汽車“芯荒”是否會延續?美國對英偉達的限制對汽車行業有哪些影響?“芯片法案”将如何影響中國半導體産業?國産汽車芯片市場的蓬勃發展将會持續多久?一顆芯片的算力重要還是算法重要……
當汽車産業進入智能駕駛時代,車規級芯片已經成為制約行業發展的“卡脖子”問題。對于來自美國的制裁,中國自動駕駛産業能否再突破?黑芝麻智能的答案是,有。
作為國内自主芯片的早期建設者,黑芝麻智能基于對技術和行業的理解,自2017年以來,先後推出了華山系列幾代的自動駕駛計算芯片,建立了算法、數據、軟件和工具的完善客戶賦能體系。今年8月,黑芝麻智能宣布,已經完成C輪和C 輪全部融資,募資總規模超過了5億美元。
近日,在黑芝麻智能技術開放日上,黑芝麻智能CMO楊宇欣、産品副總裁丁丁、芯片産品專家額日特和系統架構高級經理仲鳴,圍繞汽車行業發展、企業産品規劃、芯片技術趨勢以及車規級芯片制造流程等,向與會者分享了自動駕駛芯片的技術發展情況,讓外界對這家國産大算力自動駕駛芯片企業有了更多的了解。
打造自動駕駛算力平台,賦能聰明的車、智慧的路
随着自動駕駛高速發展并逐步進入商業化應用的新階段,自動駕駛芯片成為汽車與芯片行業共同關注的話題。
今年6月舉行的中國汽車供應鍊大會上,黑芝麻智能創始人兼CEO 單記章在發言中說道:“未來3-5年,智能駕駛将迎來高速發展期。到2025年,高級别自動駕駛滲透率達到65.5%,智能駕駛芯片在汽車市場的出貨量會接近1400萬片,産值是十分可觀。”
黑芝麻智能CMO楊欣宇
在此次溝通會上,黑芝麻智能CMO楊欣宇再次延伸了單記章的判斷。“中國新車L2及以上級别自動駕駛滲透率水平和滲透率提升速度都已經領先全球。另一方面,國内消費者對于自動駕駛重要性的看法和願意為自動駕駛支付的平均溢價也遠超全球。”楊欣宇指出,從整個行業發展看,自動駕駛作為在汽車智能化中非常有代表性的技術,越來越多地成為新款汽車裡的标配伴。
說到智能電動汽車,國外一般都是按照智能和電動兩條線路走,但在國内,電動化與智能化是同步推進的,提供的是非常完整的駕駛體驗,是新物種、全新體驗的輸出,這是中國汽車品牌非常好的機會。
而在智能電動汽車中,智能駕駛過程中各種應用需求的實現離不開智能底座,這就涉及數據平台、創新的電子電氣架構、強大的計算平台、成熟可靠的零部件、可快速叠代的軟件等,而想要實現如此繁多的功能,就必須要有大算力芯片做支撐。
除了聰明的車,自動駕駛另一個重點是智慧的路,國内發展自動駕駛的路線就是車路協同。目前,自動駕駛已經上升到交通維度,整個體系形成了車路雲網圖。而這種完整體系的發展能夠讓自動駕駛更快地商業化落地。
楊欣宇表示,黑芝麻智能定位于Tier 2,緻力于打造自動駕駛的算力平台,一方面賦能汽車,讓車變得越來越聰明;另外一方面賦能路,讓路變得越來越智能,通過車路協同,推動自動駕駛的商業化落地。
他舉例說到,車的感知範圍有限,攝像頭清晰程度在250米-300米之間,更遠就感受不到了,但如果把路變智能,就可以無限延展車的感知距離。當車和路的感知數據進行充分融合後,再配合上雲控平台,交通銷量就會提高很多。
如今,黑芝麻智能跟國内産業鍊上下遊領域,包括雲控平台、核心算法、路端應用、智能交通等等合作夥伴都在進行探索。一些車路協同試點通過動态調節,道路擁堵率可以降低1/3,甚至更多。目前裝配黑芝麻智能産品的一些車型,已經在國内幾個城市試點進行演示。
推動自動駕駛落地,一靠算力,二靠數據
在實際操作層面,大算力芯片又是如何推動自動駕駛落地,幫忙汽車行業邁進智能電動車時代,滿足人們對于更輕松、更安全、更智能的駕駛體驗的呢?
