不斷提高芯片算力,曾在智能手機(jī)行業(yè)的比拼中被奉為圭臬。如今,汽車行業(yè)又掀起了一場(chǎng)由芯片主導(dǎo)的智能化軍備競(jìng)賽。
1月下旬,高通發(fā)布了5nm制程工藝的SoC和加速器芯片,以及擁有超700TOPS算力的Snapdragon Ride?平臺(tái)。
在這之前,蔚來(lái)汽車首款轎車ET7宣布搭載4顆英偉達(dá)Orin芯片,總算力高達(dá)1016TOPS,對(duì)比之下,特斯拉FSD HW 3.0計(jì)算平臺(tái)的算力為144TOPS。蔚來(lái)CEO李斌斷言,馬力加算力是定義高端智能電動(dòng)汽車的新標(biāo)準(zhǔn)。
來(lái)源:蔚來(lái)官方
伴隨著自動(dòng)駕駛以及人工智能的普及,“軟件定義汽車”已經(jīng)成為汽車圈的共識(shí),OTA也成為智能電動(dòng)車的標(biāo)配,這場(chǎng)智能化比賽的背后,芯片成為決定勝負(fù)的關(guān)鍵。在行業(yè)大部分人的認(rèn)知中,芯片算力越高,處理數(shù)據(jù)的能力也就越強(qiáng),這也倒逼車企加碼算力比拼。
“電動(dòng)化、智能化讓汽車變成四個(gè)輪子的超級(jí)計(jì)算機(jī),車載芯片在整車成本的比重肯定會(huì)越來(lái)越高?!?/strong>地平線創(chuàng)始人兼CEO、工信汽研智庫(kù)專家余凱告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào)(ID:auto-time),中國(guó)智能汽車品牌或?qū)?fù)制此前智能手機(jī)市場(chǎng)的繁榮景象,和國(guó)外品牌并駕齊驅(qū),但是在底層芯片和操作系統(tǒng)方面,中國(guó)自主企業(yè)能否有所作為,是目前應(yīng)該回答的問(wèn)題。
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「無(wú)條件、無(wú)盡頭的軍備競(jìng)賽」
算力高低是芯片計(jì)算水平最直觀的參數(shù),這也成為智能汽車最性感的一個(gè)標(biāo)簽。
和傳統(tǒng)燃油車不同,軟件定義汽車的浪潮下,智能電動(dòng)汽車將分散在發(fā)動(dòng)機(jī)、車窗以及信息娛樂(lè)系統(tǒng)的ECU(電子控制器單元)模塊大量整合,交由中央處理器統(tǒng)一控制,這樣會(huì)最大限度減少系統(tǒng)的冗余和浪費(fèi),整車更好地實(shí)現(xiàn)自主管理。
隨著智能座艙和自動(dòng)駕駛的落地,同樣需要更多的ECU和傳感器,傳統(tǒng)的分布式結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不能滿足運(yùn)算需求。根據(jù)恩智浦半導(dǎo)體公司(NXP)預(yù)測(cè),2015-2025年汽車中代碼量將會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),其年均復(fù)合增速為21%。過(guò)去汽車的數(shù)據(jù)速度大約是每秒150千Byte(字節(jié)),現(xiàn)在則是以每秒千兆Byte。
工信汽研智庫(kù)專家吳衍告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào),智能汽車和傳統(tǒng)汽車最關(guān)鍵的技術(shù)區(qū)別,就在于前者是由一個(gè)強(qiáng)力中央處理系統(tǒng)芯片來(lái)完成多路輸入輸出,進(jìn)而處理用戶交互功能。這是一個(gè)新賽道,也意味著智能汽車必須搭載更高算力的車規(guī)級(jí)芯片才能滿足算力需求。
“芯片代表著車輛的計(jì)算能力以及處理問(wèn)題能力的高低,車企注重芯片已經(jīng)成為一個(gè)行業(yè)共識(shí)。”奇點(diǎn)汽車首席戰(zhàn)略和品牌發(fā)展副總裁、工信汽研智庫(kù)專家趙強(qiáng)告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào),車企無(wú)論是主動(dòng)還是被動(dòng)都必須迎接這場(chǎng)無(wú)條件、無(wú)盡頭的軍備競(jìng)賽,即便目前自動(dòng)駕駛還沒(méi)有完全落地,仍然是硬件為先。
