今天，AI晶片獨角獸地平線發布國內首款已量產車規級邊緣AI視覺晶片——徵程2.0。
該晶片等效算力超過4TOPS，典型功耗僅為2W，採用地平線二代BPU架構，達到車規級AEC-Q100標準，能夠實現多類AI任務處理，並對多類目標實時監測和精準識別。
據悉，該晶片早在今年年初已成功流片，並在正式量產前完成了晶片的功能性和穩定性測試，以及系統軟體開發和穩定性調試。
基於徵程2.0，地平線推出了面向ADAS市場的徵程二代視覺感知方案，同時發布了將於明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
此外，地平線還在現場揭示了其車規級AI處理器的Roadmap發展路線圖。
據地平線創始人&CEO餘凱介紹，當前地平線基於徵程2.0的計算平臺，算力達16TOPS，整個系統功耗僅20瓦。
明年，地平線目標推出面向L4/L5 徵程3.0晶片，整個計算能力達到192TOPS，功耗僅48瓦，實際車載計算算力將是特斯拉自動駕駛平臺的三倍。
餘凱說，到2025年，地平線要推動車載AI計算平臺達到達到1000TOPS，這是一個標誌性的象徵。
這是因為，車載人工智慧計算1000TOPS算力達到人類大腦的算力。他認為，真正實現無人駕駛，所要求的車載AI處理器必須是超級計算機，它的算力規模應該是1000TOPS。
一、等效算力超4 TOPS，典型功耗僅為2W
徵程2.0晶片現已量產，集成了雙核Arm Cortex A53，以及自研的雙核地平線二代BPU架構，達到車規級AEC-Q100標準。
性能方面，其等效算力超過4 TOPS，採用17mm*17mm的BGA388封裝工藝，以及28HPC+低功耗CMOS工藝，其典型功耗僅為2W。
另外，該晶片最大輸入分別率為4K，支持雙路視頻輸入。
地平線創始人&CEO餘凱表示，徵程2.0的推出對自動駕駛領域技術的多元化發展具有重要意義。
一方面，它不僅能夠處理多類AI任務，對多類目標進行實時檢測和精準識別。
另一方面，它支持主流深度學習框架，還能夠滿足自動駕駛的視覺感知、視覺建圖定位、視覺ADAS等多種自動駕駛場景的需求。
同時，基於自身BPU架構的優勢和靈活性，徵程2.0還可以實現人機互動功能，例如語音識別、眼球跟蹤和手勢識別等，進一步提升汽車智能化。
二、徵程2.0的四大優勢
餘凱還為大家介紹了徵程2.0的主要優勢，具體表現在以下4個方面：
1、高算力利用率
其典型算法模型在徵程2.0晶片上處理器的利用率可高於90%。
2、算力有效性
配合高效的算法，徵程2.0的每TOPS算力可以處理的幀數可以達到同等算力GPU的10倍以上。
3、感知可靠性
徵程2.0識別精確度大於99%，延遲低於100毫秒；
4、感知豐富性
徵程2.0能夠支持多任務人工智慧計算，實現像素級語義分割，2瓦功耗的處理器可以跑語義分割、檢測、分類、跟蹤等很多任務，可識別超過60個類別的目標，單幀目標識別數量超過2000個。
自徵程2.0流片後，它在視覺感知輔助駕駛、高級別自動駕駛、眾包高精地圖與定位和智能人機互動這四大智能駕駛應用場景，已獲得一定的成就和突破。
地平線憑藉徵程2.0車規級AI晶片，已獲得來自5個國家的客戶的前裝定點項目，為產品的大規模商業化落地打下基礎。
配備AI晶片工具鏈，Matrix平臺再升級
基於徵程2.0晶片，地平線還提供一套完整的AI晶片工具鏈，名為地平線「天工開物」（Horizon OpenExplorer）。
