大算力芯片量產(chǎn)之戰(zhàn)

有人說(shuō)，2022年將是全球自動(dòng)駕駛大算力芯片（單芯片算力大于100TOPS,1 TOPS代表處理器每秒鐘可進(jìn)行1萬(wàn)億次計(jì)算）的量產(chǎn)之年，圍繞大算力芯片的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)異常熱鬧。因?yàn)樵诮衲辏?a class="article-link" target="_blank" href="/manufacturer/1000151/">英偉達(dá)自動(dòng)駕駛芯片Orin將量產(chǎn)，高通Snapdragon Ride也將量產(chǎn)，而中國(guó)的創(chuàng)業(yè)企業(yè)的大算力芯片也將量產(chǎn)。

在不久前舉行的黑芝麻智能5周年溝通會(huì)上，黑芝麻智能CMO楊宇欣透露，黑芝麻大算力芯片將在今年量產(chǎn)上車(chē)，正式加入全球自動(dòng)駕駛大算力芯片量產(chǎn)之戰(zhàn)。同一天，另外一家中國(guó)汽車(chē)芯片企業(yè)芯馳科技CMO陳蜀杰也宣布，芯馳科技將在今年第四季度推出200 TOPS的車(chē)規(guī)級(jí)處理器。加上此前地平線、寒武紀(jì)、華為等都宣布了大算力芯片的計(jì)劃，多方角力之下的大算力汽車(chē)芯片市場(chǎng)，會(huì)越來(lái)越有看頭，火藥味越來(lái)越濃。

車(chē)芯下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)是大算力芯片

目前，汽車(chē)芯片是半導(dǎo)體市場(chǎng)最耀眼的市場(chǎng)。Gartner數(shù)據(jù)顯示，2022年全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到651億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的比例有望達(dá)到12%，是半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域中增速最快的部分。

而在汽車(chē)芯片中，自動(dòng)駕駛芯片是眼球焦點(diǎn)，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)是算力的競(jìng)爭(zhēng)。此前，黑芝麻智能創(chuàng)始人單記章曾在接受媒體采訪時(shí)表示，汽車(chē)從L1、L2、L3、L4、L5不斷推進(jìn)，某種意義上看，就是算力的競(jìng)賽，每往上進(jìn)階一級(jí)就意味著對(duì)算力的需求更高。

此前，寒武紀(jì)行歌執(zhí)行總裁王平在第三屆全球新能源與智能汽車(chē)供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)上表示，隨著智能駕駛的發(fā)展迭代，算力需求呈幾何趨勢(shì)大幅上升，大算力、開(kāi)放性成為智能駕駛主控芯片的兩大趨勢(shì)，領(lǐng)先的車(chē)企開(kāi)始統(tǒng)一部署車(chē)端、云端、邊端和終端協(xié)同計(jì)算能力，以此建立高效的智能駕駛運(yùn)行和迭代體系。

楊宇欣給出了一組數(shù)據(jù)：2014-2016年特斯拉ModelS的算力為0.256TOPS；2017年蔚來(lái)ES8的算力是2.5TOPS；2019年特斯拉Model 3的算力為144TOPS；2020年小鵬P7是30TOPS；2021年智己L7是1070TOPS；2022年蔚來(lái)ET7是1016TOPS。這組數(shù)據(jù)進(jìn)一步印證了這樣一個(gè)事實(shí):智能駕駛每前進(jìn)一小步，后面都需要算力前進(jìn)一大步。

但目前的自動(dòng)駕駛芯片尚不能夠滿足車(chē)企快速增長(zhǎng)的算力需求，最近還出現(xiàn)了整車(chē)廠主動(dòng)約請(qǐng)自動(dòng)駕駛芯片公司，“甲方”與“乙方”之間的姿態(tài)有了微妙變化。從預(yù)測(cè)來(lái)看，2022～2023年，算力超過(guò)100TOPS的芯片將量產(chǎn)裝車(chē)，2025年，是 500TOPS的芯片量產(chǎn)裝車(chē)，而2030年，超1000TOPS算力的芯片才普及。

芯馳科技自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人陶圣給出了相同的判斷：“我們認(rèn)為2023年將是L3自動(dòng)駕駛芯片的量產(chǎn)年代，2025年則將是L4規(guī)模研發(fā)的時(shí)代。”