為了堆硬件,一些車企幾乎“不計(jì)成本”。以蔚來(lái)ET7為例,其超感系統(tǒng)Aquila配備了33個(gè)高性能感知硬件,其中包括11個(gè)高清攝像頭、5個(gè)毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波雷達(dá),每秒可產(chǎn)生8GB圖像數(shù)據(jù)。龐大的數(shù)據(jù)傳輸也讓蔚來(lái)超算平臺(tái)Adam配備了四顆英偉達(dá)NVIDIA Drive Orin芯片,算力高達(dá)1016TOPS。
除了蔚來(lái)汽車,小鵬、理想汽車也牽手英偉達(dá),小鵬P7使用英偉達(dá)Xavier計(jì)算平臺(tái),算力為30TOPS,理想則預(yù)定英偉達(dá)最新一代Orin系列芯片,預(yù)計(jì)2022年量產(chǎn)高達(dá)200TOPS運(yùn)算能力的芯片。智己發(fā)布的兩款新車,甚至可以實(shí)現(xiàn)500至1000TOPS以上的算力。而長(zhǎng)城WEY品牌的摩卡以及威馬W6車型,則選擇了車規(guī)級(jí)高通8155芯片。
未來(lái)汽車日?qǐng)?bào) 制圖
競(jìng)爭(zhēng)壓力層層傳導(dǎo)之下,芯片成了智能汽車的數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī),也成為車企比拼實(shí)力的關(guān)鍵。
“無(wú)論是自動(dòng)駕駛還是智能座艙,這些功能實(shí)現(xiàn)的前提都是硬件基礎(chǔ)設(shè)施的完善?!甭?lián)動(dòng)云出行集團(tuán)CTO、工信汽研智庫(kù)專家沈劍告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào),芯片算力值的提升,核心還要解決智能汽車底層基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)問(wèn)題。“車企出現(xiàn)算力值的比拼并不奇怪,但算力作為硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一環(huán),距離軟件真正定義汽車的程度還差的很遠(yuǎn)?!?/strong>
與此同時(shí),芯片高算力也在考驗(yàn)車輛的軟件協(xié)同能力。芯謀研究公司研究總監(jiān)王笑龍告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào),目前智能汽車的普及性、適用性以及靈活性都差強(qiáng)人意。“算力當(dāng)然是越高越好,但只堆算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還需要傳感器以及軟件的協(xié)同配合?!?/p>
一個(gè)明顯的例子是,早在2018年,特斯拉CEO馬斯克就表示,特斯拉自研的HW 3.0芯片可以大幅提升汽車的自動(dòng)駕駛性能,最高提升幅度可以達(dá)到20倍,不過(guò)單芯片的算力僅為72Tops,相較上一代芯片并沒(méi)有提升太多。
余凱曾公開(kāi)表示,芯片算力的TOPS數(shù)值,只是一個(gè)理論上限,真正能夠利用多少取決于跟軟件算法的配合,“算力在摩爾定律的意義上是不可維系的,算力不能代表汽車智能芯片的真實(shí)性能?!?/strong>
不過(guò)在不少車企看來(lái),只有激進(jìn)的產(chǎn)品策略才能占領(lǐng)高地,毫米波雷達(dá)、高清攝像頭以及高算力芯片成為標(biāo)配?!皬墓δ苘嚨街悄苘囘^(guò)渡期間,大家都在無(wú)條件、無(wú)意識(shí)地往上堆硬件。”趙強(qiáng)表示,“很大程度上都是被迫的?!?/p>
NVIDIA DRIVE AGX XAVIER 來(lái)源:英偉達(dá)官網(wǎng)
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自研和國(guó)產(chǎn)能解「缺芯」尷尬嗎?
