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用“芯”赋能智能驾驶产业链

现阶段的智能汽车处于发展早期,大家也先“堆料”,硬件先行。芯片是整个软件应用功能性能的边界,芯片包括以芯片为代表的核心硬件的角色是“搭台子”的。唱戏的台子有多大, 是由硬件厂商决定的,软件就是“唱什么戏,选什么角”。
发布时间:2022-11-24 14:10        来源:数字经济杂志        作者:杨宇欣

现阶段的智能汽车处于发展早期,大家也先“堆料”,硬件先行。芯片是整个软件应用功能性能的边界,芯片包括以芯片为代表的核心硬件的角色是“搭台子”的。唱戏的台子有多大, 是由硬件厂商决定的,软件就是“唱什么戏,选什么角”。

智能驾驶进入算力角逐时代

从智能汽车发展的趋势看,智能驾驶行业已经迈入了“算力角逐”时代。汽车的发展路径和消费电子类产品在发展路径上有很多相似点,包括车里软件占比、电子器件占比以及发展规律。但由于汽车作为交通载体的特质,是更严格的车规级的电子产品,需要通过车规认证来保证每一个零部件安全、稳定及可靠。

2014 年 , 特 斯 拉 选 择 搭 载Mobileye 芯片, 算力为 0.25TOPS, 可以支持简单的辅助驾驶功能。到 2021 年,国内很多汽车厂商, 例如蔚来和智己都发布了超过 1000T 的算力的车型,并已经陆续完成交付。

虽然自动驾驶的全盛时代还没有真正到来,但短短几年内,对算力的需求已经从 0.25T 飙升至 1000T。这个发展趋势在电子行业是有迹可循的,PC 时代和手机时代都有相同的规律——行业发展早期是硬件先行,产品迭代都是靠俗称的“堆料”来实现的。所谓“堆料”是先放入大量先进的硬件作为卖点, 实现快速普及,普及之后,量上来了,成本会下降,成本下降后,就能应用在更多的设备里,软件后续随之发展起来。

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来源:黑芝麻智能

‖ 图 1 华山二号 A1000 自动驾驶计算芯片性能图

 

早期电脑的卖点是宣传 CPU、主频、显卡等硬件信息,但现在消费者购买PC,已经不会只关注硬件本身,会结合考虑成本、体验等是否符合要求。性能已经不是大家关注的第一要点, 因为性能发展到一定程度将不再是软件的瓶颈。手机行业的发展也经历过类似的情况, 智能手机行业发展早期也是“堆料”。手机的卖点是 CPU、主频,但随着手机芯片性能的提升, 当它不再成为软件的瓶颈时, 买手机关注的就不再是 CPU、GPU 的性能, 手机本身其他应用或者体验的卖点就会体现出来。

现阶段的汽车发展也已经逐步凸现了这样的趋势, 智能汽车现在处于发展早期,大家也先“堆料”,硬件先行。芯片是整个软件应用功能性能的边界, 芯片包括以芯片为代表的核心硬件的角色是“搭台子”的。唱戏的台子有多大, 是由硬件厂商决定的,软件就是“唱什么戏,选什么角”。

在这样的趋势下,对自动驾驶芯片算力的增长是硬需求。一辆“聪明”的车需要足够聪明的大脑,只有将前装硬件的性能和算力预备充足, 整车厂后续才有迭代升级和扩展功能的空间, 大算力的提升意味着为软件升级和拓展提供舞台和空间, 从而进一步提升用户体验并扩展盈利空间。

黑芝麻智能发布的华山二号 A1000 自动驾驶计算芯片目前已通过全部车规认证且处于量产状态,华山二号 A1000 Pro 也是国内算力最高的自动驾驶计算芯片,也是国内目前唯一能够满足 ISO 26262 ASIL D 级别的功能安全要求的高性能芯片。

为什么黑芝麻智能选择自动驾驶计算芯片?

