“軟件應(yīng)用爆發(fā)前夜，硬件先行?！狈诺叫酒蟻碚f，就是要先把芯片性能定義好，算力預(yù)備充足，以保證后續(xù)軟件更好、更快地迭代升級，進行功能及應(yīng)用拓展。
近兩年來，以英偉達、高通等為代表的芯片大廠基于其在移動端的積累，相繼發(fā)力自動駕駛大算力芯片，其中英偉達更是憑借Orin系列芯片快速攬獲了多家主機廠的供貨訂單，由此奠定其在大算力車芯領(lǐng)域的“首發(fā)”地位。而在國內(nèi)，本土企業(yè)也在爭相發(fā)力該領(lǐng)域，新老玩家跨界而來。以華為、黑芝麻智能為代表的本土企業(yè)此前就相繼宣布加入大算力芯片賽道，目前已有多個項目落地。
相比于跨國芯片大廠，本土供應(yīng)商最主要的優(yōu)勢在于快速的響應(yīng)模式及迭代能力。加之在地緣政治變幻不定、汽車供應(yīng)鏈加速變革的市場環(huán)境下，推動汽車供應(yīng)鏈本土化、區(qū)域化發(fā)展成為汽車上下游產(chǎn)業(yè)鏈的共同目標，本土車芯供應(yīng)商一時間成為主機廠及資本追捧的方向。
黑芝麻智能科技有限公司創(chuàng)始人兼CEO單記章
但從另一方面來看，由于車芯在安全性、車規(guī)性上有著極高的要求，國產(chǎn)大算力芯片在量產(chǎn)之路上仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。近日，黑芝麻智能科技有限公司創(chuàng)始人兼CEO單記章受邀參加2022中國汽車供應(yīng)鏈大會暨首屆中國新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)大會，期間單記章就國產(chǎn)大算力芯片的量產(chǎn)之路展開了分享。
國產(chǎn)大算力芯片需求迎井噴，A1000是首款單芯片支持行泊一體國產(chǎn)芯片平臺
近兩年，隨著法規(guī)標準的日趨完善，以及自動駕駛商業(yè)模式的逐漸落地，智能駕駛在底層技術(shù)快速迭代及用戶剛需的推動下進入了發(fā)展快車道。
那么，如何定義“智能”呢？車上搭載的大算力芯片及其配置下的計算平臺其實就是最直觀的體現(xiàn)。以“鼻祖”特斯拉為例，其智能駕駛的發(fā)展就離不開FSD計算平臺。要知道，海量數(shù)據(jù)是智能駕駛軟件迭代的核心，特斯拉的數(shù)據(jù)就是基于FSD計算平臺跑出來的。
事實上，作為汽車硬件體系中樞，大算力芯片在滿足智能駕駛軟硬件配置提升所帶來的算力需求的同時，在電子電氣架構(gòu)從分布式向集中式演進、軟件定義汽車甚至更復(fù)雜的車路協(xié)同體系中也都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。可以說，大算力芯片架構(gòu)的創(chuàng)新是智能駕駛技術(shù)革命的基礎(chǔ)。抓住了大算力芯片的發(fā)展，就抓住了智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心。
而需求的變化也讓我們看到了一個藍海市場?！?022年是智能駕駛爆發(fā)的一個時間點，這其實會催生非常多的商業(yè)機會?！眴斡浾卤硎?，“以芯片發(fā)展為例，到2025年整個汽車SOC的出貨量將接近1400萬片。雖然從數(shù)量上來看比消費電子類芯片少很多，但是前者單個的價值是遠高于后者的?！?nbsp;
尤其是在新一輪智能汽車浪潮下，全球汽車產(chǎn)業(yè)格局亦在發(fā)生變化。中國車企崛起，躋身主賽道，這也為包括自動駕駛芯片在內(nèi)的本土供應(yīng)鏈企業(yè)創(chuàng)造了快速發(fā)展的機遇。預(yù)計到2025年中國將有1000萬輛車具備L2+、L3功能，這個趨勢下帶來的大算力車芯產(chǎn)值相當可觀。