所以不斷推高自動(dòng)駕駛芯片算力，就成為汽車(chē)芯片公司追逐的珠穆朗瑪。

大算力車(chē)芯之難

既然自動(dòng)駕駛大算力芯片是“車(chē)芯”競(jìng)賽的珠穆朗瑪，那在設(shè)計(jì)定義芯片的時(shí)候把參數(shù)定得高一點(diǎn)，不就能跑在時(shí)間的前面，跑在對(duì)手前面了嗎？

其實(shí)沒(méi)那么容易，因?yàn)橛幸幌盗械奶魬?zhàn)橫在汽車(chē)自動(dòng)駕駛大算力芯片的面前。寒武紀(jì)行歌執(zhí)行總裁王平曾透露，大算力智能駕駛芯片面臨四大挑戰(zhàn)。一是芯片系統(tǒng)架構(gòu)的挑戰(zhàn)。200TOPS以上的芯片對(duì)于訪存能力的要求非常高，需要支持更高的帶寬，帶來(lái)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的大幅度提升。二是通用AI軟件棧的挑戰(zhàn)。智能駕駛的算法目前還處于不斷演變的過(guò)程，激光點(diǎn)云算法和多傳感器融合算法也還在快速迭代中，所以不斷變化的算法需求需要借由OTA以通用的硬件架構(gòu)和軟件棧來(lái)支持算法不斷的升級(jí)。三是大尺寸芯片工程的挑戰(zhàn)。大算力芯片的尺寸非常大，其在封裝、電源和熱管理、成本控制、良率等方面都存在嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。四是先進(jìn)工藝平臺(tái)的挑戰(zhàn)。大算力芯片需要7nm甚至5nm先進(jìn)工藝，只有先進(jìn)工藝才能做到更高集成度，更低能耗。

“汽車(chē)芯片之所以難做，除了算力的競(jìng)賽，需要處理門(mén)類(lèi)眾多的數(shù)據(jù)，感知各種各樣的系統(tǒng)，包括有激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭等各種各樣的運(yùn)算，芯片的參數(shù)非常復(fù)雜，除了車(chē)本身功能安全問(wèn)題之外，它還要把整個(gè)系統(tǒng)里面的路徑規(guī)劃、決策、控制這些算法都要放在芯片上面，所以對(duì)CPU、傳感器融合以及對(duì)路徑規(guī)劃算法等都有較高要求，同時(shí)還必須考慮降低功耗，以及易用性等等。” 單記章說(shuō)。

車(chē)規(guī)級(jí)汽車(chē)芯片和消費(fèi)電子芯片有很大不同，芯馳科技創(chuàng)始人兼CEO仇雨菁此前曾表示，與消費(fèi)級(jí)芯片注重性能和算力，且快速迭代不同，汽車(chē)芯片生命周期長(zhǎng)，事關(guān)人的生命安全，其安全性、可靠性、耐用性更為重要。

楊欣宇認(rèn)為，自動(dòng)駕駛芯片目前有兩個(gè)方面的難點(diǎn)需要突破：第一方面是芯片核心的算力需要突破。這不是指TOPS算力，而是芯片的CPU算力，TOPS是用來(lái)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的，如何把強(qiáng)大的性能帶到在終端領(lǐng)域?qū)π阅苄枨笞罡叩钠?chē)上，是難點(diǎn)。第二方面是如何在實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜功能和強(qiáng)大性能的前提之下達(dá)到車(chē)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。“芯片定義的時(shí)候一定要考慮到5-10年之后的功能需求，因?yàn)樾酒赡軙?huì)五年之后上車(chē)，供貨周期可能要5~10年。”楊欣宇說(shuō)。

正因?yàn)殡y，才有機(jī)會(huì)，因?yàn)橹悄芷?chē)時(shí)代才剛剛開(kāi)始，無(wú)論是汽車(chē)芯片企業(yè)，還是計(jì)算芯片企業(yè)，大家都在同一起跑線上，“就像PC與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代誕生了英特爾、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代誕生了高通一樣，在智能汽車(chē)時(shí)代有機(jī)會(huì)同樣有機(jī)會(huì)誕生新的芯片巨頭。”仇雨菁認(rèn)為。

國(guó)際巨頭搶量產(chǎn)頭把交椅

正因?yàn)橹悄芷?chē)對(duì)于計(jì)算訴求如此高歌猛進(jìn)，正因無(wú)論傳統(tǒng)汽車(chē)芯片還是計(jì)算芯片企業(yè)都處于同一起泡線上，使得越來(lái)越多芯片巨頭加入了自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)。進(jìn)入到2022年，自動(dòng)駕駛大算力芯片市場(chǎng)的關(guān)鍵詞是“量產(chǎn)上車(chē)”。