对一个创业公司来讲,切入到一个传统行业的供应链体系, 需要技术革命的时机。有新技术出现的时候,传统的巨头公司和创业公司起点类似,这个时候创业公司才有机会去跟传统巨头并驾齐驱,甚至超越巨头。所以我们选择了自动驾驶芯片。黑芝麻智能创立于 2016 年, 创业时整个自动驾驶芯片行业也刚刚开始,我们现在技术的迭代速度、产品的成熟度在行业内也属于领先水平。

国产车规芯片的创业逻辑有两条线, 一是在以新产品切入相对蓝海的市场, 全球的节奏基本一致、技术水平基本相当,这也是黑芝麻智能选择的方向,我们现在更多的是要和国内外优秀的同行共同赛跑。

另外一条线就是频繁听到的“进口替代”。就是在产业链比较成熟,但是没有中国供应商的相对红海的市场创业。很多中国创业公司从国外引进团队或成熟技术经验, 为做出可以跟成熟供应链相媲美的产品, 在保证性能的前提下提供更低的成本和更优质的服务, 来替代现有成熟体系里的海外供应商。现有一些国产 MCU、IGBT 等产品,都是有一定的进口替代的性质。

黑芝麻智能目前专注在蓝海市场—— 高性能、集成度很高的芯片。黑芝麻智能发布的华山二号 A1000 系列芯片是首个量产的符合车规、性能最强、单芯片支持行泊一体域控制器的芯片平台。在这一领域,我们和合作的车厂其实都已经进入没什么人探索过的“无人区”了。从这个角度来讲,中国在整个智能新能源车发展上领先于全球的其他车企。中国对新能源车理解和概念默认都是智能的, 所以中国所有车企的新能源车都搭载了非常高配的智能化系统。但是在国外传统巨头的眼里, 智能和新能源并不是高度绑定的发展方向,海外新能源车很多只是把车的动力系统从内燃机改成了电池, 而智能化完全是另外一条平行发展线。

我们认为未来最大的机会在于,中国的车企可以把国产的智能新能源车,既在中国普及,也将走向全世界。就像手机一样,冲出国门,走向世界。卖的不仅是车,也是一种新的体验。除了上面提到的,车规芯片很难做,它的要求极其复杂, 尤其对于可靠性和安全性的标准非常高。

在车规级芯片中,车规级自动驾驶芯片在智能汽车里扮演“大脑”的角色, 自动驾驶芯片不同于普通芯片, 对芯片的算力性能、功耗性能、能效比性能等都提出了更为苛刻的要求。工业级芯片的工作温度范围是 -40 摄氏度至 85 摄氏度,而车规级芯片工作温度范围是 -40摄氏度至 125 摄氏度。汽车产品的设计寿命普遍都在 15 年或 20 万公里左右, 远大于消费电子产品寿命要求。

首先,做核心芯片需要解决非常多的技术难题,同时汽车对安全要求十分高, 相关技术和产品环节绝不能投机, 这决定了大算力车规芯片的量产是一个长期的过程。其次,车规级芯片认证流程很长, 拿我们的芯片举例,从样片开始,到设计阶段,到流片再到 AECQ100 做完,我们的经验至少在一年半到两年的时间完成车规级认证。

车规认证的壁垒极高,研发难度和投入成本也会随着对产品更严苛的要求同步提升。芯片企业必须拥有自己的核心竞争力,构建稳固的技术护城河,打造并发展核心优势,才能在这场全球智能芯片技术竞争中力争上游。黑芝麻智能是国内首家集齐功能安全专家认证、功能安全流程认证、功能安全产品认证和车规软件认证的自动驾驶芯片公司。

车规芯片的机遇

智能新能源车的发展,最重要的就是车内对芯片的需求会海量激增。传统燃油车大概需要 500 颗芯片,而智能新能源车对芯片的需求在 1000 颗到 2000 颗之间,还会催生很多新的芯片类型。这并不是对传统燃油车里 500 颗芯片种类和数量的复制, 而是会增加很多新的功能, 这也是为什么这几年国内车规芯片的创业成为一个巨大的热潮。整个汽车行业变化飞快,同时也是产业重构的过程,重构来自于两个维度。

