自動(dòng)駕駛造“芯”困難重重，誰(shuí)將率先突圍？

早在多年以前，深度學(xué)習(xí)還未興起，GPU的算力還未提升之時(shí)，沒(méi)有人相信自動(dòng)駕駛能夠成為現(xiàn)實(shí)。而這些年來(lái)的變化，人工智能領(lǐng)域的迅速崛起直接促成了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的高速發(fā)展。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的技術(shù)迭代演進(jìn)后，行業(yè)內(nèi)的業(yè)務(wù)也變得更加務(wù)實(shí)，自動(dòng)駕駛企業(yè)變得多元和細(xì)分，每一個(gè)領(lǐng)域都有諸多企業(yè)激烈角逐。就在這風(fēng)口之下，也是催生了一批國(guó)產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片廠商，各家鉚足勁，發(fā)展步伐明顯提速。7月初，黑芝麻智能正式向港交所遞交招股書(shū)，謀求上市。而英偉達(dá)通過(guò)GPU實(shí)現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)，幾乎壟斷了高算力自動(dòng)駕駛芯片的市場(chǎng)。

火極一時(shí)的自動(dòng)駕駛到底需要怎樣的芯片？未來(lái)的芯片市場(chǎng)又將向何處發(fā)展呢？

國(guó)外巨頭引領(lǐng)自動(dòng)駕駛芯片

事實(shí)上，目前入局自動(dòng)駕駛芯片的企業(yè)大致有三類(lèi)：一是芯片巨頭，相關(guān)芯片的研發(fā)能力得以遷移；二是初創(chuàng)企業(yè)，團(tuán)隊(duì)從大廠出來(lái)，并與車(chē)企建立合作；三是整車(chē)廠下場(chǎng)造芯，或是與設(shè)計(jì)公司合資成立芯片公司。各家企業(yè)所處的定位和打法各有差別。第一類(lèi)企業(yè)中，英偉達(dá)擁有絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)，其在車(chē)規(guī)級(jí)高算力自動(dòng)駕駛芯片擁有超過(guò)80%的市場(chǎng)份額。

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中，英偉達(dá)依然是性能怪獸，并不斷自我迭代。2022年量產(chǎn)的英偉達(dá)Orin芯片，算力高達(dá)254TOPS，合作的企業(yè)包括文遠(yuǎn)知行、元戎啟行、Lucid等，定位于L3及以上的智能駕駛，2024年比亞迪也將應(yīng)用Orin芯片，據(jù)悉將在比亞迪新一代王朝和海洋系列的部分車(chē)型中搭載。2021年，英偉達(dá)曾發(fā)布Atlan芯片，目標(biāo)算力將達(dá)到1000TOPS，計(jì)劃2025年量產(chǎn)，而Atlan還未上市，英偉達(dá)又在2022年發(fā)布了新一代的Thor，這顆SoC芯片內(nèi)部擁有770億個(gè)晶體管，可實(shí)現(xiàn)2000 TOPS的AI算力，計(jì)劃2025年投入生產(chǎn)。

而另一家巨頭高通，則是從智能座艙入手，但由于切入自動(dòng)駕駛芯片相對(duì)較晚。國(guó)內(nèi)僅有長(zhǎng)城汽車(chē)一款摩卡車(chē)型搭載第一代Ride芯片，并于2022年上市。今年5月，高通公布了面向自動(dòng)駕駛的驍龍Ride系列將包含四類(lèi)芯片，其中包含自動(dòng)駕駛芯片Ride SoC，艙駕一體芯片Ride FlexSoC，算力水平延伸至最高的2000TOPS。高通寄希望于通過(guò)Ride FlexSoC芯片，復(fù)制其在座艙芯片8155的成功，攻入自動(dòng)駕駛市場(chǎng)。

另一家芯片巨頭英特爾旗下的Mobileye實(shí)力同樣不容小覷。業(yè)內(nèi)調(diào)查顯示，Mobileye采取的“芯片+感知算法”的打包方案，以便車(chē)企高效、低成本地實(shí)現(xiàn)ADAS能力。截至目前，與全球超過(guò)50家OEM整車(chē)廠合作實(shí)施ADAS解決方案。

由于先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)外巨頭們?cè)缭缤ㄟ^(guò)技術(shù)壁壘迅速占據(jù)市場(chǎng)，并擁有著絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)，那么國(guó)產(chǎn)芯片難道沒(méi)有崛起的機(jī)會(huì)了嗎？

國(guó)產(chǎn)芯片崛起?

進(jìn)入2023年，各大芯片創(chuàng)業(yè)公司明顯加快了落地步伐。國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)中以地平線、黑芝麻智能、愛(ài)芯元智、芯馳科技等為代表，突圍自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)，搶占國(guó)外巨頭把守的高科技壁壘。

地平線在2021年發(fā)布的征程5，首發(fā)搭載理想L8,峰值算力達(dá)到128TOPS，所處領(lǐng)域正是英偉達(dá)高算力芯片的核心腹地。截至2022年底，黑芝麻智能華山A1000系列芯片實(shí)現(xiàn)了2.5萬(wàn)片的出貨量。同時(shí)，黑芝麻智能預(yù)計(jì)今年將實(shí)現(xiàn)10萬(wàn)片的年出貨量目標(biāo)。愛(ài)芯元智在智慧城市積累了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，近兩年也開(kāi)始“車(chē)”的布局。

將芯片造出來(lái)之后，如何合理并有效地部署在車(chē)上，與車(chē)企進(jìn)行合作成為了芯片廠商的又一大難題。事實(shí)上，針對(duì)不同價(jià)格車(chē)型，車(chē)企的選擇各有側(cè)重，廠商們也在探索自身定位進(jìn)行角逐。

