《電子技術(shù)應(yīng)用》
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車載AI芯片大戰(zhàn)

2020-11-28
來源:汽車之家

作為“第三生活空間”的未來車輛,使用場(chǎng)景必將更加豐富。而車輛內(nèi)外部需要交互才能實(shí)現(xiàn)的各種功能,這必然意味著大量的數(shù)據(jù)和智能運(yùn)算,而芯片將是汽車核心技術(shù)生態(tài)循環(huán)的基石。

北京車展期間,人工智能芯片企業(yè)地平線在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布新款AI芯片征程3,可支持L2級(jí)自動(dòng)駕駛和智能座艙等多種應(yīng)用。此外,地平線還宣布不久后將推出征程5,可與特斯拉HardWare3自動(dòng)駕駛平臺(tái)一較高下。車載AI芯片戰(zhàn)爭(zhēng)打響。

1、“第三空間”市場(chǎng)潛力巨大

我們可以想象到未來駕駛場(chǎng)景:上車后啟動(dòng)車輛,智能座艙進(jìn)入工作狀態(tài),你一聲令下說出目的地,導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)為你規(guī)劃好路線;行車過程中,車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài),娛樂系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)打開,播放你喜歡的音樂。對(duì)了,如果有老人小孩,車內(nèi)還會(huì)有定制化服務(wù),比如看看動(dòng)畫片,聽聽京劇。

消費(fèi)者對(duì)汽車的認(rèn)知會(huì)從“交通工具”向“第三空間”轉(zhuǎn)變,這個(gè)轉(zhuǎn)變的過程,也會(huì)引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈變革。吉利控股集團(tuán)董事長李書福曾說,汽車是四個(gè)輪子加一個(gè)沙發(fā)。地平線總經(jīng)理地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱則說:“未來的智能汽車是一臺(tái)四個(gè)輪子上的超級(jí)計(jì)算機(jī),車載AI芯片是最核心的器件,是智能汽車的數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)?!?/p>

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常規(guī)芯片已經(jīng)無法適用于未來汽車。簡(jiǎn)單來理解,在汽車電子發(fā)展初期,常采用分布式ECU(電子控制單元),芯片與傳感器是逐一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,無需太強(qiáng)大的運(yùn)算和儲(chǔ)存能力。普通功能芯片僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、電池管理、娛樂控制等局部功能。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車則需要隨時(shí)處于交互狀態(tài),無論是與駕乘人員交互,還是與外界環(huán)境,乃至云端數(shù)據(jù)中心交互,都需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理,這些海量的數(shù)據(jù)還是圖片、視頻非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。因此,具備強(qiáng)大計(jì)算能力的AI芯片需求也與日俱增。

那對(duì)車載AI芯片的要求是什么?

上汽集團(tuán)原總工程師程驚雷說:“汽車是物聯(lián)網(wǎng)綜合組成體,對(duì)功耗、算力、安全、成本比對(duì)消費(fèi)芯片的要求更高,‘車規(guī)級(jí)芯片’是芯片行業(yè)的珠穆朗瑪峰?!?/p>

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張玉峰進(jìn)一步分析,可靠性、穩(wěn)定性、一致性對(duì)車規(guī)級(jí)芯片來說非常關(guān)鍵,車規(guī)級(jí)芯片標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于消費(fèi)級(jí)芯片,15年或20萬公里左右壽命要求,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子產(chǎn)品,“即使面臨120℃以上高溫或者超低溫,都不允許車輛停機(jī),所以車規(guī)級(jí)芯片的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)制造,都會(huì)有很高的要求?!?/p>

從汽車電子架構(gòu)方面來看,汽車會(huì)從分布式架構(gòu)向域控制/中央集中式架構(gòu)發(fā)展。

當(dāng)汽車加入的傳感器越來越多,線路也會(huì)越來越復(fù)雜,整車也會(huì)劃分為動(dòng)力總成、車輛安全、車身電子、智能座艙和智能駕駛等多個(gè)域,利用多核CPU(中央處理器)/GPU(圖形處理器)芯片集中控制每個(gè)域。

