合作模式也从原本封闭的“全包模式”发生转变。

在自动驾驶芯片领域中,能将“大算力”芯片量产并交付给车企的芯片供应商并不多,而这也导致目前搭载“大算力”芯片的车型并不多,车企欲自研自动驾驶芯片的野心逐渐显现,围绕自动驾驶芯片的智能网联争夺战早已拉开帷幕。

“大算力”芯片成宠儿

随着《汽车驾驶自动化分级》国家标准的正式实施,自动驾驶等级正在向更高级别的方向发展,而高阶级的进化也对芯片算力提出了更高的要求。

在英伟达召开的2022年GTC(全球商品交易中心)大会上,英伟达首席执行官黄仁勋宣布英伟达自动驾驶芯片Orin于本月正式投产销售。官方信息显示,英伟达Orin芯片算力可达254TOPS。与此同时,英伟达还公布了Atlan芯片,而该芯片的目标算力是1000TOPS,计划于2025年交付。

毫无疑问,当前的自动驾驶芯片市场发生了明显的变化,“大算力”正是一大趋势。除了英伟达,算力突破100TOPS的芯片陆续问世,比如已发布单颗芯片最高算力可达128TOPS的地平线征程5;单颗芯片最高算力可达176TOPS的Mobileye EyeQ Ultra等。

寒武纪行歌执行总裁王平在日前召开的首席智行官大会暨机器之心AI科技年会上也表示,“大算力”将成为智能驾驶芯片的两大趋势之一。据悉,今明两年,寒武纪行歌将会推出两款重磅芯片,其中一款高端智驾芯片AI算力将超过400TOPS。

纵观目前搭载在实车上的芯片,单颗芯片算力大多不过100TOPS,例如小鹏P7的NGP辅助驾驶系统、蔚来ES6的NOP辅助驾驶系统、理想ONE的NOA辅助驾驶系统等。这也导致目前量产实车的自动驾驶徘徊在真正意义上L4级别大门迟迟不能前进。

“大算力”芯片获得市场青睐的同时,芯片算力效率也再度被提及。凭借单颗芯片算力突破200TOPS,英伟达占据着当前自动驾驶市场不小的份额。在外界看来,当前的自动驾驶芯片市场即是谁拥有“大算力”即拥有市场。但业内却同时提出关注计算效率。

日前在北京举办的2022年电动车百人论坛上,地平线创始人余凯表示,在摩尔定律趋缓的情况下,不能再依靠提升晶体管的密度,提升计算性能。基于此,地平线对芯片算力提出“算力大不如算得快”,期冀提高芯片的计算效率。

实际上,余凯曾多次表示,地平线并不单纯追求物理算力,更看重深度神经网络算法在芯片上的计算效率。对比地平线征程5和英伟达Orin-X,地平线只用一半的芯片面积和一半的计算资源,但依然能够得到相当高的计算性能。一定程度上来说,地平线追求的芯片更有经济适用性。

在同为车规级芯片的前提下,“大算力”和“计算效率”都是行业愿意达成采购意向或战略合作的关注点。但这二者并不矛盾,二者兼得的芯片更受业内青睐。

与车企合作模式的转变

在目前英伟达市占率顶起半边天之前,业内更愿意采用的自动驾驶芯片来自目前归属于英特尔的Mobileye。长期以来,Mobileye采用的是黑盒子方案,即将芯片、操作系统以及智能驾驶系统的软硬件全部整合打包给车企。

21世纪初,市场对智能驾驶的需求尚未显露,加之自动驾驶领域的入局者数量不多,技术发展处于起步阶段,车企对自动驾驶领域一片空白。此时,由芯片供应商全包的模式成为车企的主要选择。2007年,宝马、通用和沃尔沃的车型均配置Mobileye提供的芯片服务。