這是一套支持訓練和預測的全棧工具鏈，能通過自動化編譯優化，從而高效地使用算力，幫客戶更快面向實際場景，完成AI應用的開發。
「天工開物」包含模型結構檢查器、性能分析器、模型編譯器和模擬器等工具，並配備和模型、性能、產品方案相關的諸多例子，如精度測試、模型訓練、關鍵晶片模塊參考和視頻/圖片回灌參考等，以幫助客戶加快產品落地的進程。
除了軟體工具包外，地平線還推出了基於徵程2.0，推出了面向ADAS市場的徵程二代視覺感知方案，和將於明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
徵程2.0視覺感知解決方案，可在低於100毫秒的延遲下，實現多達24大類的物體檢測以及上百種的物體識別，每幀高達60個目標及其特徵的準確感知與輸出。
據悉，其車輛及行人測距測速誤差均優於國際同等主流方案。
另外，針對國內市場的特點，該方案還專門針對中國道路和場景進行了優化，如特殊車道線、紅綠燈倒計時檢測、車輛突然斜向插入等。
相比上一代Matrix，Matrix 2.0在算力提升高達16倍的同時，功耗僅為原來的2/3。
它同時可支持高達800萬像素、12路4K高清視頻的輸入，能實現10類車型分類與車燈檢測、6類車道線檢測、行人與騎車人速度朝向預測，且行人檢測距離達100米，延時低於60毫秒，功耗也低於22W。
在商業化應用落地上，Matrix 2.0面向無人低速小車、自動駕駛運營車隊以及商用車/幹線物流，進一步滿足不同國家、不同場景的自動駕駛需求。
餘凱稱，其Matrix自動駕駛的計算平臺目前是世界上面出貨量最大的兩個車載計算平臺之一。
地平線去年已向國外用戶交付百臺自動駕駛車載計算平臺，今年又籤下了上千臺的自動駕駛計算平臺的訂單。
餘凱還表示，地平線明年將發布基於徵程3.0的Matrix自動駕駛計算平臺，其算力將高達192 TOPS，功耗為48W，擁有晶片級功能安全，比特斯拉自動駕駛平臺的算力更高、功耗也更低。
據他介紹，特斯拉的自動駕駛平臺算力是144TOPS，但它的晶片不帶單晶片級功能安全等級，是兩款晶片所導致的冗餘，實際能夠真正用於車載計算的算力只有一半，即72TOPS。
而地平線是徵程三代處理器帶晶片級的功能安全，單晶片上面提供足夠的冗餘設計，192TOPS全部可用於做計算，算力將近是特斯拉車載計算平臺的3倍。
三、徵程系列發展路線圖全披露
現場，地平線也揭示了徵程系列車規級AI處理器的Roadmap發展路線圖。
明年，地平線將發布16nm的J2A。
地平線的第三代車規級AI處理器J3，性能達到預控制級L3，符合功能安全車規級，除了滿足可靠性AEC-Q100，還符合功能安全，晶片達到ACILB，系統達到ACILD，並有保密價值加密機制，整體提供了安全可靠的晶片為自動駕駛護航。
J3將基於BPU三代架構，協同CPU、CV等形成異構計算，在智能駕駛場景下達到最優。其整個SoC支持多達8路以上的視頻輸入，並支持4K，地平線會將包括數據通路在內的整個架構做優化，最後達到一個極好的效果。
之後，地平線還會推出J3 max，目前已在規劃中，可能採用7nm等更先進工藝，針對L4、L4+高性能車規級處理器，可支持多達12路，算力達100TOPS，功耗目標是25瓦，晶片等級達C或D。
五、車規級晶片設計的兩大挑戰
相比消費電子類產品中的晶片，車規級晶片設計通常面臨兩大挑戰。
1、對性能質量要求高
面對海量計算和複雜場景，車規級晶片對安全性、可靠性、穩定性有極高要求。
