2020 年是 L3 自動駕駛量產(chǎn)落地照進現(xiàn)實的一年，長安 UNI-T、廣汽 Aion V 以及小鵬 P7 等車型先后打出量產(chǎn) L3的旗號。

車企敢于打出旗號，背后源于各級供應商已經(jīng)做好了準備。

自動駕駛的核心部件主要包括各類傳感器、域控制器以及執(zhí)行器。

在這幾個領域，以攝像頭、毫米波雷達、激光雷達為代表的傳感器正趨于成熟。

在域控制器領域，奧迪在 2017 年發(fā)布 Audi A8 時投產(chǎn)了全球首個L3 域控制器 zFAS。

今年在國內(nèi)，隨著小鵬 P7 量產(chǎn)，其與英偉達、德賽西威三方合作開發(fā)的域控制器IPU 03也已投入量產(chǎn)。

從zFAS到IPU 03量產(chǎn)，這意味著在自動駕駛系統(tǒng)中，域控制器這個扮演著收集和分析數(shù)據(jù)并下發(fā)指令的重要角色，已經(jīng)走過多年的幕后研發(fā)來到臺前。

IPU03 的到來，也意味著國內(nèi)有了第一個符合車規(guī)級的、大計算力的 L3 自動駕駛域控制器。

圍繞這一先行條件，在中國，尤其在自主品牌中，更大范圍的自動駕駛量產(chǎn)將要到來。

1.全球首款 L3 域控制器，奧迪 zFAS

L3 自動駕駛域控制器的研發(fā)，最早可以追溯到 8 年前。

早在 2012 年，奧迪啟動了 zFAS 項目。

zFAS 是德文 zentrales Fahrerassistenz-Steuergeraet 的縮寫，英文名稱為 central driver assistance controller。

這款域控制器是奧迪與德爾福聯(lián)合 TTTech、英偉達、Mobileye、Intel 等廠商為 2017 年發(fā)布的新一代 A8 定制的產(chǎn)品，最終由德爾福集成和制造。

2015 年 4 月，奧迪宣布自動駕駛域控制器 zFAS 開發(fā)完成。

2017 年 7 月，搭載 zFAS 的奧迪 A8 在西班牙巴塞羅那舉行的首屆奧迪全球品牌峰會上發(fā)布，被譽為全球首款 L3 量產(chǎn)車。

按照規(guī)劃，搭載激光雷達、攝像頭等多傳感器以及 zFAS 的奧迪 A8，將可以實現(xiàn)擁堵狀態(tài)下的自動駕駛 TJP（Traffic Jam Pilot）等功能。

作為奧迪 L3 背后核心的計算大腦，zFAS 背后 Mobileye、NVIDIA、英特爾以及英飛凌等廠商的分工明確：

• Mobileye 的 EyeQ3，負責交通信號識別、行人檢測、碰撞報警、光線探測和車道線識別；

• NVIDIA 的 Tegra K1 負責駕駛員狀態(tài)檢測和 360 度全景；

• 英特爾（Altera）的 Cyclone V 負責目標識別融合、地圖融合、自動泊車、預剎車和激光雷達傳感器數(shù)據(jù)處理；

• 英飛凌的 Aurix TC297T 負責監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，使整個系統(tǒng)達到 ASIL-D 的標準，同時還負責矩陣大燈。

當時的 zFAS 雖然達到了車規(guī)要求，但受限于 2017 年前后整個行業(yè)能提供的計算平臺算力水平，zFAS 在性能上有很大的局限性。

這種局限性一定程度上到了后來奧迪在全球范圍內(nèi)開啟 A8 的 L3 自動駕駛功能。

到今天行業(yè)普遍認為實現(xiàn) L3 級自動駕駛，需要數(shù)十 TOPS 的算力。

奧迪 A8 的 TJP 功能最終并未被激活。

業(yè)內(nèi)一度傳出奧迪放棄后續(xù) L3 的開發(fā)，并將技術團隊轉(zhuǎn)向 L2 和 L4 的消息。對此，奧迪官方已經(jīng)給出回應稱，奧迪 L3 的研發(fā)被大眾集團歸集到 Car.Software 部門。