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《 2022年度中國(guó)汽車(chē)技術(shù)趨勢(shì)報(bào)告》預(yù)測(cè)，2022年的中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)重要趨勢(shì)之一是大算力芯片量產(chǎn)裝車(chē)。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)侯福深曾在2021年中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)的年會(huì)上表示，“當(dāng)前，自主車(chē)規(guī)級(jí)芯片已形成面向ADAS/智能座艙等功能的批量應(yīng)用，大算力車(chē)規(guī)級(jí)計(jì)算芯片（單芯片算力大于100TOPS）正在開(kāi)展測(cè)試試驗(yàn)。作為高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)“大腦”的核心部件，100TOPS（處理器運(yùn)算能力單位）以上車(chē)規(guī)級(jí)計(jì)算芯片將在2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車(chē)。”

英特爾旗下的 Mobileye算是 “老牌”高級(jí)輔助駕駛芯片公司，目前其輔助駕駛芯片出貨量已經(jīng)超過(guò)1億片，在不久前舉行的2022年CES上， Mobileye宣布推出專(zhuān)為自動(dòng)駕駛打造的EyeQ®  Ultra™系統(tǒng)集成芯片，EyeQ® Ultra™的算力為176 TOPS，預(yù)計(jì)將于2023年底供貨，2025年全面實(shí)現(xiàn)車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)。

與此同時(shí)，美國(guó)的另一家汽車(chē)芯片公司安霸也在CES上宣布推出AI域控制器芯片CV3系列汽車(chē)專(zhuān)用SoC，采用了5nm制程、16個(gè)Arm® Cortex-A78AE CPU內(nèi)核，單芯片AI算力達(dá)到500 eTOPS（eTOPS中的“e”指的是“Equivalent”，意思是等效算力），預(yù)計(jì)今年上半年為開(kāi)發(fā)者提供評(píng)估樣片。

不管是Mobileye規(guī)劃的176TOPS，還是安霸強(qiáng)調(diào)算法的等效算力500 eTOPS，他們描繪得再好，距離量產(chǎn)面市都尚需時(shí)日。而比Mobileye、安霸起得更早的英偉達(dá)和高通，經(jīng)過(guò)幾年臥薪嘗膽其大算力汽車(chē)芯片都將在今年進(jìn)入量產(chǎn)。

高通歷經(jīng)給汽車(chē)提供調(diào)制解調(diào)器芯片、智能座艙芯片的等多年歷練，兩年前推出了Snapdragon Ride自動(dòng)駕駛解決方案，可為L(zhǎng)1/L2、L2+/L3、L4等不同的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供從10 TOPS到超過(guò)700 TOPS的算力。目前，面向L2+到L4級(jí)別的基于SnapdragonRide的SoC和加速器芯片已出樣，預(yù)計(jì)在2022年開(kāi)始搭載于長(zhǎng)城和通用汽車(chē)的量產(chǎn)車(chē)型中。

英偉達(dá)歷時(shí)四年投入數(shù)十億美元打造的自動(dòng)駕駛芯片OrinSoC也將于今年量產(chǎn)。Orin系列芯片可實(shí)現(xiàn)254TOPS的運(yùn)算性能，能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛功能、置信視圖、數(shù)字集群、車(chē)載信息娛樂(lè)以及乘客與AI的交互提供算力支持。搭載Orin的車(chē)型可通過(guò)OTA軟件更新實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛能力在汽車(chē)全生命周期內(nèi)的持續(xù)升級(jí)。據(jù)英偉達(dá)透露，蔚來(lái)、智己、沃爾沃等多個(gè)品牌采用Orin芯片都將在今年量產(chǎn)上車(chē)。

是騾是馬，量產(chǎn)來(lái)看看。誰(shuí)都可以描繪藍(lán)圖，但是從藍(lán)圖到流片到上市再到量產(chǎn)，中間會(huì)不會(huì)跳票，會(huì)不會(huì)延遲，都面臨諸多不確定性，今年英偉達(dá)和高通的大算力芯片（100TOPS以上）將量產(chǎn)上車(chē)，這意味著大算力芯片競(jìng)賽的第一回合，至少在時(shí)間搶先性上這兩家已經(jīng)勝出。