黑芝麻智能産品副總裁丁丁表示,從技術角度來說,自動駕駛的普及,很重要的推動力是汽車電子電氣架構的演進,而推動演進有兩個主要技術點,一個是數據,一個是算力。
黑芝麻智能産品副總裁丁丁
黑芝麻智能一直認為,數據是下一代智能汽車的“血液”,電子電氣架構的演進方向是保證非常大量數據的高速流轉,從而進一步支撐其上所部署的功能,這就涉及到對數據進行處理,需要更強算力的芯片來支撐電子電氣架構的演變。
關于自動駕駛算力的計算方法,芯片具備乘加器的數量決定了它的卷積能力。芯片算力TOPS可以通過乘加器數量、頻率赫茲等指标,客觀地總結計算出來。
據了解,黑芝麻智能基于自主研發的兩大核心IP所打造的華山二号A1000系列芯片,算力達58TOPS(INT8),是首款已量産的國産車規級大算力自動駕駛計算芯片,同時可支持高階行泊一體。
“如果講真正意義上的行泊一體,目前華山二号A1000系列是可量産芯片裡唯一一個支持高階行泊一體的産品,沒有看到大功能的缺失。”丁丁說到,從成熟度角度,黑芝麻智能從生産到研發,到NPI到大規模生産,有專門NPI的功能團隊,已經把芯片轉入到大量的生産階段。在應用場景中,黑芝麻智能也是用一顆芯片去對标或者替換其他芯片多顆應用系統。
據丁丁介紹,黑智能智能現在支持國内基本上所有主流的操作系統。不久前,黑芝麻智能發布了瀚海自動駕駛中間件,這是基于華山系列自動駕駛計算芯片推出的一款智能駕駛平台SDK開發包,可以更好鍊接應用系統和操作系統,屏蔽基礎硬件、操作系統和通訊協議的異構性。
從客戶角度來說,瀚海自動駕駛中間件的誕生,最主要的是減少客戶上層應用的開發工作量,縮短應用的開發時間,盡可能地讓相同産品能在不同車型上重複利用,讓不同的Tier1的産品實現相互兼容,從而大幅度地減少開發成本。
邁過車規芯片制造壁壘,加速量産應用
如此高的應用需求,也就決定了車規級芯片在制造方面有着諸多壁壘。尤其是大算力車規芯片,其架構所需的關鍵技術涉及到先進封裝,隔離技術,大型異構,安全機制,核心IP,多芯片高速、低延時互聯架構技術等。
黑芝麻智能芯片産品專家額日特
據黑芝麻智能芯片産品專家額日特介紹,車規芯片和消費類芯片有很多不同,難點之一是現在汽車所經曆的使用環境比消費類電子要嚴苛很多,另外一點是車規芯片的供貨周期要有保證,芯片有十年穩定的供應,保證十五年之内芯片不會出任何問題。種種嚴苛條件決定了汽車芯片在設計、制造、封裝等一系列環節都需要經過嚴苛測試,還需要經過漫長的認證流程。
額日特說到,黑芝麻智能的華山二号A1000系列芯片,從産品設計、流片、封測、車規認證和打造算法工具鍊,到功能安全認證,自動駕駛軟件包開發再到完善支持行業生态,跨過層層門檻,前後共經曆了三年多的時間。
目前,黑芝麻智能已獲得ASPICE CL2車規級軟件認證、ISO 26262:2018 ASIL-D功能安全流程認證、ISO26262功能安全産品ASIL-B認證和AEC-Q100 可靠性認證,是國内首家集齊了功能安全專家認證、功能安全流程認證、産品認證和ASPICE認證的自動駕駛芯片公司。