芯片算力競(jìng)爭(zhēng)的另一面,是汽車行業(yè)集體“缺芯”的尷尬。
2020年12月初到現(xiàn)在,全球性汽車“缺芯”的焦慮情緒仍在蔓延,由此引發(fā)的車企減產(chǎn)以及芯片暴漲的副作用也在車市持續(xù)引發(fā)不安。多位芯片行業(yè)人士告訴未來(lái)汽車日?qǐng)?bào),疫情期間供應(yīng)鏈的規(guī)劃沒(méi)有跟上需求的變化是導(dǎo)致芯片供需失衡的重要因素,芯片價(jià)格暴漲甚至不排除行業(yè)炒作的因素。
在芯片供應(yīng)商和汽車主機(jī)廠之間,芯片長(zhǎng)期處于供求緊平衡局面,如今新冠疫情改變了這種產(chǎn)業(yè)鏈的常態(tài),也為國(guó)內(nèi)車企敲響警鐘。
目前中國(guó)自產(chǎn)的汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模不到150億元,不足全球規(guī)模的5%,雖然國(guó)內(nèi)也有部分半導(dǎo)體企業(yè),但產(chǎn)品規(guī)模并不大,且集中在低端領(lǐng)域。這也造成一種現(xiàn)象:雖然中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球30%以上,但每年進(jìn)口汽車芯片的費(fèi)用超過(guò)千億元。
“一些車企以后搞不好都會(huì)(成為)給芯片廠商打工的了?!?/strong>王笑龍表示,高算力芯片的制造條件比較苛刻,而且汽車要求的可靠性非常高,國(guó)內(nèi)MCU等高算力芯片產(chǎn)品嚴(yán)重依賴國(guó)外,這也讓國(guó)內(nèi)車企會(huì)受限于芯片的發(fā)展。
曾經(jīng)高通通過(guò)芯片、專利讓國(guó)產(chǎn)手機(jī)商給自己打工的痛楚映射到汽車行業(yè),如今中國(guó)汽車廠商似乎難以避免地被歐美芯片廠商扼住了命運(yùn)的喉嚨。
不過(guò)相比手機(jī)廠商,無(wú)論是品牌號(hào)召力還是影響力,汽車制造商更占上風(fēng)。王笑龍表示,汽車廠商雖然不可能什么芯片都自己做,但是可以多和幾家芯片公司合作,而且“一定要參與到芯片的研發(fā)和定制工作中”,才能在供需關(guān)系上占據(jù)更大的話語(yǔ)權(quán)。一個(gè)明顯的例子是,為了保證ET7在2022年一季度交付,蔚來(lái)甚至推動(dòng)了英偉達(dá)提前量產(chǎn)Orin芯片。
征程3 來(lái)源:地平線
而與此同時(shí),汽車廠商也在自研芯片的道路上開(kāi)始探索。
2019年的自動(dòng)駕駛?cè)丈?,特斯拉就首次公布了自研的自?dòng)駕駛芯片。2020年,據(jù)外媒報(bào)道稱,臺(tái)積電將為特斯拉代工汽車芯片HW 4.0 。2021年1月26日,韓國(guó)媒體報(bào)道稱,特斯拉已與三星合作研發(fā)一款全新的5nm芯片,用于全自動(dòng)駕駛,而該芯片還將用于HW 4.0硬件。
2020年10月,36氪從多位行業(yè)人士處獲悉,蔚來(lái)正在規(guī)劃自主研發(fā)自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片,該計(jì)劃尚處于早期,主要由李斌推動(dòng)。針對(duì)此消息,李斌回應(yīng)稱“自研自動(dòng)駕駛芯片并不難,蔚來(lái)會(huì)保持自己的競(jìng)爭(zhēng)力”。
此外,在芯片短缺且嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況下,國(guó)產(chǎn)替代浪潮逐漸興起。一批國(guó)內(nèi)芯片廠商也開(kāi)始布局自動(dòng)駕駛芯片,地平線將會(huì)在2021年推出的征程5,單芯片AI算力將達(dá)到96TOPS,黑芝麻智能將于2022年下半年發(fā)布超200TOPS算力的A2000芯片。
“中國(guó)自主品牌可以多給中國(guó)自己的車載智能芯片以及軟硬件方案商多一些機(jī)會(huì)?!?/strong>余凱表示,這樣不僅使中國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展更快,也更有利于中國(guó)企業(yè)參與全球化競(jìng)爭(zhēng)。
在中國(guó)市場(chǎng)的大環(huán)境下,半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)歷史發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)云岫資本數(shù)據(jù),2020年半導(dǎo)體行業(yè)股權(quán)投資案例413起,投資金額超過(guò)1400億元人民幣,相比2019年約300億人民幣的投資額,增長(zhǎng)近4倍。相應(yīng)地,天眼查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年注冊(cè)在案的芯片企業(yè)達(dá)到59793家,比10年前增加百倍。
“高速率的芯片,中國(guó)人一定能夠?qū)崿F(xiàn)自研和國(guó)產(chǎn)。”對(duì)此趙強(qiáng)表現(xiàn)的頗為樂(lè)觀,“而且時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)?!?/p>
來(lái)源:未來(lái)汽車日?qǐng)?bào)
作者:秦章勇
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