奧迪 L3 的歸宿，一定程度上意味著 zFAS 已經(jīng)擱淺。

2.Xavier，大算力計算平臺問世

zFAS 遭遇坎坷的同時，人們追逐更大算力的自動駕駛計算平臺的腳步卻從沒有停止。

2016 年 9 月，在 GTC Europe 大會上，NVIDIA 公布了一款名為Xavier的芯片。

這款芯片的研發(fā)歷時 4 年，投入高達20 億美元，性能可以達到30 TOPS（萬億次運算/秒），同時它的功耗僅為30 W。

在此之前，NVIDIA 主要為自動駕駛車輛提供名為 DRIVE PX 的系列產(chǎn)品。

這個系列的第一代產(chǎn)品是NVIDIA DRIVE PX，它搭載了 Tegra X1 處理器，Tegra X1 是 zFAS 所采用的 Tegra K1 的下一代處理器。

Tegra X1 具備 2.3 teraFLOPS（每秒萬億次浮點運算）的算力，DRIVE PX 能夠同時處理 12 個 200 萬像素攝像頭輸入的每秒 60 幀的圖像。

而 DRIVE PX 的第二代產(chǎn)品，NVIDIA DRIVE PX 2，則號稱全球首款車載人工智能超級計算機。

DRIVE PX 2 基于 Tegra Parker 處理器，具備 24 teraflops 的算力，這個算力水平又是 Tegra X1 的 10 倍。

NVIDIA DRIVE PX 2 可以處理 12 路視頻攝像頭、雷達以及超聲傳感器的輸入，并能將這些數(shù)據(jù)進行融合以確定汽車所處的精確位置，準確判斷汽車周圍的對象，從而為行駛計算最佳路徑。

在 DRIVE PX2 研發(fā)期間，因為特斯拉當時與 Mobileye 合作進展不順，一定程度上特斯拉認為 Mobileye 技術推進的節(jié)奏太慢。

很快，在 Autopilot 2.0 中，特斯拉用一款定制版的 DRIVE PX2 替換掉了原有的 Mobileye EyeQ3。至于特斯拉后來自研 FSD 再替代 NVIDIA，這又是后話。

在經(jīng)歷 DRIVE PX2 與特斯拉的合作量產(chǎn)之后，NVIDIA 進一步推出Xavier。

相比 DRIVE PX2 高達 200W 的功耗，Xavier 在大幅提升算力至 30 TOPS 的同時，將功耗降低到了 30W。

隨著 Xaivier 的出現(xiàn)，NVIDIA 開始與全球的廠商廣泛接觸，并推動這一車載超級計算機量產(chǎn)上車。

在之后的幾年里，圍繞車載超級計算機，也就是自動駕駛域控制器的量產(chǎn)，NVIDIA 與全球最大的幾個 Tier 1（博世、采埃孚以及大陸）分別綁定了深度合作。

2017 年 1 月，采埃孚宣布基于 NVIDIA 的 DRIVE PX2 開始研發(fā)自動駕駛域控制器 ProAI，后續(xù)這一合作有更新至利用 Xavier。

同年 3 月，博世與 NVIDIA 達成戰(zhàn)略合作，前者將量產(chǎn)基于 Xavier 的 Bosch AI Car Computer。

2018 年，大陸也選擇了與 NVIDIA 合作量產(chǎn)自動駕駛域控制器。

3.IPU 03，國內(nèi)第一款 L3 自動駕駛域控制器

前面講到，由 NVIDIA 的 DRIVE PX 系列在同時期的車載計算平臺中性能與功耗表現(xiàn)均大幅領先，一時間 PX 2 與 Xavier 奇貨可居。

NVIDIA 在 Xavier 的前期研發(fā)上投入了幾十億美元，因此，下游的 Tier 1 與 車企想要使用 Xavier 進行自動駕駛的量產(chǎn)，也需要支付高昂的門檻。

業(yè)內(nèi)傳聞，在一段時間內(nèi)，想要拿到 Xavier 進行自動駕駛的開發(fā)，自動駕駛公司或者車企、Tier 1 們需要分攤八位數(shù)美元的開發(fā)費。