黑芝麻智能核心競爭力，圖片來源：黑芝麻智能
黑芝麻智能正是看到了這個廣闊的市場，并基于其對應(yīng)用場景及芯片架構(gòu)需求的理解進行了芯片設(shè)計，自研了NeuralIQ ISP圖像信號處理器和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU兩大車規(guī)級核心算法IP，這是黑芝麻智能有別于其他企業(yè)的核心壁壘，也是全球領(lǐng)先的自動駕駛技術(shù)公司在路徑上的一致選擇。
單記章認為，自動駕駛核心的技術(shù)邏輯就是要先“看得清”再“看得懂”。其中，ISP能夠支持多達12路攝像頭信號輸入，可滿足汽車在超低光、大逆光等復(fù)雜環(huán)境下的感知需求，讓汽車“看得清”。而經(jīng)過ISP處理過后的圖像會被傳送到NPU進行進一步推理和決策，并適配不同的加速器來保證流暢性和識別效率，讓汽車 “看得懂”。
得益于這兩大自主可控核心IP，自2019年開始，黑芝麻智能先后推出華山一號A500、華山二號A1000/A1000L、華山二號A1000 Pro芯片等華山系列自動駕駛計算芯片。
目前其主力產(chǎn)品是華山二號A1000，據(jù)悉是目前國內(nèi)算力最大，性能最強的處于量產(chǎn)階段的自動駕駛計算芯片，已完成所有量產(chǎn)所需要的車規(guī)認證及軟件配套。黑芝麻智能已獲得ASPICE CL2車規(guī)級軟件認證、ISO 26262:2018 ASIL-D功能安全流程認證、ISO26262功能安全產(chǎn)品ASIL-B認證和AEC-Q100 可靠性認證，是國內(nèi)首家集齊了功能安全專家認證、功能安全流程認證、產(chǎn)品認證和ASPICE認證的自動駕駛芯片公司。該款芯片也得到了多家主機廠的支持，5月底，黑芝麻智能就曾與江汽集團宣布將在思皓品牌多款量產(chǎn)車型上搭載該款芯片。
黑芝麻智能roadmap，圖片來源：黑芝麻智能
黑芝麻智能還瞄準“中央計算”功能需求，基于先進的7nm工藝設(shè)計，布局下一代A2000系列芯片的研發(fā)，單芯片算力可達到256TOPS以上，預(yù)計今年年內(nèi)發(fā)布，明年起開始向整車廠提供樣片。針對未來數(shù)年，黑芝麻智能也有清晰的時間表規(guī)劃，其中下一步是持續(xù)攻關(guān)5nm工藝，賦能A3000芯片，預(yù)計該芯片算力將超過1000TOPS。
突破算力瓶頸，自動駕駛芯片量產(chǎn)要腳踏實地
在大算力芯片的大闊步發(fā)展中，突破算力瓶頸只是第一步，要想順利實現(xiàn)量產(chǎn)，其實還有多項關(guān)鍵難題亟待解決。“封裝、隔離技術(shù)是首要面臨的問題，多芯片之間的高速低延時互聯(lián)也特別重要。”單記章補充道。
要知道，汽車對電子元器件的工作溫度要求相比于普通消費電子更寬，在運行的穩(wěn)定性和抗干擾性上也都有很高的要求，而目前先進SiP封裝普遍采用的是2.5D/3D堆疊技術(shù)，要想達到車規(guī)要求，是需要在此基礎(chǔ)上做大量的額外工作的。
此外，電子電氣架構(gòu)正朝域控演進，在多個ECU合并成少數(shù)幾個XCU的過程中，為保證相互之間功能不受干擾，就出現(xiàn)了硬件隔離式及軟件虛擬化需求。在這方面，本土芯片廠商也面臨著重重難關(guān)。
“和早期的車規(guī)芯片可以加速量產(chǎn)不同，眼下在苛刻的功能安全要求和車規(guī)運行環(huán)境之下，最低的量產(chǎn)時限是必須的，”單記章強調(diào)道，“對于車規(guī)芯片的全周期研發(fā)來說，兩年的時間是必不可少的。在芯片測試完成之后，還要進行量產(chǎn)驗證，其中涉及到ACQ100認證、功能安全認證、客戶驗證等，還有冬夏兩季測試。”
圖片來源：黑芝麻智能