接下來(lái)的賽程，有后來(lái)居上者嗎？而事實(shí)上，除了第一回合，英偉達(dá)還為后面也布下了護(hù)城河。2021年的GTC大會(huì)上，英偉達(dá)公布了單顆算力達(dá)到1000TOPS的下一代自動(dòng)駕駛SoC Atlan芯片規(guī)劃，比上一代Orin芯片算力提升近4倍，將于2023年向開(kāi)發(fā)者提供樣品，2025年量產(chǎn)裝車(chē)。這樣看來(lái)，無(wú)論是眼下，還是未來(lái)，英偉達(dá)都處于暫無(wú)對(duì)手的位置上。

國(guó)內(nèi)車(chē)芯爭(zhēng)相競(jìng)逐大算力

在國(guó)際市場(chǎng)上，高通、英偉達(dá)、Mobileye咬得很死，與此同時(shí)在中國(guó)市場(chǎng)，包括華為、黑芝麻智能、地平線、寒武紀(jì)、芯馳科技等幾家汽車(chē)芯片企業(yè)也同樣步步緊逼，自動(dòng)駕駛大算力芯片市場(chǎng)火藥味越來(lái)越濃。因?yàn)椋磥?lái)兩到三年將是自動(dòng)駕駛量產(chǎn)上車(chē)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，而去年和今年則會(huì)是大算力自動(dòng)駕駛芯片拿到項(xiàng)目定點(diǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻。

2021年是中國(guó)汽車(chē)大算力芯片的“曝光年”。在2021年上海車(chē)展上，黑芝麻智能發(fā)布華山二號(hào)A1000Pro芯片，其中DynamAINN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的算力達(dá)到106TOPS（INT8）或196TOPS（INT4）。2021年7月，地平線發(fā)布了全場(chǎng)景整車(chē)智能中央計(jì)算芯片——地平線征程5，單顆芯片最大算力為128 TOPS。在2021世界人工智能大會(huì)上，寒武紀(jì)CEO陳天石披露了正在研發(fā)中的行歌車(chē)載智能芯片的數(shù)據(jù)：超200TOPSAI性能、7nm制程、車(chē)規(guī)級(jí)。華為因?yàn)楸娝苤脑?，其沒(méi)有刻意提及芯片能力，在去年上海車(chē)展上，華為展示了賦能智能汽車(chē)的全棧能力，推出了多款自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)MDC可以搭配多種傳感器，適用于更多車(chē)型。

華為沒(méi)有刻意提及單顆汽車(chē)芯片參數(shù)，寒武紀(jì)的大算力芯片并沒(méi)有給出上市的時(shí)間表，芯馳科技的自動(dòng)駕駛大算力芯片到今年4季度發(fā)布，目前看只有黑芝麻智能與地平線的大算力芯片有望今年量產(chǎn)上車(chē)。基于這樣的市場(chǎng)狀態(tài)，讓黑芝麻智能與地平線競(jìng)爭(zhēng)的隔空口水戰(zhàn)此起彼伏。

在黑芝麻看來(lái)，地平線是一家算法芯片公司，其強(qiáng)調(diào)的是算法。此前楊欣宇曾表示，決定自動(dòng)駕駛的能力，是綜合能力的體現(xiàn)，這既需要算法、操作系統(tǒng)，也需要芯片，但真正從技術(shù)源頭來(lái)講，推動(dòng)自動(dòng)駕駛發(fā)展一定是芯片。“所有電子行業(yè)的發(fā)展都是從硬件先開(kāi)始的，因?yàn)樾酒瑳Q定了整個(gè)自動(dòng)駕駛性能和功能的邊界。如果硬件上不能支持的東西，軟件是怎么也實(shí)現(xiàn)不了的，這個(gè)是技術(shù)規(guī)律。”“目前能夠給自動(dòng)駕駛提供大算力芯片的只有英偉達(dá)，高通，而黑芝麻在全球第一陣營(yíng)。”楊宇欣說(shuō)。

研究AI算法出身的地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱則認(rèn)為，算力也并不代表汽車(chē)智能芯片的“真實(shí)性能”，芯片計(jì)算效率也同樣需要關(guān)注。正如對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō)，馬力不如百公里加速時(shí)間更真實(shí)地反映整車(chē)動(dòng)力的性能，算力并不反映汽車(chē)智能芯片的實(shí)際性能，而每秒準(zhǔn)確識(shí)別幀率MAPS才是更真實(shí)的性能指標(biāo)。“在算法驅(qū)動(dòng)AI芯片設(shè)計(jì)的軟硬結(jié)合趨勢(shì)下，新一代汽車(chē)智能芯片領(lǐng)導(dǎo)者，將也會(huì)是世界級(jí)AI算法公司。“余凱說(shuō)。

