中國車規(guī)芯片系列（8）：國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片崛起

2023年11月17日，《工業(yè)和信息化部 公安部 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 交通運(yùn)輸部關(guān)于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)工作的通知》正式印發(fā)，4部委決定遴選具備量產(chǎn)條件的搭載自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品，開展準(zhǔn)入試點(diǎn)，并對(duì)取得準(zhǔn)入的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品，在限定區(qū)域內(nèi)開展上路通行試點(diǎn)。

作為風(fēng)口產(chǎn)業(yè)，2022年我國智能駕駛產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)2894億元。根據(jù)中國信通院預(yù)計(jì)，到2025年中國智能駕駛汽車市場(chǎng)規(guī)模將接近萬億元。隨著11月17日通知的印發(fā)，意味著在中國，符合條件的自動(dòng)駕駛汽車可以上路了，汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了L3時(shí)代。而自動(dòng)駕駛芯片是智能駕駛系統(tǒng)決策層的核心關(guān)鍵組成部分，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的重要硬件支持，對(duì)技術(shù)含量要求極高。

這一期，我們主要聊一聊自動(dòng)駕駛芯片的發(fā)展情況及國產(chǎn)化現(xiàn)狀。

大算力是自動(dòng)駕駛芯片核心需求

發(fā)展至今，自動(dòng)駕駛芯片以SoC芯片為主，汽車SoC主要集成系統(tǒng)級(jí)芯片控制邏輯模塊、CPU內(nèi)核、圖形處理器、DSP模塊、存儲(chǔ)器模塊、外部通訊接口模塊、含有ADC/DAC的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊等。2015年至今，隨著智能駕駛、車機(jī)系統(tǒng)智能化、多屏化以及HUD、語音識(shí)別等智能模塊快速上車，汽車智能化趨勢(shì)加速，SoC芯片因其功能集成度、性能和硬件延展性優(yōu)勢(shì)，逐步取代MCU成為汽車主控芯片。

自動(dòng)駕駛芯片，是隨著智能汽車發(fā)展而出現(xiàn)一種高算力芯片。目前來看，處于商用階段的自動(dòng)駕駛芯片主要集中在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)L1-L2級(jí)別的輔助駕駛功能。當(dāng)然，也有芯片企業(yè)聲稱產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別的功能。而L4-L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛距離大規(guī)模商業(yè)化還有一段距離，因此全自動(dòng)駕駛芯片尚未實(shí)現(xiàn)商用化。

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，自動(dòng)駕駛每提升一個(gè)等級(jí)，算力要求將提升十倍以上。根據(jù)自動(dòng)駕駛能力與芯片算力需求匹配數(shù)據(jù)顯示，L3需要的AI計(jì)算力達(dá)到30TOPS，L4需要的AI計(jì)算力接近400TOPS，L5需要的AI計(jì)算力要求更為嚴(yán)苛，達(dá)到4000+TOPS。

從自動(dòng)駕駛芯片結(jié)構(gòu)上來看，目前以“CPU+GPU+NPU”的SoC異構(gòu)方案為主。從競(jìng)爭(zhēng)格局上來看，按照供應(yīng)方式可以分為軟硬一體式解決方案和開放式解決方案兩大陣營。

從自動(dòng)駕駛芯片結(jié)構(gòu)演進(jìn)路線大致可分為：CPU→GPU→FPGA→ASIC。目前主流的自動(dòng)駕駛芯片SoC架構(gòu)方案分為三種：（1）CPU+GPU+ASIC，（2）CPU+ASIC，（3）CPU+FPGA。在自動(dòng)駕駛算法尚未成熟固定之前，CPU+GPU+ASIC的結(jié)合架構(gòu)會(huì)是主流方案。長(zhǎng)期來看，定制批量生產(chǎn)的低功耗、低成本的專用自動(dòng)駕駛AI芯片（ASIC）將逐漸取代高功耗的GPU，CPU+ASIC方案將是未來主流架構(gòu)。

格局未定，中外芯片企業(yè)同臺(tái)競(jìng)技

在自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域，本土廠商不斷崛起，逐漸形成國內(nèi)外廠商同臺(tái)競(jìng)技的態(tài)勢(shì)。梳理下來，自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域主要參與者有英偉達(dá)、高通、Mobileye、地平線、華為、黑芝麻等。整體來看，當(dāng)前自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)格局還在持續(xù)變化當(dāng)中。

