2019 年的上海車(chē)展上，一輛純電轎跑吸引了參會(huì)者的注意。

溜背式造型、修長(zhǎng)車(chē)身、無(wú)框車(chē)門(mén)……各種新奇的設(shè)計(jì)瞬間抓住了所有人的眼球。

是的，這就是小鵬 P7 新品首發(fā)時(shí)的一幕。

不過(guò)，這輛車(chē)的看點(diǎn)并不止于此，其智能化水平更值得關(guān)注。

尤其是裝載在小鵬 P7 上，號(hào)稱(chēng)首次在國(guó)內(nèi)上車(chē)的那顆英偉達(dá) Xavier 芯片，引起了人們的興趣。

甚至有網(wǎng)友專(zhuān)門(mén)為了了解小鵬 P7 用了什么芯片，來(lái)到車(chē)展現(xiàn)場(chǎng)。事后，他第一時(shí)間在網(wǎng)上分享了這一信息。

在 Xavier 芯片的加持下，小鵬 P7 實(shí)現(xiàn)了高速場(chǎng)景下的上下匝道、低速場(chǎng)景下的自動(dòng)泊車(chē)及代客泊車(chē)等功能，由此在造車(chē)新勢(shì)力中率先贏得了「智能化」的標(biāo)簽。

在一顆芯片上同時(shí)集成了「行車(chē)+泊車(chē)」功能，這正是現(xiàn)在聊得火熱的「行泊一體」，小鵬 P7 打響了第一槍。

而后，理想 One 2021 款、上汽第三代榮威 RX5、2023 款 KiWi EV 大疆版等也基于不同的方案上馬「行泊一體」功能，發(fā)展到現(xiàn)在，更多車(chē)型加入進(jìn)來(lái)。

從供應(yīng)商的角度來(lái)看，現(xiàn)階段至少有 20 家自動(dòng)駕駛企業(yè)發(fā)布了支持行泊一體的智能駕駛方案，大部分將于今明兩年量產(chǎn)落地。

汽車(chē)之心在《眾口不一的行泊一體，終于被說(shuō)清楚了》一文中，從 Nullmax 紐勱等算法研發(fā)企業(yè)的視角，討論了行泊一體在軟件層面上的具體實(shí)現(xiàn)路徑。

事實(shí)上，行泊一體與芯片的關(guān)系更為直接。

芯片作為算法的載體，扮演著更基礎(chǔ)的角色。甚至從某種角度來(lái)說(shuō)，芯片的選型決定了行泊一體的大部分表現(xiàn)。

01、芯片廠商，行泊一體背后的隱秘玩家

按照業(yè)內(nèi)普遍的說(shuō)法，行泊一體要實(shí)現(xiàn)的是傳感器深度復(fù)用和計(jì)算資源共享，而這些均與芯片的架構(gòu)有關(guān)。

過(guò)去在行泊分離的情況下，行車(chē)功能只能調(diào)用行車(chē)的芯片和傳感器，比如前視相機(jī)、毫米波雷達(dá)，而泊車(chē)功能也只能調(diào)用泊車(chē)的芯片和傳感器，比如魚(yú)眼相機(jī)、超聲波雷達(dá)。

現(xiàn)在要做到行泊一體，即行車(chē)時(shí)能調(diào)用魚(yú)眼相機(jī)，在擁堵跟車(chē)、cut-in 等情況下提高車(chē)輛通過(guò)率，泊車(chē)時(shí)調(diào)用前視攝像頭，提升車(chē)輛前向的感知能力，識(shí)別路上的障礙物。

這些意味著在單顆 SoC 上需預(yù)留足夠多的傳感器接口，包括多路攝像頭接入、多路以太網(wǎng)設(shè)備接入（激光雷達(dá)和 4D 毫米波雷達(dá)的主要接口）、多路 CAN 接口設(shè)備接入（3D 毫米波雷達(dá)的接口）。

芯片內(nèi)部的異構(gòu)類(lèi)型也要進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。

例如，行車(chē)場(chǎng)景下，攝像頭和毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)融合以及地圖定位需有足夠算力的 CPU 以及 DSP 去完成，而泊車(chē)場(chǎng)景下，3D 環(huán)視全景的渲染和圖像拼接都必須使用 GPU 來(lái)完成。