除了在量產(chǎn)上面臨著多重挑戰(zhàn)，在大算力芯片的研發(fā)過程中，開發(fā)環(huán)境也特別關(guān)鍵，包括中間件、研發(fā)/量產(chǎn)工具鏈等。
事實上，為了配合華山系列自動駕駛芯片上車，支持合作伙伴更快、更省、更高效地完成產(chǎn)品的應(yīng)用落地，黑芝麻智能還開發(fā)了包括車身3D環(huán)境感知、車內(nèi)駕駛員行為等方向的算法，均已達到量產(chǎn)狀態(tài)。
與此同時，黑芝麻智能還基于NPU推出了山海人工智能開發(fā)平臺，將領(lǐng)先算法、軟件架構(gòu)及產(chǎn)品迭代能力開放給客戶，為其提供生產(chǎn)需要的軟件和參考設(shè)計，客戶可自由選擇是否基于其模塊進行開發(fā)。
而隨著未來汽車價值鏈占比發(fā)生變化，即以數(shù)據(jù)為中心的價值占比越來越高，數(shù)據(jù)成為最大的生產(chǎn)要素，將進一步驅(qū)動車芯的創(chuàng)新與發(fā)展。
“這就要求我們做數(shù)據(jù)閉環(huán)，包括數(shù)據(jù)的采集、標注、清洗、應(yīng)用，在線的軟件仿真、應(yīng)用仿真等?！眴斡浾陆榻B說，“黑芝麻智能就用華山系列芯片做了一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，把攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、GPS、車身信息等傳感器采集到的信息同步存儲下來，這其實是非常具有挑戰(zhàn)的?！?/P>
數(shù)據(jù)閉環(huán)，圖片來源：黑芝麻智能
值得注意的是，生態(tài)圈的建設(shè)也是亟待占領(lǐng)的高地。蘋果最成功的其實就是它更為完善的應(yīng)用市場生態(tài)，而車上的生態(tài)遠比手機更大，這背后其實是一個不可估計的巨量市場。
此外，數(shù)據(jù)量的問題也值得討論。特斯拉憑借賣車就得到了海量數(shù)據(jù)，形成了正反饋閉環(huán)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了技術(shù)的快速迭代及良性發(fā)展。而在中國特色下，在數(shù)據(jù)量方面其實更有優(yōu)勢。
“我們或許可以借助政府的力量，協(xié)同主機廠，將在中國道路上產(chǎn)生的車輛、道路數(shù)據(jù)集聚在一起，通過數(shù)據(jù)分析及驗證，推動智能駕駛更快的發(fā)展?！眴斡浾绿岢?，“這也是我們認為中國會成為智能駕駛時代全球領(lǐng)導(dǎo)者的一個很重要的因素?！?/P>
圖片來源：黑芝麻智能
逢山開路，遇水架橋，國產(chǎn)大算力車芯的發(fā)展是勢不可擋的。正如支撐8萬余噸“福建艦”下水的，是2021年已經(jīng)達到3970.3萬載重噸完工量的全球第一造船產(chǎn)能。產(chǎn)能第一，為支撐技術(shù)水準達到世界一流提供了空間。相信這個規(guī)律，同樣適用于國產(chǎn)大算力車芯。
而黑芝麻智能想要做的，不僅僅是一個滿足功能的產(chǎn)品?！爸沃袊灾鬈嚻笤谥悄芑峡焖俚年P(guān)鍵其實是本土供應(yīng)鏈體系。”單記章在談到行業(yè)生態(tài)和本土供應(yīng)鏈時指出，“生態(tài)就是每個人做自己最強的，才能做得好?！?nbsp;
在這個基礎(chǔ)上，黑芝麻智能和上下游供應(yīng)商一起打造一個核心芯片幾乎99%國產(chǎn)的域控制器。單記章提出，“黑芝麻智能致力于打造國產(chǎn)智能駕駛核心芯片。同時，我們希望和Tier1、主機廠、資本等共同打造本土智能汽車供應(yīng)鏈，推動中國智能駕駛的發(fā)展領(lǐng)先全球！”
（轉(zhuǎn)載）