第一个维度是产业链里每个环节都出现了新的面孔,包括上游从芯片到算法、控制器、软件、硬件的新面孔全都有。比如高通和英伟达,一个做自动驾驶, 一个做座舱,但他们原来都不是做车规级芯片的。非智能驾驶时代没有车里的算法公司或者软件公司,但随着车变得越来越智能,电子和软件部分占比越来越高,软件的一级供应商将会出现。

产业重构的第二个维度是分工边界变得越来越模糊了。行业里面出现了Tier 1.5(一级半供应商)的概念,比如 Mobileye,做完整的方案给客户。车厂现在也开始做更多技术方面的布局, 扶持体系内的研究院,开发自己的智能化平台,自己去定义技术方向,从传统的车厂往 Tier 0.5 的方向去转型。

我们认为行业的重构仍然在进行中, 接下来可能 10 年到 15 年是整个汽车行业巨变的时代。中国的智能车企现在发展是快于全球的,原本供应链是在国外, 这些国外的核心芯片供应商还是会遵照国外车企的节奏去做产品的迭代。

所以,中国车企需要本土化的供应链支持它们的迭代需求以及更加贴身和保姆式的技术支持,这都是本土供应链的优势。地缘政治也在影响供应链的安全问题以及这一两年因疫情造成的“缺芯”,让大家更清晰地认识到传统供应链体系需要迭代。在这场汽车的智能化、电动化变革中,有非常多的国产化机会和需求。我国自主品牌车企快速进行技术迭代,保持在全球产业中的领先位置, 需要本土供应链体系的支撑,而开放的国产大算力计算平台将带动本土供应链发展。黑芝麻智能以 A1000 芯片为核心, 推动构建国产化的系统软件栈、自主可控的工具链及算法应用。

华山二号 A1000 系列芯 片,是首颗进入量产状态的单芯片,支持行泊一体域控制器的芯片平台,算力可达58TOPS。今年 5 月,黑芝麻智能与江汽集团达成平台级战略合作, 多款思皓品牌量产车型将搭载华山二号A1000 芯片。更多搭载华山二号 A1000 系列芯片的车型将陆续发布。

聪明的车和智慧的路

  智能电动汽车驶入发展快车道,车路协同是自动驾驶发展的必然趋势。国家新基建大力推动“车路协同”或“智能网联汽车”。

“车路协同”是“云边端”三位一体的融合体系。“云”是云端的通信平台、云控平台,负责智慧交通调度或控制。“边”是边缘云,负责路侧边缘的感知。“端”是车端系统和路侧端感知。

车路协同中数据的汇聚是需要在云端实现,路端和车端更多的是感知数据。感知数据要跟整个交通数据进行匹配, 比如说红绿灯、标志指示牌等数据在云端和感知数据融合, 帮助车辆更好地理解环境、做出判断。因为车本身的感知距离是有限的, 但路端大算力的边缘计算的感知系统理论上能无限延伸车的感知距离,当车在复杂的十字路口、拐弯处提前获取更多信息, 这些数据跟车的感知数据融合, 让车更好地实现对周围环境的感知。

中国的基建对于实现车路协同全面布局是非常有利的, 更容易在云端形成相对统一的标准和体系,因此车路协同可能会成为中国自动驾驶弯道超车,走在全球前面的关键点。

未来,黑芝麻智能将进一步提升核心技术、芯片产品的研发及商业化能力, 围绕国内汽车产业链打造全国产的自动驾驶解决方案,持续用“芯”科技配合建立完善的客户赋能体系, 全维度赋能车厂安全、快速地实现产品落地,带动汽车产业链共同发展。

我们相信,现在全球前十大车企有一两家来自中国,而未来 10-15 年可能有一半来自中国。我们希望伴随中国车企的崛起, 黑芝麻智能能够成为国际领先的车规芯片生产商。(文︱ 杨宇欣 黑芝麻智能首席市场营销官

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