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兩強争霸,百TOPS級自動駕駛晶片量産戰局已開

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%,數量将達到2800萬輛。2030年将達到95%,約為3800萬輛。

在今年及明年量産的大部分新車上,已經搭載了更進階的輔助駕駛功能,支撐智能背後是激烈的算力追逐戰。

今年,智能汽車裡程碑事件誕生:超100TOPS算力晶片上車。蔚來ET7、智幾L7等多款智能車型都搭載了百TOPS級别晶片英偉達Orin X。

兩強争霸,百TOPS級自動駕駛晶片量産戰局已開

當中國車企在全球智能化上打頭陣的同時,國内晶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級别晶片“征程5”的多家定點車企,包括國内新能源銷量NO.1車企比亞迪和造車新勢力自遊家汽車,并将于2023年開始量産上車。從算力級别來說,征程5是國内唯一破百T,能夠對标英偉達Orin的可量産的晶片。

兩強争霸,百TOPS級自動駕駛晶片量産戰局已開

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餘凱(右)

随着征程5官宣定點,國産百TOPS級别的大算力晶片量産大幕正式拉開,開啟與英偉達“兩強争霸”的格局。

“大規模計算”的難題

自去年起,“大算力上車”就成為行業高頻詞彙,隻不過“光聞其聲不見其物”,今年英偉達Orin晶片正式發售,宣傳口号成為現實,車企也一度将大算力提升到重要位置。

随着自動駕駛往更進階别發展,應用場景從高速開始走向城區,變得更為複雜。同時,對于感覺、預測和規控的速度和精準度要求更高。一方面,這對軟體算法能力有着更高的要求,而另一方面這意味着要進行更大規模的計算,同時也要為後續軟體疊代預埋充足的算力。在百TOPS晶片出現之前,市面上的單顆晶片算力很難滿足進階别自動駕駛的需求。

路特斯智能駕駛業務負責人李博就以智能手機為例,談到過晶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後的功能。可以預見的是,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更新最新的功能,目前需要留足算力空間。

高階智能駕駛已經對大算力晶片釋放了巨大的需求信号,但大算力車規晶片量産還需要攻關很多關鍵技術。比如晶片技術方面,需要有先進封裝技術、核心IP技術、高算力晶片體系架構的突破;車規認證方面,需要功能安全流程、功能安全産品認證、車規可靠性認證、ASPICE軟體認證等一系列測試許可。

此外大算力晶片量産流程耗時之久,也是一大難點。從處理器設計流片開始要18~24個月的時間,之後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,最後量産部署,整個過程曆經三到五年。

時間、技術讓大算力晶片上車難上加難,但守得雲開見月明,今年面向高等級自動駕駛的大算力晶片迎來量産。

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今年3月,英偉達DRIVE Orin晶片正式發售,百TOPS級晶片落地。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甯靜。其征程5晶片将于明年在比亞迪車型上量産,同樣是百TOPS級晶片。4月28日,地平線再度宣布與自遊家汽車達成征程5的定點合作,後者的多款車型将搭載征程5晶片,明年開始量産傳遞。

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征程5是地平線第三代車規級産品,單顆晶片AI算力最高可達128 TOPS,并獲得了全球公認的汽車功能安全标準——T V ISO 26262 ASIL-B 功能安全認證,是國内首顆基于ISO 26262功能安全流程開發的車規級AI晶片。早在去年,地平線征程5就已成功流片,并在7月份正式釋出,當場就宣布獲得了多家車企的首發量産合作意向。

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智能駕駛晶片研發周期普遍較長,但高能玩家卻能縮短晶片上車的時間限度。地平線表示,這是因為它有着強大的軟體算法基因,能夠把對于終端應用的了解貫穿到整個晶片的設計、量産周期中,既提升了晶片本身的性能,也加快了量産驗證的效率。

過去,地平線每年釋出一款晶片,次年就能實作量産裝車。如今,地平線“征程5”量産在即。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”。

兩強争霸,百TOPS級自動駕駛晶片量産戰局已開

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晶片這個新賽道上,地平線憑借對前瞻技術的預判和積累,在幾年時間内就能研發出對标國際頂級玩家的AI晶片,沖擊國外企業主導的車載晶片行業格局,殊為不易。

為什麼是征程5?

開端是設想,終局是量産。汽車智能化的檢驗标準,如果隻有一個,那就是量産。

國内最早實作車規級AI晶片前裝量産的就是地平線。2020年,地平線征程2開啟量産元年,去年征程3晶片部署到2021款理想ONE上掀起一波高潮,同時與衆多車企、Tier1達成合作并持續走紅。

當征程5公布了量産時間,車企也吃下定心丸,國産大算力晶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年初比亞迪将在部分車型上搭載DRIVE Orin晶片和DRIVE Hyperion平台。不隻有比亞迪,很多主機廠的晶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,願意用真金白銀投了地平線一票。這背後,地平線到底有怎樣的實力?

拿雙方最近量産的旗艦産品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”是內建電路上可以容納的半導體數量大約每過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)比上每機關的成本。

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算力的晶片可以隻用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,軟硬結合後征程5性能超過Orin-X,能效高達Orin-X的870%。

地平線從2016年就提出“後摩爾定律”的說法,依靠對軟體算法的了解,在AI算法效率方面不斷投入和提高。在未來即使硬體已經确定的情況下,也可以通過編譯器優化和對軟體算法的優化,不斷提高處理效率。

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高算力晶片開啟了量産時代,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産品總經理餘轶南的話說,“晶片+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,最後讓馬跑得越來越快。”

Tier 2的使命:做車企頂級玩伴

晶片這座當代硬科技的“珠穆朗瑪峰”,需仰望更要征服。

新的産業結構變化之下,汽車主機廠與供應鍊企業的關系愈加微妙,“靈魂論”的争辯始終是車企頭上的陰雲。對于迫切希望自主掌握産品定義的車企來說,全棧傳遞的供應商不是一個好的供應商,但隻賣硬體的晶片商同樣不是。

毫無疑問,車企最需要的是能夠提供硬體基礎和開放平台的晶片供應商。是以,能夠獲得量産定點的産品除了要有技術實力,還要擁有平台、工具鍊的開放能力。

不同于Mobileye的封閉,英偉達和地平線都采用開放的傳遞模式。像英偉達與國内車企的合作多數以提供晶片硬體為主,也配有軟體堆棧工具。地平線一開始就把自己定位于Tier 2,不僅向車企、也向Tier1提供底層的晶片和算法,也可以提供開放的工具鍊幫助合作夥伴打造自己的應用軟體能力,同時地平線還打造了開源的實時作業系統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實作了應用軟體算法的量産,覆寫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将于年内公布。這意味着,地平線的工具鍊已經經過了充分的量産驗證,更加高效易用。

兩強争霸,百TOPS級自動駕駛晶片量産戰局已開

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晶片的首發量産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。

國内智能電動車企群雄并起,拉動産業鍊新型企業成長,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,面對國内車企,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産品,相比遠在大洋彼岸的供應商隻能依靠幾封郵件、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,本土合作夥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産時間把婚期推遲了6個月,理想團隊也很感動,久處下來更像是一個團隊。”

基于Tier2理念、過硬的研發實力及本土服務優勢,地平線征程系列晶片已出貨百萬件,獲得超過50個前裝量産項目定點。在征程5開啟的國産百TOPS大算力晶片量産之路上,除了比亞迪和自遊家,更多定點合作将于年内陸續公布。

這些合作的意義不單單是大算力晶片能夠上車,更意味着面向智能汽車賽道,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,而這正是赢得比賽不可或缺的數字基石。

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