两强争霸,百TOPS级自动驾驶芯片量产战局已开

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  • 发表于: 2022/04/29 14:41:42 来源:车云网

在今年及明年量产的大部分新车上,已经搭载了更高级的辅助驾驶功能,支撑智能背后是激烈的算力追逐战。

智能汽车不断蔓延攻占传统汽车市场,驾驶行为加速AI化。据国家发改委预计,2025年中国的智能汽车渗透率达82%,数量将达到2800万辆。2030年将达到95%,约为3800万辆。

在今年及明年量产的大部分新车上,已经搭载了更高级的辅助驾驶功能,支撑智能背后是激烈的算力追逐战。

今年,智能汽车里程碑事件诞生100TOPS算力芯片上车蔚来ET7智几L7多款智能车型都搭载了TOPS级别芯片英伟达Orin X

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当中国车企在全球智能化上打头阵的同时,国内芯片公司也在竞逐底层技术的国际赛场。近日,地平线宣布TOPS级别芯片征程5的多家定点车企,包括国内新能源销量NO.1车企比亚迪和造车新势力自游家汽车,并将于2023年开始量产上车从算力级别来说,征程5是国内唯一破百T能够对标英伟达Orin可量产的芯片

比亚迪股份有限公司董事长兼总裁王传福(左)、地平线创始人兼首席科学家余凯(右)比亚迪股份有限公司董事长兼总裁王传福(左)、地平线创始人兼首席科学家余凯(右)

随着征程5官宣定点,国产TOPS级别大算力芯片量产大幕正式拉开开启与英伟达“两强争霸”的格局。

“大规模计算”的难题

自去年起,“大算力上车”就成为行业高频词汇,只不过“光闻其声不见其物”,今年英伟达Orin芯片正式发售,宣传口号成为现实,车企也一度将大算力提升到重要位置。

随着自动驾驶往更高级别发展,应用场景从高速开始走向城区,变得更为复杂。同时,对于感知、预测和规控的速度和精准度要求更高。一方面,这对软件算法能力有着更高的要求,而另一方面这意味着要进行更大规模的计算,同时也要为后续软件迭代预埋充足的算力。在百TOPS芯片出现之前,市面上的单颗芯片算力很难满足高级别自动驾驶的需求。

路特斯智能驾驶业务负责人李博就以智能手机为例,谈到过芯片算力预留的重要性:当下的手机能够满足当下功能需求,但很难满足一定时间之后的功能。可以预见的是,智能驾驶明显还有五年、十甚至更长时间的发展,考虑到未来的智能驾驶汽车需要持续升级最新的功能,目前需要留足算力空间。

高阶智能驾驶已经对大算力芯片释放了巨大的需求信号大算力车规芯片量产需要攻关很多关键技术。比如芯片技术方面,需要有先进封装技术、核心IP技术、高算力芯片体系架构的突破;车规认证方面,需要功能安全流程、功能安全产品认证、车规可靠性认证、ASPICE软件认证等一系列测试许可

此外大算力芯片量产流程耗时之久,也是一大难点。从处理器设计流片开始要1824个月的时间,之后车规级认证系统方案开发需要1218个月,再到车型导入测试验证至少还要12个月到24个月,最后量产部署,整个过程历经三到五年。

时间、技术让大算力芯片上车难上加难,但守得云开见月明,今年面向高等级自动驾驶的大算力芯片迎来量产。

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今年3月,英伟达DRIVE Orin芯片正式发售,百TOPS级芯片落地。无独有偶,421日地平线和比亚迪一条官宣消息打破了英伟达独居高位的宁静。其征程5芯片将于明年在比亚迪车型上量产,同样是百TOPS级芯片。428日,地平线再度宣布与自游家汽车达成征程5的定点合作,后者的多款车型将搭载征程5芯片,明年开始量产交付。

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征程5是地平线第三代车规级产品,单颗芯片AI算力最高可达128 TOPS,并获得了全球公认的汽车功能安全标准——TÜV ISO 26262 ASIL-B 功能安全认证,是国内首颗基于ISO 26262功能安全流程开发的车规级AI芯片。早在去年,地平线征程5就已成功流片,并在7月份正式发布,当场就宣布获得了多家车企的首发量产合作意向。

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智能驾驶芯片研发周期普遍较长,高能玩家却缩短芯片上车的时间限度。地平线表示这是因为它有着强大的软件算法基因,能够把对于终端应用的理解贯穿到整个芯片的设计、量产周期中,既提升了芯片本身的性能,也加快了量产验证的效率。

过去,地平线每年发布一款芯片,次年就能实现量产装车。如今,地平线“征程5”量产在即与此同时,面向L4以上整车自动驾驶架构设计的“征程6”已在路上,这样的节奏应了那句“天下武功,唯快不破”。

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2015年成立的地平线发展时间虽然不及英伟达和高通等玩家,但在大算力自动驾驶芯片这个新赛道上,地平线凭借对前瞻技术的预判和积累,在几年时间内就能研发出对标国际顶级玩家的AI芯片冲击国外企业主导车载芯片行业格局,殊为不易

为什么是征程5

开端是设想,终局是量产。汽车智能化的检验标准,如果只有一个,那就是量产。

国内最早实现车规级AI芯片前装量产的就是地平线。2020年,地平线征程2开启量产元年,去年征程3芯片部署到2021理想ONE上掀起一波高潮,同时与众多车企、Tier1达成合作并持续走红。

当征程5公布了量产时间,车企也吃下定心丸,国产大算力芯片终于有了落地能力。

其实在比亚迪官宣采用征程5不久前,恰恰跟英伟达也建立了合作,2023年初比亚迪将在部分车型上搭载DRIVE Orin芯片和DRIVE Hyperion平台。不只有比亚迪,很多主机厂的芯片白名单中都同时有地平线和英伟达转型成本压力巨大的车企,愿意用真金白银投了地平线一票。这背后,地平线到底有怎样的实力?