在國內(nèi)，率先吃螃蟹的是德賽西威和小鵬汽車。

根據(jù)德賽西威董事長陳春霖回憶，當時德賽西威正與英偉達在洽談針（對 Xavier 的）合作，小鵬汽車來得剛剛好，三方順利達成了合作。

后續(xù)，在 2018 年的 6 月，德賽西威和小鵬汽車達成協(xié)議，雙方將合作開發(fā) L3 級自動駕駛系統(tǒng)，提供包括低速代客泊車、中速塞車輔助巡航（Traffic Jam Pilot）以及高速代駕三大針對國內(nèi)駕駛環(huán)境痛點的智能化功能。

5 個月后，也就是 2018 年 11 月，德賽西威、小鵬汽車、NVIDIA 正式簽署三方協(xié)議，決定共同研發(fā)適配中國交通環(huán)境和駕駛場景的 L3 級自動駕駛技術，合作范圍不止包括硬件層面，還包括數(shù)據(jù)采集與標定、軟件開發(fā)、云端訓練等。

這些官宣背后，Xavier 落地國內(nèi)——一款能夠同時提供大算力，且滿足車規(guī)級的自動駕駛域控制器即將到來。

2020 年 4 月，隨著小鵬汽車第二款量產(chǎn)車型 P7 上市，IPU03正式量產(chǎn)問世。

IPU03，全稱 Intelligent Processing Unit 03，是德賽西威基于 Xavier 量產(chǎn)的適用于 L3 的自動駕駛域控制器。

這款產(chǎn)品滿足車規(guī)級要求，操作系統(tǒng)為 QNX Safety OS，MCU 端采用包含 Safety 組件的 Autosar 操作系統(tǒng)，硬件設計考慮了備份冗余設計，功能安全等級達到 ASIL D 級別。

與 Bosch AI Car Computer 以及 ZF ProAI 算力一致，IPU03 的內(nèi)核也是 Xavier，域控制器能夠提供 30 TOPS 的 AI 算力，同時能夠連接 12 路攝像頭、12 路 CAN 汽車總線、2 路 LVDS、8 路千兆及 1 路萬兆車載以太網(wǎng)等。

前有大計算力的 AI 芯片，現(xiàn)在又有了符合車規(guī)級的域控制器，搭載 IPU03 的小鵬 P7 車號稱具有「量產(chǎn)車最強」自動駕駛硬件架構。

資料顯示，小鵬 P7 XPILOT 3.0 搭載了 14 個攝像頭、5 個毫米波雷達及 12 個超聲波雷達等傳感器。這套高配感知方案，恰可以將 IPU03 的系統(tǒng)能力應用到極致。

相比于，NVIDIA 與博世、采埃孚和大陸的合作，NVIDIA 與德賽西威和小鵬汽車的合作官宣更晚，但 IPU03 是幾家中最早落地量產(chǎn)的自動駕駛域控制器。

那么，促成了 IPU03 的加速上車的原因是什么？

究其原因，可能在于造車新勢力在推動自動駕駛方面激進的決心，德賽西威與小鵬汽車在合作中的靈活性，以及自動駕駛鏈條上車企與 Tier 1 之間關系的變化。

4.自動駕駛重塑車企與 Tier 1 的關系

德賽西威雖然是一家有著三十多年汽車電子產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)營的供應商。但客觀來講，這家公司在自動駕駛領域的發(fā)力并不早。

2019 全年，德賽西威營業(yè)收入為 53.37 億元，其中涵蓋智能座艙領域的車載信息娛樂系統(tǒng)收入營收達 40.32 億元，貢獻了約 75.55% 的營收。