由於汽車在運動環境中工作，可能遇到更多振動和衝擊，這要求晶片有更強的抗震能力，能應對各種極端惡劣的環境或突發情況。
相比消費類電子，汽車可適應的溫度範圍更廣，但對故障的容忍度為0，毫秒級延時都有可能攸關生死。
因此，車規級晶片在可靠性、質量系統和安全系統，都必須達到相應的車規級標準。
另外，車載環境下，數據的吞吐非常大，所以需要高效的計算帶來的功耗，新能源車很燒電車，在封閉環境中散熱效果也不好，車載環境對能耗效率的要求又很高。
2、投入高、周期長、難度大
車規級晶片對協同全產業鏈的綜合能力要求高，開發周期長，難度高。
海量計算必然需求一個非常龐大強悍的計算平臺資源，這樣的一個計算平臺資源帶來很高的成本。
整個車規級AI晶片從研發到產品導入，開發周期非常久。
設計流片需18-24個月，通過車規級認證系統方案開發又要12-18個月，後續還將面臨24-36個月的整車集成和測試驗證，再到最後的量產部署和迭代提升，總計耗時至少5-7年。
六、餘凱：軟體將佔整車成本更大比例
餘凱認為，車載的計算會從今天一個分布式ECU架構，慢慢會演進到域控制器，最終演變到中央計算機。
分布式ECU是多個小處理器分別處理一些小任務，車的整個性能是主體，而域控制器會把汽車運算出來分成幾個域。
這時，汽車已經開始展現了四個輪子上面的超級計算機：越來越多是數據、決策、人機互動、以及人在體驗數字下面的便捷性。
餘凱說，大概到2025年前後，汽車會展現出跟今天人們理解的PC還有移動產業發展格局的本質屬性，會變成四個輪子上面超級計算機。
這種域控制器會往中央計算單元去發展。其中汽車整車的成本結構裡面會發生翻天覆地的變化。
「以前硬體是整車結構最重要的，2025年甚至越到未來，你會發現這裡面的計算平臺，以及軟體是整車成本裡面最重要、佔比最大的。」餘凱表示。
餘凱表示，自動駕駛的落地時間比預期晚到，到2024年L4能否實現量產可能存在變數，當前主流的智能駕駛仍以L2、L2+的自動駕駛能力為主。
結語：地平線的自動駕駛商業化成績單
在徵程2.0宣布量產之際，地平線也對外展示了其智能駕駛商業化的成績單。
目前，地平線已獲得美、德、中、日全球四大主流汽車市場的重量級客戶，同奧迪、博世、上汽、廣汽、長安、比亞迪等國內外頂級Tier1和汽車廠商，以及禾賽科技、高新興、首汽約車、SK電訊等科技公司及出行服務商達成戰略合作。
在後裝市場，地平線已同包括首汽約車、SK電訊在內的多家國內外知名出行服務商、運營商達成合作。
基於其AI晶片及算法，地平線將為這些合作夥伴提供助駕駛（ADAS)、車內多模交互、高精地圖建圖與定位等一系列智能化解決方案，並已實現批量部署，預計未來兩三年內能夠部署上千萬輛汽車。
另外，地平線AI晶片及解決方案Matrix也和國內外自動駕駛廠商、Robotaxi運營車隊建立合作，目前已在海內外賦能上千輛L4級別的自動駕駛車輛。
據悉，Matrix已成為全球L4自動駕駛計算平臺的明星產品，未來兩三年將有望到達萬級規模的出貨。
車規級晶片成功流片後，地平線已在高級別自動駕駛、輔助駕駛（ADAS）、多模交互等方向斬獲多達5個國家的客戶的前裝定點，並有望於明年上半年獲得雙位數的前裝車型定點。
率先搭載地平線車規級AI晶片及解決方案的量產車型最早將於明年年初上市。
由於前裝市場的高準入門檻，前裝定點及量產被視為評判車規級AI晶片大規模商業化能力的首要指標。
地平線副總裁、智能駕駛產品線總經理張玉峰表示，徵程晶片兩年內將有百萬量級的前裝裝車量，五年內則有望完成千萬量級的目標。