汽車AI晶片創業公司地平線,是如何實踐軟體定義汽車的?

2020-12-11 蓋世汽車資訊

2020年1-8月,特斯拉憑藉25.34萬的銷量遙遙領先於其餘電動車品牌,幾乎等於2-4名之和。此外,特斯拉憑藉在三電系統、電子電器架構、自動駕駛、製造與銷售方面的顛覆性創新,受到了資本市場的青睞,市值已飆升至4000億美金,牢牢佔據全球汽車第一市值的寶座。特斯拉的每一個動作也成為了智能汽車行業的風向標。同時,中國的新造車勢力蔚來、小鵬、理想也實現了逆勢增長,三家市值也均超過了千億人民幣。我們可以確定,智能汽車時代已經到來。

晶片作為未來智能汽車的大腦,直接影響智能座艙和自動駕駛,自然也成為智能汽車時代的必爭之地。智能汽車面對非常複雜的環境,感知、融合、決策需要巨大的計算能力,而傳統的通用計算平臺的算力功耗比TOPS/W居高不下,而且算力的利用率極低,已經成為智能汽車性能提升的瓶頸。

因此AI晶片成了車用晶片的最佳解決方案,特斯拉於2016年開始了汽車AI晶片的自研之路。特斯拉自研AI晶片的優勢主要在於兩方面:

第一,通過自動駕駛需求的場景定義晶片,特斯拉無疑是最懂其自動駕駛場景的;

第二,特斯拉同時精通軟體算法和硬體,軟硬深度融合,實現從數量級上提升有效算力。

結果,特斯拉用了3年完成FSD晶片的落地,144TOPS/72W,能效比達到了2TOPS/W, 是量產自動駕駛AI晶片裡能效比最高的。結合特斯拉的選擇,對於汽車AI晶片,我們不難推斷:

1、汽車AI晶片必將成為智能汽車的核心,AI晶片將決定汽車智能化程度;

2、場景定義晶片,通過軟體算法和硬體的結合是AI晶片的關鍵;

3、晶片的深度定製導致合作模式的轉變,車企若不自研晶片,那與晶片公司的協作需要進一步加深,將打破傳統的Tier2→Tier1→OEM逐級合作模式。

中國智能汽車的AI晶片產業現狀

回到本土,我國有著世界上最好的網際網路環境和最好的通信技術,有著中國速度加持,並且有著被晶片掐脖子憋著的一口氣,智能汽車時代是中國引領世界的絕佳時機。那麼,我國又應該如何應對?對於汽車晶片的布局我國主要分為三類:

第一類,類似於特斯拉通過車企整合垂直產業鏈的做法,吉利投資的芯擎科技,將從智能座艙晶片切入汽車晶片領域。在半導體方面深耕多年的比亞迪,在IGBT、指紋晶片、MCU和BMS相關晶片有一些積累,至於AI晶片未來是否有布局就不得而知,畢竟跟同城兄弟華為合作也是不錯的選擇;

第二類,百度、阿里、華為等網際網路和ICT公司已經從AI晶片、OS到生態的全面布局;

第三類,圍繞汽車AI晶片展開創業的創業型公司,如地平線、寒武紀、黑芝麻、芯馳科技等。根據車智君了解,現在國內大大小小的AI晶片公司已經有數十家。

從2020年9月到10月,華為、百度、地平線、黑芝麻都紛紛在各自的發布會上展示出了自己的AI晶片產品。在AI晶片早期競爭階段,可能都聚焦在峰值算力上。但對於AI晶片,能有效的指標是:有效算力(算力利用率)、算力能耗比(TOPS/W)、成本和量產能力。

這裡面吸引到車智君眼光的是地平線,2015年成立的汽車AI晶片公司,比特斯拉成立晶片團隊還早一點。地平線作為全球第一家新興汽車AI晶片公司,從量產落地到新品開發都取得了階段性的成果,在其2020北京車展的發布會上有四大亮點。 

亮點一:產品性能行業領先,算力能耗比媲美特斯拉。

發布會主角 「徵程3」是地平線車載AI晶片的進一步迭代。徵程3採用16納米工藝,基於地平線自主研發的BPU2.0架構,AI算力達到5 TOPS,典型功耗僅為2.5W,算力功耗比與FSD晶片一樣,達到了2TOPS/W,具有高性能、低功耗、拓展性強、安全可靠的特點,支持高級別輔助駕駛、智能座艙、自動泊車輔助、高級別自動駕駛及眾包高精地圖定位等多種應用場景。

「徵程3具有極高的AI算力有效性,能耗比超越多款行業主流晶片,而且具有出色的圖像接入和處理能力,不僅支持基於深度學習的圖像檢測、分類、像素級分割等功能,也支持對H.264和H.265視頻格式的高效編碼,是實現多通道AI計算和多通道數字視頻錄像的理想平臺。」餘凱介紹說,徵程3不僅性能優異,而且靈活開放,客戶可使用地平線算法樣例、AI晶片工具鏈,以及進行應用開發所需的全套工具,快速實現產品級應用落地。面向未來,地平線即將推出更強大的徵程5,針對高等級自動駕駛場景,單晶片達到96 TOPS的AI算力,支持16路攝像頭,組成的自動駕駛計算平臺具備192-384 TOPS算力,可支持L3-L4級自動駕駛,據說已經斬獲車型定點。「地平線是首個通過國際權威的 TÜV ISO 26262功能安全流程認證的中國AI晶片公司,徵程5按照ASIL B(D)打造,應用滿足汽車行業最高安全級別ASIL D要求。」餘凱說:「地平線還計劃推出性能更為強勁的車規級AI晶片徵程6,算力超過400 TOPS,滿足ASIL C級功能安全。」