也就是說(shuō)，面向行泊一體功能設(shè)計(jì)的 SoC 芯片，基本都要同時(shí)集成 ISP、GPU、MCU、CPU、DSP 等處理器單元。

黑芝麻智能產(chǎn)品總監(jiān)王治中進(jìn)一步介紹：

「CPU 資源用作多任務(wù)的調(diào)度以及多傳感器融合等工作，ISP則對(duì)于多路攝像頭輸出的 RAW 圖像信號(hào)進(jìn)行調(diào)校，而 DSP 配合 AI 加速器可以釋放一大部分 ARM 的資源。」

其中，又以 GPU 為代表的 AI 加速器為芯片的核心，承擔(dān)了大規(guī)模浮點(diǎn)數(shù)并行計(jì)算需求。

業(yè)內(nèi)常提及的的某芯片算力是多少 TOPS，指的就是這類(lèi)芯片的 AI 核心在進(jìn)行卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中，以卷積和輸入矩陣的乘加運(yùn)算的速度作為參考而計(jì)算出來(lái)的一個(gè)理論值。

根據(jù)搭載芯片算力的大小，分野出輕量級(jí)行泊一體方案（算力在 20 TOPS 上下），和高階版行泊一體方案（超過(guò) 100 TOPS 且無(wú)上限）。

二者的區(qū)別在于支持的傳感器配置和數(shù)量，以及運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型復(fù)雜度不同，進(jìn)而導(dǎo)致使用場(chǎng)景和體驗(yàn)的差異。

例如，Nullmax 基于 TI 單 TDA4VM 芯片的行泊一體方案，采用 2 顆前視攝像頭、4 顆魚(yú)眼攝像頭、5 顆毫米波雷達(dá)、12 顆超聲波雷達(dá)的傳感器配置，在 8 TOPS 的 AI 算力下，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助、高速代駕輔助、擁堵跟車(chē)輔助、記憶泊車(chē)等一系列的行車(chē)、泊車(chē)功能。

而基于英偉達(dá)標(biāo)準(zhǔn)版 Orin（110 TOPS）芯片，搭載更豐富的傳感器，Nullmax 除了能實(shí)現(xiàn)上述所有功能，還提供像特斯拉 FSD 一樣能夠在城區(qū)道路等場(chǎng)景下運(yùn)行的智能駕駛體驗(yàn)，且不依賴(lài)高精地圖。

由于面向數(shù)量更為龐大的中低端車(chē)型，輕量級(jí)行泊一體擁有更廣大的市場(chǎng)，這也是芯片廠商諸如 TI、黑芝麻、地平線、寒武紀(jì)行歌等的必爭(zhēng)之地，代表產(chǎn)品分別為 TDA4（8 TOPS）、A1000L（16TOPS）、J3（5TOPS）、SD5223（最大算力超過(guò) 16TOPS）。

其中，TDA4 算得上「當(dāng)紅炸子雞」。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi) 10~20 萬(wàn)價(jià)格區(qū)間搭載行泊一體方案的車(chē)型中，部署 TDA4 的車(chē)型占到了 40%-50%。

包括前文提到的 Nullmax，還有百度、大疆、MAXIEYE 等眾多的自動(dòng)駕駛解決方案公司，都在基于 TDA4 芯片開(kāi)發(fā)行泊一體方案。

黑芝麻 A1000L 和地平線 J3 勢(shì)頭也很猛，基于單顆 A1000L 、「J3+TDA4VM」、雙「J3」、三「J3」的自動(dòng)駕駛方案也在陸陸續(xù)續(xù)上車(chē)。

寒武紀(jì) SD5223 今年即將發(fā)布，面向 L2＋級(jí)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)向 10 萬(wàn)元左右的入門(mén)級(jí)車(chē)型覆蓋。

高階版行泊一體也在迎來(lái)大爆發(fā)。

英偉達(dá) Orin-X、黑芝麻 A1000/A1000Pro/ A2000、地平線 J5 等都在瞄準(zhǔn)了這一市場(chǎng)，例如 2 顆英偉達(dá) Orin-X 芯片「上線」理想 L9，以總計(jì) 508TOPS 的算力，支持自動(dòng)泊車(chē)、城市智能駕駛、遠(yuǎn)程召喚、OTA 升級(jí)等場(chǎng)景和功能。

2022 年 9 月底，理想 L8 發(fā)布，地平線 J5 全球首發(fā)在該車(chē)型上。

再往前，2022 年 4 月，地平線與比亞迪達(dá)成定點(diǎn)合作，地平線 J5 將搭載在比亞迪部分車(chē)型上，以打造擁有高等級(jí)自動(dòng)駕駛功能的行泊一體方案。