關(guān)于算法、數(shù)據(jù)和軟件，黑芝麻智能并不示弱。黑芝麻智能應(yīng)用工程副總裁鄧堃表示，黑芝麻智能目前已經(jīng)打造了豐富的算法模型、搭建了資深的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和專(zhuān)業(yè)的研發(fā)體系，推出的山海人工智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)擁有50多種AI參考模型庫(kù)轉(zhuǎn)換用例，降低客戶的算法開(kāi)發(fā)門(mén)檻；能夠?qū)崿F(xiàn)QAT和訓(xùn)練后量化的綜合優(yōu)化，保障算法模型精度；支持動(dòng)態(tài)異構(gòu)多核任務(wù)分配，同時(shí)還支持客戶自定義算子開(kāi)發(fā)，完善的工具鏈開(kāi)發(fā)包及應(yīng)用支持，能夠助力客戶快速移植模型和部署落地的一體化流程。數(shù)據(jù)方面，黑芝麻能夠向客戶提供面向數(shù)據(jù)安全的數(shù)據(jù)閉環(huán)體系，確保數(shù)據(jù)安全可控。軟件方面，目前，黑芝麻智能已經(jīng)能夠?yàn)榭蛻籼峁拈_(kāi)發(fā)到量產(chǎn)的軟硬件全解耦解決方案。

黑芝麻智能與地平線明里暗地較勁很正常，誰(shuí)都希望成為大算力芯片量產(chǎn)上車(chē)的“一哥”。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，地平線的征程5將在今年首先搭載在哪吒汽車(chē)上，此外上汽集團(tuán)、嵐圖汽車(chē)等也是意向客戶，而黑芝麻的首款大算力芯片的量產(chǎn)上車(chē)也將是國(guó)內(nèi)自主品牌，但未透露客戶名字。

自動(dòng)駕駛大算力芯片競(jìng)爭(zhēng)的大幕剛剛拉開(kāi)，究竟是“算法派”更有優(yōu)勢(shì)還是強(qiáng)調(diào)硬核能力的“芯片派”更能贏得用戶，現(xiàn)在市場(chǎng)和用戶都還沒(méi)有做出選擇，因?yàn)榇蠹叶歼€沒(méi)有量產(chǎn)。目前汽車(chē)大算力芯片玩家們是“八仙過(guò)海”各有各的招數(shù)，事實(shí)上，英偉達(dá)做大算力汽車(chē)芯片也是在四年前，高通是在兩年前，“老牌”輔助駕駛芯片廠商Mobileye的大算力芯片也要明年才出來(lái)，這樣看起來(lái)，無(wú)論是成立5年的黑芝麻，還是成立6年的地平線、寒武紀(jì)，或是成立三年的芯馳科技，都是前后腳踏到了機(jī)會(huì)的時(shí)間窗口上，目前看地平線與黑芝麻最先跑到了第一棒。

未來(lái)究竟誰(shuí)能夠做得“更快、更高、更強(qiáng)”，誰(shuí)的路徑更優(yōu)，每一個(gè)公司有每一家的基因，每一家有每一家的優(yōu)勢(shì)。但有一點(diǎn)可以肯定，打造高級(jí)別自動(dòng)駕駛大算力芯片是一個(gè)跨界融合，既需要懂汽車(chē)又要懂計(jì)算，無(wú)論是傳統(tǒng)的計(jì)算芯片公司，還是傳統(tǒng)的汽車(chē)芯片公司，都需要補(bǔ)齊短板，所以現(xiàn)在大家彼此并不是對(duì)方的“敵人”，真正的敵人是自己，是否能夠做出滿足用戶需求的大算力芯片，技術(shù)上是否過(guò)硬，是否能夠贏得生態(tài)和用戶的選擇，朋友圈是不是夠給力，才是硬道理。在這場(chǎng)與智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)同步迭代的大演進(jìn)中，我們期望中國(guó)的創(chuàng)新企業(yè)當(dāng)中能夠長(zhǎng)出“小巨人”。

作者丨本報(bào)特約撰稿人  李佳師

編輯丨連曉東

美編丨馬利亞