橫向?qū)Ρ?，英偉達(dá)位居自動(dòng)駕駛芯片第一梯隊(duì)。2015年英偉達(dá)推出了NVIDIA DRIVE系列產(chǎn)品，其中DRIVE PX面向自動(dòng)駕駛，隨后迭代出DRIVE PX2、DRIVE PX Xavier、DRIVE PX Pegasus、Drive AGX Orin數(shù)個(gè)自動(dòng)駕駛平臺(tái)。

目前，英偉達(dá)的主打自動(dòng)駕駛芯片是2019年推出的Orin芯片，2022年開始量產(chǎn)，單顆芯片的算力可達(dá)254TOPS。2022年，英偉達(dá)推出代號(hào)Thor（雷神）的芯片，單顆芯片的算力高達(dá)1000TOPS，是Orin芯片的4倍，預(yù)計(jì)將于2025年開始量產(chǎn)。

從搭載車型來看，蔚來旗下的ET5和ES7、理想L9以及小鵬G9等都搭載英偉達(dá)的Orin芯片。據(jù)悉，目前全球有超過25家主機(jī)廠與英偉達(dá)就Orin達(dá)成合作。根據(jù)蓋世汽車研究院的智駕配置數(shù)據(jù)顯示，截止2023年6月，英偉達(dá)在NOA前裝(標(biāo)配)市場(chǎng)份額達(dá)到52%。

高通涉足芯片領(lǐng)域時(shí)間久遠(yuǎn)，隨著智能手機(jī)SoC需求逐漸見頂，近年來重心逐漸轉(zhuǎn)向智能汽車。與英偉達(dá)有所不同，高通在智能座艙芯片領(lǐng)域比較突出，特別是驍龍8155芯片、驍龍8295芯片，都是車企旗艦車型的主流選擇。

在智能駕駛領(lǐng)域，高通投資45億美元收購瑞典企業(yè)維寧爾Arriver部門以補(bǔ)足軟件能力，形成全棧式自動(dòng)駕駛解決方案。Arriver主要提供包括自動(dòng)駕駛視覺感知、駕駛策略以及駕駛輔助系統(tǒng)。根據(jù)未來規(guī)劃，高通將同步在座艙芯片、駕駛芯片、兩域融合芯片三條賽道發(fā)力。2023年5月，高通公布面向自動(dòng)駕駛的驍龍Ride芯片，算力達(dá)到360 TOPS。此外，智能駕駛芯片SA8650預(yù)計(jì)2024年量產(chǎn)上車；駕艙一體芯片SA8775預(yù)計(jì) 2024 年底量產(chǎn)上車。

Mobile通過自研芯片，率先于2007年量產(chǎn)EyeQ1并搭載在沃爾沃車型上實(shí)現(xiàn)了ACC功能。之后，Mobile分別在2010年、2014年量產(chǎn)EyeQ2、EyeQ3。Mobileye憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)和成熟的方案，在L1-L2時(shí)代奠定了領(lǐng)先地位。2015年，Mobileye累計(jì)出貨量就達(dá)到1000萬片。

Mobile芯片也主要以EyeQ系列為主，其中，EyeQ4、EyeQ5 分別于2018年、2021 年上市，算力為1.1-2 DL TOPS、4.6-16 DL TOPS，仍然主打L1-L2 級(jí)別輔助駕駛。目前已經(jīng)發(fā)布EyeQ6。不過，在中國市場(chǎng)智能化大背景下，由于支持和響應(yīng)速度不夠、算法封閉等因素，而中國車企往往會(huì)提前做好硬件預(yù)埋以及算力預(yù)埋，Mobileye已經(jīng)在交付模式和算力上逐步掉隊(duì)。

再看國內(nèi)芯片企業(yè)，地平線、芯馳科技、黑芝麻等初創(chuàng)企業(yè)嶄露頭角，成長(zhǎng)潛力大。華為作為消費(fèi)電子芯片領(lǐng)域巨頭，在自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域也擁有雄厚的技術(shù)積淀。