同樣的，黑芝麻華山二號(hào) A1000 系列芯片已經(jīng)拿下了江汽集團(tuán)、吉利等車(chē)企行泊一體項(xiàng)目的量產(chǎn)定點(diǎn)。

02、一顆合適芯片，需要性能、功耗和成本的平衡術(shù)

分析各家廠商的產(chǎn)品布局，我們得以一窺行泊一體究竟需要一顆怎樣的芯片。

首先，對(duì)于輕量級(jí)行泊一體，芯片需要平衡好性能、功耗和成本三者之間的關(guān)系。

從性能上來(lái)說(shuō)，影響的主要因素在于 SoC 異構(gòu)多核的設(shè)計(jì)，至于每個(gè)核的能力有多強(qiáng)，因芯片廠商而異。

「比如，有的 SoC 芯片內(nèi)部只有 1 個(gè)或 2 個(gè) DSP，DSP 可能全部被分配去做傳統(tǒng)的 CV 圖像處理，而黑芝麻芯片的內(nèi)部有 4 個(gè)大型 DSP，這些 DSP 除了做大量圖像及激光算法處理之外，還承擔(dān)實(shí)時(shí)管理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器的工作，大大釋放了 CPU 資源?！购谥ヂ橹悄芨呒?jí)產(chǎn)品經(jīng)理額日特介紹道。

同理還有 TDA4，正是因其設(shè)計(jì)優(yōu)異，受到眾多方案商們的青睞。

它采用了多核異構(gòu)的結(jié)構(gòu)，配有包括 Cortex A72、Cortex R5F、DSP、MMA 等在內(nèi)的不同類(lèi)型處理器，由對(duì)應(yīng)的核或者加速器處理不同的任務(wù)，如邏輯算力和 AI 算力，效率更高。

地平線 J5 也專(zhuān)門(mén)在芯片設(shè)計(jì)階段，對(duì)架構(gòu)需要的底層單元邏輯進(jìn)行了整體布局，首先將復(fù)雜的計(jì)算拆解成幾個(gè)小的、可并行的計(jì)算，同時(shí)還可將過(guò)去需要串行處理的指令集，通過(guò)編譯器的分析，拆解成若干個(gè)并行化的流水線模式，從而降低計(jì)算延時(shí)，提高效率。

在被地平線稱(chēng)為「貝葉斯」的計(jì)算架構(gòu)下，J5 芯片可以在多路數(shù)據(jù)的大量吞吐能力下，仍然可以保持穩(wěn)定、高效地?cái)?shù)據(jù)處理。

功耗也是攸關(guān)芯片表現(xiàn)的重要指標(biāo)，并直接關(guān)系到成本。

有人直言，功耗是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)最大的挑戰(zhàn)。背后原因在于，如果功率過(guò)高，會(huì)引起芯片溫度升高，進(jìn)而降低其可靠性。

以某芯片為例，最高功耗達(dá)到 20W，這給方案商帶來(lái)巨大麻煩，導(dǎo)致要么不選擇該芯片，要么想辦法解決散熱問(wèn)題。

「例如引入液冷裝置，不過(guò)這會(huì)造成更高的系統(tǒng)復(fù)雜度，并引起成本上升?！挂晃粯I(yè)內(nèi)人士指出。

針對(duì)于此，寒武紀(jì)行歌提出采用高能耗比的 AI 架構(gòu)，可獲得比傳統(tǒng) GPGPU（通用圖形處理器）架構(gòu)更高的性能和更低的功耗，并采用自然散熱，有效解決了成本增加的問(wèn)題。

不過(guò)，芯片的綜合成本仍亟待相關(guān)廠商進(jìn)一步壓縮。畢竟將輕量級(jí)行泊一體上車(chē)的主機(jī)廠本就是對(duì)成本比較敏感的群體，其對(duì)芯片的要求不僅要性能好、功耗低，價(jià)格還要有優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于高階版行泊一體，最基本當(dāng)然是算力要足夠高，安霸軟件研發(fā)高級(jí)總監(jiān)孫魯毅表示，CPU 算力至少要達(dá)到 150KDMIPS，AI 算力至少 100TOPS。