可靠的性能離不開精準的測試,黑芝麻智能自主研發的算法以及AI工具鍊,也是企業競争力的重要組成部分。據黑芝麻智能系統架構高級經理仲鳴介紹,黑芝麻智能自主研發了非常多感知算法,這些感知算法能夠加速并且助力一些中短期内智能領航和泊車應用産品快速落地,從而加速整個芯片的量産以及應用。
黑芝麻智能系統架構高級經理仲鳴
黑芝麻智能一方面持續增強算法量産的程度,另一方面還提供一整套深度學習工具鍊,最主要目的将用戶在服務器上以及其它平台開發的算法模型,轉換成在黑芝麻智能芯片上可以運行的程序。這套工具鍊基本上可以滿足目前主流的模型結構。
中央計算平台時代,2025年是關鍵節點
可以看到,在推動國産生态體系方面,以黑芝麻智能為代表的國産自動駕駛大算力芯片企業做出了大量努力,那下一步會有哪些規劃?楊欣宇說到,黑芝麻智能明年會推出一款産品算力超過Orin的芯片,集成度也會比它高,是面向下一代電子電氣架構去設計的。
“我們發現車企從集團領導方面都在過問汽車大算力芯片或者核心的計算芯片,國産化替代的進程。即使有10%的可能性,我也做好100%的備份。”楊欣宇表示,智能駕駛技術的演進,再加上美國芯片法案以及對英偉達的限制,為中國國産芯片帶來了機會。
楊欣宇說到,這幾年大家非常關注缺芯,最主要的就是MCU這樣的控制單元芯片。但傳統MCU芯片以及功能單元SOC芯片主要以海外供應為主,貨源集中在日本瑞薩、歐洲英飛淩、美國的TI等公司。而進入智能駕駛時代,傳統芯片廠商由于遠離市場,創新性受到行業慣性限制,因此敏感度也受到制約,對于大算力芯片,一些企業選擇戰略性放棄。
“未來智能駕駛,中美會成為最主要的博弈的兩方。”楊欣宇指出,美國依然會是全球創新高地,目前美國的英偉達、高通等原來不做車規級芯片的企業,在汽車芯片領域走得最快。
另一方面,中國以黑芝麻智能為代表的一些獨角獸企業,一面在不斷掙紮生存,一面不斷把創新能夠體現在實際的客戶的産品裡。如果樂觀估計,2025年以後,在中央計算平台來臨時,中國企業如果做得好,就有希望在智能汽車領域,與美國企業平分天下。比如,在行泊一體芯片已經陸續量産,中國車廠就處于領先地位。
近兩年來國産芯片的快速發展也在一定程度上說明了一些問題,楊欣宇坦言,此前大家都不做車規級芯片的設計,一是投入大,成本高;二是周期長,認證難。因此,行業一度認為本土汽車芯片企業沒有了機會。
“汽車行業很保守,不願意用新供應商的産品,更别說創業公司了。但現在新技術叠代,讓整車企業不得不選擇新公司的芯片,為了芯片保供也有意識去培養本土供應商,這就給了企業機會。”在楊欣宇看來,這個窗口期有限,2025年是個關鍵節點。
今年5月,黑芝麻智能宣布,成為江汽集團自動駕駛平台芯片戰略合作夥伴,江汽集團旗下思皓品牌的多款量産車型将搭載黑芝麻智能華山二号A1000系列芯片,首款車型将于近期發布。除了江汽集團,更多搭載華山二号A1000系列芯片的車型将陸續發布。
可以看到,雖然目前國産芯片市場占有率不足5%,但市場是增量的,而且2025年是車企培養供應鍊體系的重要時機,楊欣宇說到,“2025年之前如果能上車,進入汽車廠商供應鍊體系,未來的機會很多。如果2025上不了車,基本上機會就非常小了。”
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