地平線成立于2015年，是國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)人工智能芯片量產(chǎn)前裝的企業(yè)。2017年12月，地平線發(fā)布了首款芯片征程1。2019年8月地平線發(fā)布征程2，提供超過4TOPS的等效算力。2020年9月發(fā)布征程3，算力達(dá)到5TOPS。2021年7月發(fā)布的征程5，擁有算力高達(dá)128TOPS。2023年11月，地平線公布了征程6的相關(guān)信息，J6旗艦版最高算力達(dá)560TOPS。

黑芝麻智能成立于2016年，是一家專注于車規(guī)級(jí)智能汽車計(jì)算SoC及相關(guān)解決方案的供應(yīng)商，也是我國早期布局自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域的企業(yè)之一。2019年8月，黑芝麻智能發(fā)布首款車規(guī)級(jí)智能駕駛芯片華山一號(hào)A500，其算力達(dá)到5-10TOPS。2020年6月，發(fā)布華山二號(hào)A1000，其算力范圍在40-70TOPS。2021年4月，高配版A1000Pro發(fā)布，算力達(dá)到196TOPS。此外，黑芝麻智能已經(jīng)在設(shè)計(jì)A2000芯片，是國內(nèi)首個(gè)AI算力達(dá)250TOPS以上的大算力計(jì)算芯片，也會(huì)采用7nm的工藝，預(yù)計(jì)于2025年推出。2023年4月，黑芝麻發(fā)布了武當(dāng)系列智能汽車跨域計(jì)算平臺(tái)及其首款芯片C1200。

華為是國內(nèi)提供自動(dòng)駕駛平臺(tái)較為全面的技術(shù)型公司，包括智能車控平臺(tái)（VDC）、智能駕駛平臺(tái)（MDC）和智能座艙平臺(tái)（CDC）。其中，智能駕駛平臺(tái)提供了L2~L4四個(gè)級(jí)別的芯片平臺(tái)方案，分別是MDC210、MDC300、MDC600和MDC610。華為智能駕駛芯片主要有昇騰310、昇騰610和昇騰620。

2022年5月，定位為“高階智能駕駛純電轎車”的極狐阿爾法S全新HI版上市，首發(fā)搭載華為MDC610智駕域控制器，MDC610就搭載了來自華為海思的昇騰系列AI芯片和鯤鵬系列CPU。此后，不同系列的芯片及控制器陸續(xù)搭載在阿維塔、問界、哪吒、埃安等品牌。

國產(chǎn)廠商還有寒武紀(jì)、芯擎智能、芯馳科技等創(chuàng)業(yè)公司，以及汽車廠商自研芯片，甚至百度等互聯(lián)網(wǎng)廠商。根據(jù)中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)工作組統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)有超出100家企業(yè)從事開發(fā)及生產(chǎn)汽車芯片，50多家芯片上市公司宣稱有車規(guī)級(jí)產(chǎn)品或者量產(chǎn)應(yīng)用。目前來看，我們已經(jīng)形成一個(gè)龐大的國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片軍團(tuán)。

國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片前景可期

自動(dòng)駕駛時(shí)代的到來，為各大芯片企業(yè)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。除了頭部企業(yè)外，像寒武紀(jì)、芯馳科技和芯擎科技等人工智能芯片企業(yè)也迎來了發(fā)展的良機(jī)，紛紛推出自己的自動(dòng)駕駛芯片方案。

中國是汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國，智能汽車行業(yè)快速發(fā)展，對(duì)本土芯片廠商而言，是難得的寶貴窗口期，尤其是自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域，國產(chǎn)化機(jī)遇凸顯。

數(shù)據(jù)顯示，2023上半年，國產(chǎn)智駕芯片出貨量占中國市場(chǎng)總出貨量的20.5%，增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。在國際關(guān)系日漸復(fù)雜的背景下，國內(nèi)汽車工業(yè)崛起以及“新四化”高速發(fā)展為中國芯片廠商，提供切入智能駕駛和智能座艙領(lǐng)域重大機(jī)遇，成為眾多公司業(yè)績(jī)新增長(zhǎng)點(diǎn)。

路阻且長(zhǎng)，行則將至。期待在新的汽車產(chǎn)業(yè)變革期，中國本土芯片廠商也能抓住寶貴的窗口期，加速上車。