相比之下，智能駕駛業(yè)務的營收貢獻還未形成大的規(guī)模。

2019 年 10 月，德賽西威成立了智能座艙、智能駕駛和網(wǎng)聯(lián)服務三大事業(yè)部，更加明確地發(fā)力智能汽車與自動駕駛。

在 IPU03 的開發(fā)中，汽車之心獲悉小鵬汽車、德賽西威、NVIDIA 三方扮演的角色各有不同：

• NVIDIA 提供芯片以及技術上的支持；

• 德賽西威負責提供硬件形態(tài)、軟件形態(tài)域的底層軟件；

• 小鵬汽車編寫從傳感器到?jīng)Q策層的自動駕駛算法。

這樣的分工方式與傳統(tǒng)在 ADAS 上 Tier 1 向汽車廠商交付的將軟件算法直接置于域控制器中的軟硬件一體方案有很大不同。

小鵬汽車作為國內(nèi)造車新勢力的代表，希望掌握自動駕駛軟件系統(tǒng)的主導權。

前小鵬汽車自動駕駛副總裁谷俊麗曾表示，小鵬 G3 搭載自動泊車等輔助駕駛功能，早期的技術會是自主研發(fā)和供應商體系的結(jié)合，到第二款量產(chǎn)車 P7 時，希望搭載一套自主研發(fā)的能在限定場景內(nèi)實現(xiàn) L3 級別自動駕駛的系統(tǒng)。

自主研發(fā)的框架下，車企可以自主快速地推進軟件算法的迭代。

相比之下，如果核心軟件算法掌握在 Tier 1 或者 Tier 2 手里，Tier 1/Tier 2 則需要兼顧多個客戶的需求，難以快速推進。

這就是當年 Mobileye 服務特斯拉時遇到的難處。

小鵬汽車希望把芯片和算法進行分離，在 L3 自動駕駛域控制器上進行自主算法研發(fā)，與場景、數(shù)據(jù)進行結(jié)合，快速推進 Xpilot 的迭代。

那么，德賽西威又在作何考慮？

2018 年 11 月，德賽西威研究院院長黃力在 GTC CHINA 上表示，就自動駕駛中央域控制器產(chǎn)品而言，預計未來 Tier 1 與車企之間將采取兩種合作方式。

第一種是，Tier 1 負責中間層以及硬件生產(chǎn)，整車廠負責自動駕駛軟件部分。

第二種是，Tier 1 自己與芯片商合作，做方案整合后研發(fā)中央域控制器并向整車廠銷售，例如大陸 ADCU、采埃孚 ProAI、麥格納 MAX4。

最終，在小鵬汽車、德賽西威和 NVIDIA 的三方合作中，德賽西威采取了第一種方式。

也就是說，雖然小鵬汽車是國內(nèi)首家預定德賽西威自動駕駛域控制器的車企，但整個開發(fā)進程是雙方一同進行的。

根據(jù)汽車之心獲知的消息，Xavier 高昂的授權費（或者開發(fā)費），同樣也是小鵬汽車與德賽西威共同承擔的。

這意味著在未來的一段時間內(nèi)，針對德賽西威開發(fā)的基于 Xavier 的域控制器上，可能會有一定的獨占性。

5.一些啟示

從奧迪 zFAS 到德賽西威的 IPU03 量產(chǎn)上車，或許可以得到以下啟示：

在自動駕駛上，車企正在加強對系統(tǒng)的掌控。

對于大多數(shù)車企而言，如果想在自動駕駛領域有所建樹，做出具有差異化的、好用的產(chǎn)品，軟件算法是必須堅布局的一塊陣地。

這兩年內(nèi)，汽車廠商也確實正在軟件領域投入大量資金和人員。并且，少數(shù)像特斯拉一樣激進或者有余力的車企，還在開發(fā)自己的硬件。

對于芯片公司而言，車企為了加快量產(chǎn)上車的進程，除了與 Tier 1 開展合作，同步也在參與軟件算法從功能定義到開發(fā)的整個流程。

而對 Tier 1 而言，從小鵬汽車、德賽西威和 NVIDIA 的三方合作案例可以看到，德賽西威讓渡了部分本屬于 Tier 1 的軟件研發(fā)工作。

Tier 1 還能像以前一樣將一整套的軟硬件方案打包提供給汽車廠商嗎？

答案幾乎是不可能的。

總之，從 zFAS 到 IPU03 的量產(chǎn)，可以得益于芯片技術的突飛猛進，更強的車規(guī)級自動駕駛域控制器已經(jīng)落地。

更強算力的計算平臺，給予自動駕駛軟件更大的施展空間的同時，也在重塑產(chǎn)業(yè)鏈條上車企與 Tier 1、Tier 2 的生態(tài)。

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