例如，10萬(wàn)-20萬(wàn)元的車(chē)型傾向于追求高性?xún)r(jià)比智駕方案，中短期內(nèi)仍將以傳統(tǒng)的L2功能為主，部分車(chē)型或可提供基本高速領(lǐng)航功能，算力需求在5-30TOPS。這一方面，國(guó)產(chǎn)芯片的老大地平線是目前商業(yè)化領(lǐng)域落地最好的公司之一。公開(kāi)信息顯示，地平線靠著J2、J3兩代自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)迅速占領(lǐng)中低端市場(chǎng)，去年，地平線的國(guó)內(nèi)市占率達(dá)到49.05%，位列行業(yè)第一。

而在中高端市場(chǎng)領(lǐng)域，處于20萬(wàn)-30萬(wàn)的車(chē)型，國(guó)內(nèi)廠商將與特斯拉Model 3/Y的直接競(jìng)爭(zhēng)，位于中算力芯片市場(chǎng)，所需算力需求或在30-80TOPS，目前仍然以英偉達(dá)Xavier為主，黑芝麻A1000已瞄準(zhǔn)該市場(chǎng)開(kāi)始出擊。

在大算力芯片市場(chǎng)，30萬(wàn)以上高端車(chē)型，算力需求或超過(guò)200TOPS，英偉達(dá)和高通走在前列，地平線量產(chǎn)進(jìn)度領(lǐng)跑?chē)?guó)內(nèi)市場(chǎng)，華為MDC（移動(dòng)數(shù)據(jù)中心）或涅槃歸來(lái)。

自動(dòng)駕駛芯片的未來(lái)趨勢(shì)——一體化

云和邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，以及自動(dòng)駕駛等超級(jí)終端領(lǐng)域，都是典型的復(fù)雜計(jì)算場(chǎng)景，這類(lèi)場(chǎng)景的計(jì)算平臺(tái)都是典型的大算力芯片。大芯片的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯的從GPU、DSA的分離趨勢(shì)走向DPU、超級(jí)終端的再融合，未來(lái)會(huì)進(jìn)一步融合成超異構(gòu)計(jì)算宏系統(tǒng)芯片。BOSC給出了汽車(chē)電氣架構(gòu)演進(jìn)示意圖：從模塊級(jí)的ECU到集中相關(guān)功能的域控制器，再到完全集中的車(chē)載計(jì)算機(jī)。每個(gè)階段還分了兩個(gè)子階段，例如完全集中的車(chē)載計(jì)算機(jī)還包括了本地計(jì)算和云端協(xié)同兩種方式。

英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛在2022秋季GTC大會(huì)上發(fā)布了新自動(dòng)駕駛芯片——Thor。Thor的特點(diǎn)：一是超高AI性能，擁有770億晶體管，而上一代的Orin是170億晶體管。如果是INT8格式，估計(jì)可以達(dá)到4000TOPS。二是支持FP8格式，英偉達(dá)、英特爾和ARM三家聯(lián)合力推FP8格式標(biāo)準(zhǔn)，力圖打通訓(xùn)練與推理之間的鴻溝。三是超高CPU性能，Thor的CPU可能是ARM的服務(wù)器CPU架構(gòu)V2或更先進(jìn)的波塞冬平臺(tái)。四是統(tǒng)一座艙、自動(dòng)駕駛和自動(dòng)泊車(chē)，一顆芯片包打天下。

英偉達(dá)發(fā)布的一體化自動(dòng)駕駛芯片Altan&Thor的設(shè)計(jì)思路是完全的“終局思維”，相比BOSCH給出的一步步的演進(jìn)還要更近一層，跨越集中式的車(chē)載計(jì)算機(jī)和云端協(xié)同的車(chē)載計(jì)算機(jī)，直接到云端融合的車(chē)載計(jì)算機(jī)。云端融合的意思是服務(wù)可以動(dòng)態(tài)的、自適應(yīng)的運(yùn)行在云或端，方便云端的資源動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。Altan&Thor采用的是跟云端完全一致的計(jì)算架構(gòu)：Grace-next CPU、Ampere-next GPU以及Bluefield DPU，硬件上可以做到云端融合。

總結(jié)

目前芯片行業(yè)的部署戰(zhàn)線是需要拉得很長(zhǎng)的。一款車(chē)規(guī)級(jí)芯片需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)（計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)、后端設(shè)計(jì)）、流片驗(yàn)證、車(chē)規(guī)級(jí)系統(tǒng)認(rèn)證開(kāi)發(fā)、車(chē)型導(dǎo)入測(cè)試實(shí)驗(yàn)、量產(chǎn)部署的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程需要3-5年時(shí)間。另一方面，對(duì)于國(guó)產(chǎn)廠商而言，仍要直面大廠競(jìng)爭(zhēng)。并且，在汽車(chē)計(jì)算架構(gòu)變革、艙駕一體化趨勢(shì)、以及車(chē)廠降價(jià)潮之下，更考驗(yàn)芯片供應(yīng)商在算力、架構(gòu)、極致性?xún)r(jià)比等方面的實(shí)力。

雖然僅看數(shù)量而言，中國(guó)公司在自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域已占據(jù)不少席位，但是要達(dá)到世界領(lǐng)先水平，與英偉達(dá)、高通、特斯拉抗衡還有很長(zhǎng)的路要走。盡管挑戰(zhàn)重重，眼下，包括芯片廠商在內(nèi)的自動(dòng)駕駛企業(yè)們?nèi)栽谶M(jìn)行大規(guī)模投入。產(chǎn)業(yè)界們也更加務(wù)實(shí)，在L2、L2+的市場(chǎng)上不斷夯實(shí)，車(chē)企們也在深耕城市NOA，同步也向L3、L4級(jí)別進(jìn)發(fā)。