双方最近量产的旗舰产品Orin X和征程5来看,单颗算力都在100TOPS以上。Orin X的算力要高于征程5,但从实测的能效上看,征程5却更胜一筹。

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地平线表示这是因为新摩尔定律的前瞻预判和刻苦实践。

经典的“摩尔定律”是集成电路上可以容纳的晶体管数量大约每过18个月就会翻倍,也就是每18个月计算性能就会翻一番。现在,无论是手机还是电脑,性能渐渐趋向饱和,在性能成长放缓的情况下,新摩尔定律诞生:即真实的AI效能是实际处理速度(FPS)比上每瓦功耗,或者实际处理速度(FPS)比上每单位的成本。

征程5通过自研的贝叶斯 BPU®计算架构,融合最新的神经网络算法,让128TOPS算力的芯片可以只用30瓦的计算功耗就能够完成任务,这对电动汽车的成本管控十分必要。

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在典型Backbone 1080P 模型上,征程5AI性能和Orin-X不相伯仲,但能效是Orin-X330%;在优选高效模型下,软硬结合后征程5性能超过Orin-X,能效高达Orin-X870%

地平线从2016年就提出“后摩尔定律”的说法,依靠对软件算法的理解,在AI算法效率方面不断投入和提高。在未来即使硬件已经确定的情况下,也可以通过编译器优化和对软件算法的优化,不断提高处理效率。

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高算力芯片开启了量产时代,英伟达、地平线已经先行一步。不过,对于如何把自己拥有的,变成大家都能拥有的,地平线的实力绝对不输给英伟达。用地平线副总裁兼自动驾驶产品总经理余轶南的话说,“芯片+底层算法赋能是智能驾驶快速落地的关键,我们把客户扶上马,最后让马跑得越来越快。”

Tier 2的使命:做车企顶级玩伴

芯片这座当代硬科技的“珠穆朗玛峰”,需仰望更要征服。

新的产业结构变化之下,汽车主机厂与供应链企业的关系愈加微妙,“灵魂论”的争辩始终是车企头上的阴云。对于迫切希望自主掌握产品定义的车企来说,全栈交付的供应商不是一个好的供应商,但只卖硬件的芯片商同样不是。

毫无疑问,车企最需要的是能够提供硬件基础和开放平台的芯片供应商。因此,能够获得量产定点的产品除了要有技术实力,还要拥有平台、工具链的开放能力。

不同于Mobileye的封闭,英伟达和地平线都采用开放的交付模式。像英伟达与国内车企的合作多数以提供芯片硬件为主,也配有软件堆栈工具。地平线一开始就把自己定位于Tier 2,不仅向车企、也向Tier1提供底层的芯片和算法也可以提供开放的工具链帮助合作伙伴打造自己的应用软件能力,同时地平线还打造了开源的实时操作系统Together OS,并尝试向部分整车厂开放BPU IP授权从这些层面来看,论开放,地平线比英伟达要更胜一筹。

同时,相比英伟达地平线已经联合多家车企和Tier 1实现了应用软件算法的量产,覆盖自动驾驶和智能座舱领域。据悉,地平线基于征程5打造的城区自动驾驶方案也将于年内公布。这意味着,地平线的工具链已经经过了充分的量产验证,更加高效易用。

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今年还有一个明显的现象,无论是英伟达还是Mobileye,高通还是地平线,其最先进的智能驾驶芯片的首发量产车型均是中国自主品牌,智能汽车行业的中心正向中国市场移动。

国内智能电动车企群雄并起,拉动产业链新型企业成长,反过来本土供应商也能为车企增加服务效率。记得当初地平线与理想汽车合作的时候,地平线工程师说,日常都是与理想员工一起加班、打成一片。不得不承认,在服务体系上,面对国内车企,地平线具有先天优势。

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其一沟通成本下降地平线通常是派驻团队与车企一起打磨产品相比远在大洋彼岸的供应商只能依靠几封邮件几位工程师到现场解决问题面对面地交流更能直接了解到对方的需求和想法

其二企业文化共通不管是发展理念还是服务意识本土合作伙伴往往拥有更多共通之处磨合起来更容易地平线员工曾谈到大家都把客户的事当成自己的事,认为客户的事做成功了我们就成功了。记得跟理想合作一位项目经理为了守住理想项目量产时间把婚期推迟6个月,理想团队很感动,久处下来更像是一个团队

基于Tier2理念、过硬的研发实力及本土服务优势,地平线征程系列芯片已出货百万件,获得超过50个前装量产项目定点。在征程5开启的国产百TOPS大算力芯片量产之路上,除了比亚迪和自游家,更多定点合作将于年内陆续公布。

这些合作的意义不单单是大算力芯片能够上车,更意味着面向智能汽车赛道,中国在底层技术上终于摆脱了在PC和智能手机时代薄弱的局面,拥有和国际顶级玩家同场竞技的实力,而这正是赢得比赛不可或缺的数字基石。

 


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