但这样的“全包模式”在当前的智能网联时代,却成为束缚车企们个性化定制、差异化竞争的一大因素。而这也导致众多车企转向英伟达、地平线这类开放性程度更高的芯片商。

目前,英伟达采用的合作模式建立在自研的芯片和操作系统上,而自动驾驶企业如小马智行以及车企等相关方均可以在此基础上设计适合自己需求的自动驾驶软硬件系统。相较黑盒子方案,这无疑给予了车企更大的自主研发权。

而地平线给出的合作模式则更具有开放性,包括搭建开源的车载操作系统;向车企授权芯片IP,帮助车企打造芯片。前者被称为Together OS,地平线在SOC(系统级芯片)等开发完成后,将中间的底层软件通过开源OS开放的模式跟整车一起系统开发。后者被称为BPU授权模式,即整车开发可以从芯片、操作系统、自动驾驶的软硬件系统等各层级渗透。

2022年年初,理想汽车创始人李想在其个人公开社交平台上表示,由于无法满足理想汽车智能驾驶全栈道自研的需求,理想汽车在2020年底停止了和Mobileye的合作,开始使用地平线的J3芯片开展智能驾驶的全栈道自研。

显然,随着智能网联时代的号角吹响,车企在智能驾驶方面的竞争力之一即来自更多地掌握核心芯片技术,不断向产业链的底层渗透,寻求软硬件高度协同。

在具体的实施中,车企实施全栈道自研对资金的需求更大。尽管在这种模式下,车企能更大程度地掌控芯片设计、产品功能和研发效率,但碍于资金等投入,目前仅有小鹏汽车等少数车企使用全栈道自研。

更多的车企将自动驾驶基础的软硬件开发、硬件生产以及芯片方案整合等外包交由上层供应商完成,而自动驾驶软件部分则由车企完成,以达到智能驾驶个性化定制和差异化体验的产品市场竞争力。

国产芯片商开始异军突围

在业内对“高算力”“计算效率”关注度日益提升之际,国内自动驾驶芯片商也开始异军突围。

不可忽略的是,当前自动驾驶芯片市场中,面向L4级别的车型大多采用的是英伟达、高通等国外的芯片商,诚然国内的芯片商,例如华为、地平线等也不容小觑,但如何让更多的车企或自动驾驶企业选择国产芯片,是摆在眼前的一道难题。

王平表示,从车企的角度,希望车企可以给国内芯片公司更多的机会,通过联合开发项目,牵引国产的SOC成为更符合车企需求的SOC,更多使用国产化芯片提升供应链安全性。此外,支持引导生态打造,鼓励国内芯片企业、算法公司等企业的强强合作。

同时,王平希望半导体行业的企业们,能在制造端早日实现先进制程车规级制造和封装的本土落地。

而地平线则是在不断提升计算效率的前提下,通过更开放性的平台打通与更多车企的合作圈,洞悉车企欲参与芯片设计、软硬件系统开发等方面,企图在更具定制化、个性化方面实现弯道超车。

值得一提的是,当前,自动驾驶芯片的制造大多实行代工制,芯片设计公司并非就拥有制造生产线。

黄仁勋在3月的一次电话会议中透露,英伟达有兴趣考虑让英特尔代工芯片。其表示:“英特尔有意让英伟达使用英特尔的制造工厂,而英伟达对探索这种可能性也非常感兴趣。但是,关于代工合同的讨论需要很长时间,因为这涉及到整合供应链。”目前,上述双方尚未有具体的合作时间表。

而在此前,英伟达的芯片代工大多在台积电进行。因此,全产业链的闭环中,国产芯片商也可以通过原有制造方面的优势逐步向前端设计转型。

正如全国政协经济委员会副主任苗圩表示,如果把新能源汽车比作上半场,智能网联汽车比作下半场,中国汽车行业上半场取得了很大成效,但决定胜负还在下半场。自动驾驶芯片的发展将影响自动驾驶汽车技术的发展,国产芯片如何获取更大的市场占有率,仍需技术突破、加强合作等多维度发展。