而隨著自動(dòng)駕駛到來,車輛各種數(shù)據(jù)聚集、融合處理,汽車電子架構(gòu)會(huì)更為集中,比如攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)乃至GPS和輪速傳感器的數(shù)據(jù),都在同一個(gè)計(jì)算中心內(nèi)進(jìn)行處理,從而保證處理后的數(shù)據(jù)對(duì)整車自動(dòng)駕駛最優(yōu)。

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博世提出,電子電氣架構(gòu)升級(jí)路徑表現(xiàn)為分布式(模塊化→集成化)、域集中(域控制集中→跨域融合)、中央集中式(車載電腦→車-云計(jì)算)。

這也意味著,車載AI芯片將會(huì)是一個(gè)大市場(chǎng)。

中信證券研究部分析發(fā)現(xiàn),全球芯片巨頭紛紛進(jìn)軍汽車產(chǎn)業(yè),并推出具備AI計(jì)算能力的主控芯片。伴隨智能駕駛滲透率提升,主控芯片市場(chǎng)規(guī)模有望在傳統(tǒng)功能芯片之外快速增長,2020年可達(dá)40億美元。

東吳證券研究所則測(cè)算,AI芯片單車價(jià)值將會(huì)從2019年的100美元提升到2025年的1000+美元;我國汽車AI芯片市場(chǎng)規(guī)模將從2019年的9億美元提升到2025年的91億美元,未來6年復(fù)合增速達(dá)46.4%;到2030年將達(dá)177億美元,十年復(fù)合增速28.1%。

如此有潛力的車載AI芯片市場(chǎng),吸引了大量的企業(yè)下場(chǎng)角逐。從特斯拉到華為、英特爾、英偉達(dá),再到傳統(tǒng)半導(dǎo)體巨頭恩智浦、英飛凌,以及國內(nèi)新銳企業(yè)地平線、寒武紀(jì),紛紛涌入車載AI芯片市場(chǎng),試圖分到一杯羹。

企業(yè)也有各自的打法。地平線副總裁兼智能駕駛產(chǎn)品線總經(jīng)理張玉峰總結(jié),“主機(jī)廠與芯片企業(yè)進(jìn)行整體戰(zhàn)略合作,是車企發(fā)展的必由之路。如寶馬與英特爾的Mobileye合作,戴姆勒擁抱英偉達(dá)。國內(nèi)多家

主機(jī)廠也會(huì)與地平線這樣有算法能力的芯片公司加速綁定?!?/p>

寶馬與英特爾的Mobileye合作中,由英特爾負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù),Mobileye貢獻(xiàn)獨(dú)有的EyeQ5視覺處理器,寶馬則提供整車平臺(tái)。據(jù)悉,三方聯(lián)合開發(fā)基于寶馬IVisionFutureInteraction的自動(dòng)駕駛概念車,將在2021年推出量產(chǎn)車型。

除寶馬之外,一汽、紅旗、長城、長安等企業(yè)也和英特爾達(dá)成合作,相信會(huì)有更多英特爾處理器出現(xiàn)在不同車企產(chǎn)品之中。

2018年7月,英偉達(dá)宣布聯(lián)手戴姆勒和博世,共同開發(fā)L4級(jí)與L5級(jí)別無人駕駛汽車,其合作的自動(dòng)駕駛汽車AI大腦,將基于英偉達(dá)自動(dòng)駕駛平臺(tái)Pegasus開發(fā)而來。英偉達(dá)的目標(biāo)還有造車新勢(shì)力,不久前英偉達(dá)與理想汽車宣布戰(zhàn)略合作,理想汽車下一代產(chǎn)品將配備英偉達(dá)芯片。