亮點二:創新協作模式,與車企深度協作,通過場景定義晶片,車企投資與業務的雙重綁定。

發布會上發布的廣汽版徵程3是由地平線和廣汽聯合定義的,滿足了廣汽在汽車智能化方面的量產規劃和差異化需求,價值最大化的實現了廣汽智能駕駛和智能座艙的相關功能。除了在業務上的深度協作,廣汽資本也戰略投資了地平線,實現資本和業務的雙重綁定。此外,地平線在智能駕駛領域已同奧迪、一汽紅旗、上汽集團、長安汽車、比亞迪、理想汽車、長城汽車等車廠達成深度合作,初步建成覆蓋智能駕駛和智能座艙的智能汽車芯生態。未來,地平線將自己定位為 Tier2 供應商,  堅持以「晶片+算法+工具鏈」為基礎平臺,結合整套數據閉環的能力進行底層技術開放賦能。

亮點三:開放平臺、做智能汽車的賦能者

車企與供應商的合作向來都存在著博弈,而在智能智車時代如何減少博弈、深化合作?開放也許是最好的要是,而地平線「天工開物」AI開發平臺(Horizon OpenExplorer™)將算法、晶片以及產品快速迭代能力開放給客戶。

基於自研AI晶片打造的地平線「天工開物」AI開發平臺,由模型倉庫、AI晶片工具鏈及AI應用開發中間件三大功能模塊構成,包含面向實際場景進行AI算法和應用開發的全套工具,最大限度地方便客戶進行個性化的應用開發,全面支持客戶快速構建場景應用。

本次發布會推出升級版的「天工開物」AI開發平臺2.0,新加入完整的數據閉環系統方案。地平線數據閉環系統賦能合作夥伴實現從數據採集標註、模型訓練優化、仿真評測,到模型OTA部署,端到端的數據迭代閉環,打造具備覆蓋整車整個生命周期的持續進化能力。

亮點四:多場景商業化落地,造血能力強 

創業公司面臨的首要問題是生存,而晶片行業又是一個技術要求高、資金投入高,回報周期長的行業,創業門檻極高。對此,地平線做出了一個很好的商業實踐,2019年智能駕駛業務實現上億元營收。

地平線副總裁兼智能駕駛產品線總經理張玉峰說:「地平線與主機廠和一級供應商保持緊密合作,進行中的合作項目超過50個,已籤下20餘個前裝定點項目,預計裝車輛可達數百萬臺,2020年內將有6款搭載地平線車載AI晶片的量產車型上市。」

 在車展期間,地平線與合作夥伴聯合展出徵程系列晶片賦能的高級輔助駕駛(ADAS)、高級別自動駕駛、智能座艙及眾包高精地圖定位等多個面向中國駕駛場景的落地方案,地平線近期也與追勢科技、大陸深化戰略合作。

今年,地平線與中海庭在武漢完成了眾包自動採集成圖和更新方案在近百輛車次上的技術驗證,服務武漢智能網聯汽車道路測試與示範應用。

 今年,長安汽車與地平線基於該晶片聯合開發了智能座艙NPU計算平臺,並搭載在其今年推出的全新車型UNI-T上,可實現視線追蹤、分級疲勞檢測、多模唇語識別、駕駛員行為識別、智能情緒抓拍和手勢識別等創新性主動式交互功能。徵程2業已成為首個上車量產的國產 AI 晶片。長安UNI-T上市3個月銷量超3萬臺。

9月22日,全球首發搭載自動駕駛中國芯的純電SUV奇瑞螞蟻正式上市,搭載地平線徵程2車規級AI晶片,實現了L2+級自動駕駛。

近期,地平線與美國自動駕駛技術公司COAST Autonomous達成戰略合作,搭載地平線Matrix自動駕駛計算平臺的COAST無人車將在美國城市中心、社區和校園等低速自動駕駛場景中部署。

回歸到開篇提到的特斯拉為何自研晶片的問題,除了傳統晶片產業難以滿足智能汽車的定製化需求,再就是特斯拉即精通軟體又精通硬體才有實力打造最適合自動駕駛的AI晶片,那對於地平線而言,他們面對的是網際網路更加發達、數據更加豐富、速度更加快的中國智能汽車市場,有著絕佳的成長土壤。

此外,地平線前期花了較大的精力在ADAS方面的算法和軟體開發,在軟體和硬體融合層面,中國創業公司可能無人能出其右。前百度IDL常務副院長,地平線創始人兼CEO餘凱,經常說:「我們是軟體算法裡面最懂硬體的,硬體裡面最懂軟體的。」這正是開發AI晶片的一項關鍵能力。

智能汽車時代已經到來,軟體定義汽車成為新的趨勢,再加上國家新基建政策對晶片產業的加持,通過市場和政策的雙重加作用,AI晶片勢必得到高速發展。相比於特斯拉強大的垂直資源整合能力,我國汽車產業更加分散,更適合分工協作和聯合創新,從目前進展來看,華為、地平線均是各個車企不錯的選擇。而地平線作為首家汽車AI晶片創業公司,是否能保持先發優勢、一騎絕塵,加速中國智能汽車產業的發展呢?讓我們拭目以待。

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