這是由于高階版的行泊一體方案需要接入更多路、更高分辨率的攝像頭，還要增加 4D 毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器，并且運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也要更大更復(fù)雜，因此 CPU 算力和 AI 算力需求都會(huì)呈 7~10 倍的增長(zhǎng)。

此外，由于智能汽車(chē)還在不斷進(jìn)化，需要預(yù)埋高算力芯片，以適應(yīng)后期的 OTA 功能更新。

不過(guò)算力并非越高越好。

最近芯片廠商貌似開(kāi)啟了算力大戰(zhàn)，典型如英偉達(dá)甩出 2000TOPS 算力的自動(dòng)駕駛芯片 Thor「王炸」后，高通立馬跟進(jìn)推出 Ride Flex Premium SoC，加上外掛的 AI 加速器，其綜合 AI 算力也能夠達(dá)到 2000TOPS。

實(shí)際上，對(duì)于行泊一體來(lái)說(shuō)，并不需要如此高的算力，更重要的指標(biāo)是芯片利用率。

業(yè)內(nèi)經(jīng)常吐槽，英偉達(dá) Xavier、Orin 的利用率基本上都維持在 30%，造成了算力的巨大浪費(fèi)。

而高通的自動(dòng)駕駛芯片和 Mobileye、華為以及國(guó)內(nèi)的主控芯片創(chuàng)業(yè)公司走的是 ASIC 路線，利用率均優(yōu)于英偉達(dá)的 GPU 方案。

功耗仍是高階版行泊一體十分關(guān)注的點(diǎn)，芯片廠商們?nèi)栽谙朕k法降低這一數(shù)值，最直接的方法便是改進(jìn)芯片制程，從 6nm、12nm 邁向 7nm。

2022 年 1 月，高通透露其驍龍 Ride SoC 將以 5nm 制程打造，成為業(yè)內(nèi)首款 5nm 制程自動(dòng)駕駛芯片。

相比之下，成本不再顯得那么重要。

采用大算力芯片的車(chē)型，往往在定位偏高端，例如理想 L9（雙 Orin-X 芯片）、小鵬 G9（雙 Orin-X 芯片）、蔚來(lái) ET7（四顆 Orin-X 芯片）、WEY 摩卡（單顆 360TOPS 算力的驍龍 Ride 芯片）等等，對(duì)于芯片價(jià)格的敏感度遠(yuǎn)低于應(yīng)用輕量級(jí)行泊一體的車(chē)企。

03、芯片廠商開(kāi)啟角逐戰(zhàn)，2025 年之前上車(chē)是關(guān)鍵

行泊一體功能的實(shí)現(xiàn)牽涉到芯片廠商、算法企業(yè)、域控制器、主機(jī)廠等一整條產(chǎn)業(yè)鏈上的參與者。

這意味著，處在最前面的芯片廠商不僅需要打磨好硬件產(chǎn)品，做好后方的順利「交接」也十分重要。

有域控制器廠商曾吐槽，當(dāng)前芯片較為復(fù)雜，功能也較多，行業(yè)對(duì)于 SOC 端基礎(chǔ)軟件平臺(tái)產(chǎn)品尚無(wú)完整的普適性標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其方案在不同平臺(tái)之間的移植時(shí)，復(fù)用性不高。

對(duì)此，黑芝麻 A1000L 和 A1000 采用 pin2pin 的平臺(tái)化方案設(shè)計(jì)，在相同的軟硬件架構(gòu)下，算力可以靈活配置，降低了域控平臺(tái)的拓展升級(jí)成本。

此外，芯片廠商如果能提供配套的工具鏈、軟件棧等，將更有助于下游對(duì)于行泊一體功能的開(kāi)發(fā)。

TI 的 TDA4 備受追捧的原因之一在于其工具鏈比較成熟，相關(guān)廠商在此基礎(chǔ)上做二次開(kāi)發(fā)更容易。

英偉達(dá)也推出了 NVIDIA DRIVE 開(kāi)源軟件堆棧，擁有完善的工具鏈和豐富的算子庫(kù)；地平線的 AI 開(kāi)放平臺(tái) - 天工開(kāi)物也包含 AI 芯片工具鏈和 AI 應(yīng)用開(kāi)發(fā)中間件，還有模型倉(cāng)庫(kù)；黑芝麻發(fā)布了瀚海 ADSP 自動(dòng)駕駛中間件平臺(tái)；