地平線也在建立廣泛的朋友圈?;谄煜萝囕dAI芯片,地平線擁有長安、紅旗、奧迪、理想、福瑞泰克、佛吉亞、SK電訊等主機(jī)廠、Tier1企業(yè)合作伙伴。

長安UNI-T(參數(shù)|詢價(jià))已搭載地平線征程2芯片,“我們可以實(shí)現(xiàn)視線追蹤、分級(jí)疲勞檢測(cè)、多模唇語識(shí)別、駕駛員行為識(shí)別、智能情緒抓拍和手勢(shì)識(shí)別等主動(dòng)式交互功能。”張玉峰說,“評(píng)判車載AI芯片的優(yōu)劣,用戶的直觀的體驗(yàn)最為關(guān)鍵,地平線配合長安實(shí)現(xiàn)了不少創(chuàng)新性功能?!?/p>

車載芯片企業(yè)也需要建立廣闊的朋友圈,只有得到越來越多的主機(jī)廠支持,才能得到更大的市場(chǎng)?!败囕d芯片產(chǎn)業(yè)鏈上,不同玩家之間的合作關(guān)系將更為緊密,通過各自的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)能力互補(bǔ)。”張玉峰說。

2、三強(qiáng)多級(jí)競(jìng)爭(zhēng)格局下,誰有機(jī)會(huì)?

多年來,傳統(tǒng)汽車芯片市場(chǎng)一直被恩智浦、德州儀器、英飛凌等巨頭“壟斷”,當(dāng)汽車智能化加速,汽車芯片市場(chǎng)格局也逐漸變化,關(guān)于智能駕駛、自動(dòng)駕駛的車載AI芯片市場(chǎng)大戰(zhàn)已經(jīng)打響。除了傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)入局之外,新創(chuàng)企業(yè)也不斷進(jìn)入汽車芯片市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),國內(nèi)已有30多家初創(chuàng)企業(yè)正在研發(fā)汽車芯片。

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目前車載AI芯片領(lǐng)域呈現(xiàn)三強(qiáng)多級(jí)的格局。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,以特斯拉為代表的FSD芯片自研自用,處于引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地位,可以歸為獨(dú)立一級(jí)。以GPU見長的英偉達(dá)和背靠英特爾的Mobileye,可歸為第一梯隊(duì)。

華為技術(shù)強(qiáng)勁,并且自建生態(tài)體系,可歸于1.5梯隊(duì),不久后可沖刺進(jìn)第一梯隊(duì)。國內(nèi)AI芯片新銳地平線、寒武紀(jì)等處于第二梯隊(duì)。傳統(tǒng)汽車電子廠商,以及其他潛在進(jìn)入者處于第三梯隊(duì)。

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車載AI芯片是智能汽車時(shí)代最為核心的技術(shù)之一,也是汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。特斯拉、英偉達(dá)和Mobileye給國內(nèi)芯片企業(yè)帶來的競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大,研發(fā)高算力且開放的車載芯片,是未來的重中之重。

“Mobileye技術(shù)領(lǐng)先,但是相對(duì)封閉;英偉達(dá)通用開放,但是功耗高成本高,雙方各有優(yōu)勢(shì),但是也存在短板。地平線擁有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì),很可能會(huì)是Mobileye在國內(nèi)的強(qiáng)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?!毙酒袠I(yè)研究專家張強(qiáng)向汽車之家表示,我國芯片市場(chǎng)正處于快速上升階段,包括華為、地平線等企業(yè),有機(jī)會(huì)在未來1-2年內(nèi)加入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

張玉峰說:“地平線定位為Tier2供應(yīng)商,通過車規(guī)級(jí)AI芯片為產(chǎn)業(yè)賦能。2020年地平線新增30多家合作伙伴,前裝定點(diǎn)項(xiàng)目達(dá)到兩位數(shù)。希望2022年征程系列芯片年出貨量達(dá)到百萬級(jí)別?!?/p>

車載AI芯片是汽車智能化變革中的關(guān)鍵先生,從特斯拉自研芯片,到英特爾收購Mobileye,再到英偉達(dá)多方布局,都顯示著車載AI芯片的戰(zhàn)略地位。

車載AI芯片市場(chǎng)潛力巨大,國內(nèi)企業(yè)面對(duì)第一梯隊(duì)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力,還需加倍努力,廣建朋友圈,加強(qiáng)開放性,這樣才能贏得機(jī)會(huì)。


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