而高通表示，Snapdragon Ride 平臺(tái)不僅包括硬件，還將為芯片提供「安全中間件、操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序」；寒武紀(jì)行歌在今明兩年將推出多款自動(dòng)駕駛 SoC 芯片，并提供成熟的軟件工具鏈。

芯片企業(yè)在自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中變得更加活躍，現(xiàn)在芯片企業(yè)會(huì)直接去面對(duì)主機(jī)廠，幫助 Tier1 拿項(xiàng)目，或者直接和主機(jī)廠展開(kāi)合作。

通過(guò)這種形式，芯片公司不僅可以直接向主機(jī)廠展示其芯片的一些能力，還能夠直接獲取主機(jī)廠的一些訴求，比如域控制器后續(xù)的可拓展性要求、芯片的接口、計(jì)算資源等需求，從而能夠更及時(shí)地去調(diào)整他們的產(chǎn)品戰(zhàn)略方向。

如今芯片企業(yè)在自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中的地位日益提升，尤其是大算力廠商直接面對(duì)主機(jī)廠展開(kāi)合作。

一般而言，雙方會(huì)就行泊一體功能進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)，例如芯片廠商給予「硬件+開(kāi)發(fā)工具」支持，車(chē)企在基礎(chǔ)上自研上層算法，不過(guò)也有主機(jī)廠為了盡快將行泊一體量產(chǎn)上車(chē)，要求提供軟硬一體的打包解決方案。

而這就需要芯片廠商還具備從硬件到算法的「全家桶」能力。

高通公司發(fā)言人就明確表態(tài)：

「對(duì)于一部分汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，如果軟件開(kāi)發(fā)能力較弱，并且第三方傳統(tǒng) Tier1 供應(yīng)商開(kāi)發(fā)成本過(guò)高，我們可以直接提供完整的 ADAS 交鑰匙方案?！?/span>

除了算法能力，芯片廠商其他的「軟實(shí)力」也十分重要。

例如產(chǎn)品的一致性、可靠性，以及供應(yīng)鏈保供能力，這些正是 TI 等老牌企業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)。

TI 在車(chē)規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)的傳統(tǒng)供應(yīng)商里，有著絕對(duì)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，其芯片可靠性長(zhǎng)期被驗(yàn)證過(guò)，車(chē)企比較信任。

在供貨方面，此前主機(jī)廠或域控 Tier1 都遭遇了英飛凌等 MCU 大廠的缺貨，造成巨大損失，而 TI 的 TDA4 VM 芯片中內(nèi)置了 MCU 核心，讓他們免去了對(duì)車(chē)規(guī) MCU 保供的擔(dān)憂(yōu)。

可以看到，行泊一體帶來(lái)的是芯片廠商全方位能力的比拼，隨著主機(jī)廠先后官宣上車(chē)，這種比拼越發(fā)進(jìn)入白熱化階段。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段至少有 20 家自動(dòng)駕駛企業(yè)發(fā)布了支持行泊一體的智能駕駛方案，大部分將于今明兩年量產(chǎn)落地。

「主 SOC 決定了車(chē)企新一代智駕平臺(tái)的硬件架構(gòu)、軟件架構(gòu)、算法體系，一旦選定，車(chē)企非必要不會(huì)進(jìn)行切換?！?/span>

業(yè)內(nèi)人士表示，主機(jī)廠培養(yǎng)成熟供應(yīng)商的成本極高，這也就導(dǎo)致了芯片廠商在現(xiàn)階段就開(kāi)啟了「內(nèi)卷」。

在黑芝麻看來(lái)，2025 年對(duì)于國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛芯片玩家或是關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)，在之后國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈體系將搭建完畢，「每個(gè)坑都會(huì)開(kāi)始有蘿卜了」。

目前，黑芝麻 A1000、地平線 J5 與英偉達(dá) Orin 正在爭(zhēng)奪量產(chǎn)上車(chē)，寒武紀(jì)行歌 SD5226 也將很快亮相，伴隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，留給其他芯片廠商的窗口期已然不多了。

參考資料 ：

1、《單 SoC 芯片方案，或?qū)⒓铀傩胁匆惑w方案規(guī)?；慨a(chǎn)應(yīng)用》，九章智駕

https://mp.weixin.qq.com/s/fvKZelLpcQAo7ByAqzeF0Q

2、《行泊一體 - 打通智能駕駛的「任督二脈」》，九章智駕

https://mp.weixin.qq.com/s/PINnopqMj2KDV9tGEUY83Q

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