隨著智能化、電動化等“新四化”概念的深入人心,智能駕駛芯片的賽道也伴隨著新能源汽車市場的火熱,變得倍受關注起來。
顧名思義,智能駕駛芯片便是用于車輛智能駕駛的基礎硬件,哪怕是更高等級的自動駕駛,也離不開智能駕駛芯片算力的支持。
一方面是國內自研芯片情緒的日益高漲,另一方面是指數增長的市場需求,雙重作用下,國內智能駕駛芯片的賽道終究涌現出了一批優秀的玩家:華為、地平線、芯馳科技、寒武紀、黑芝麻……
盡管與英偉達、Mobileye、高通等國外芯片巨頭相比,國內的玩家有著這樣或那樣的不足,但隨著資本的押注、政策的鼓勵,以及自身芯片技術的迭代更新,地平線、芯馳科技等芯片供應商們,也都進化出了屬于自己的特點。
或追求更高算力,或追求更低功耗,亦或是從一開始便做了軟件工具鏈的配套……
華為、地平線等芯片供應商,用自己的方式在國外芯片巨頭的圍追堵截下,尋到了一條“自力更生”的出路。只不過,當面對新的挑戰來臨,它們是否還能保持初心,像曾經一樣“殺”出突圍?
智能駕駛芯片知多少?
自上而下的看,根據功能不同,汽車芯片往往會被分成計算及控制芯片(CPU、GPU、FPGA、ASIC、MCU等)、功率轉換芯片、傳感芯片、存儲芯片、通信芯片等多種類型。而智能駕駛芯片就屬于其中的計算及控制芯片的類別。
具體而言,智能駕駛芯片往往會有兩種呈現形式,一種是ASIC的獨立芯片,另外一種則是集成化的SoC(System on Chip,系統級芯片)。
智能駕駛ASIC指的便是針對特定智能駕駛算法,專門設計的專用芯片。而智能駕駛SoC芯片,則是以確定系統功能為目標,將CPU、GPU、以及專門設計的ASIC等模塊集成在一起的芯片。
事實上,與傳統的分立芯片相比,SoC在性能和功耗等方面往往更具優勢, 所以各大智能駕駛芯片廠商們,也更傾向于這樣一種技術路線。只不過在涉及到芯片內部的具體架構時,又會各有偏重。
據了解,目前主流的智能駕駛SoC芯片架構有3種,分別是CPU+FPGA、CPU+GPU+ASIC、CPU+ASIC。
其中令人比較陌生的FPGA,又被叫做現場可編程邏輯門陣列,是一種可以根據具體算法隨時調整硬件架構的芯片。所以像Waymo、百度Appllo等這種經常快速迭代智能駕駛算法的公司,就選用的CPU+FPGA架構的智能駕駛芯片。
當然,另外兩種架構也有玩家在做,比如英偉達的Xavier、特斯拉的FSD,采用的是CPU+GPU+ASIC的架構;而Mobieye EyeQ5、地平線的征程采用的則是CPU+ASIC。
大同小異,這3種架構卻是都離不開“ASIC”專用設計的一環,哪怕是FPGA,其所發揮的功能也與ASIC類似,都是對于特定AI算法進行加速設計。而且就區分度而言,智能駕駛芯片的“ASIC”模塊,妥妥地站定了C位。
就比如英偉達Xavier的ASIC模塊便是根據“DLA深度學習+PVA視覺加速器”進行了特定設計,而特斯拉則是以“NPU深度神經網絡”的加速為主。
事實上,智能駕駛芯片采用相關的專用設計,無外乎就是為了提升算力、增加數據傳輸速度、拓展數據帶寬等。畢竟人們在衡量一款智能駕駛芯片時,往往就會從這幾個方面入手。
只不過話又說回來,對于一家智能芯片公司來說,其核心競爭力就只會體現在單一芯片的性能如何嗎?恐怕并不盡然。
核心競爭力=有門檻
人們常常忽略的一點在于,某款芯片之所以能夠流行、不可替代,除了其強勁的性能之外,還與其所綁定的生態有關。換句話說,做芯片除了單款芯片的性能強勁,還需要做到系列化、配套化,以及軟件生態的配合,才能形成真正的門檻。
“現在做集成電路芯片的門檻很低。理論上來說給我兩三個億,我可以不用一個研發人員做出一個手機芯片,因為所有IP都可以買得到?!?/p>
龍芯之父胡偉武在近期采訪中的直言不諱,直接將矛頭指向了半導體行業內“研不如買”的論調。緊接著,整個業界也隨之圍繞著“自研的界限”、“卡脖子的究竟是什么”的問題進行了廣泛討論。
當然,同樣的尖銳問題,也落在了智能駕駛芯片的身上。那么不妨就以上文所提到的智能駕駛SoC芯片為例,看看其口口聲聲所說的“自研”究竟又具備多少的含金量。
首先,從上圖黑芝麻智能華山二號A1000L的系統框架來看,直接映入眼簾的便是ARM 6核中央處理器(CPU)。毫無疑問,該CPU 模塊就是上文胡偉武先生所提到的“可以買得到的IP核”。
盡管黑芝麻也做了自研IP方面的努力,如上圖中顯示的圖像信號處理器ISP、深度神經網絡加速器NPU,但整個系統框架中的內存LPDDR4、雙核視覺DSP等核心模塊,又是什么樣的情況,我們不得而知。
其次,便是芯片的配套化問題。智能駕駛芯片不會單獨存在,肯定會與智能座艙芯片、智能網聯芯片等做出連接,以供數據的共用,整車智能化功能串聯等。而這一方面,華為、寒武紀、芯馳都是具備相對應的云端芯片、網聯芯片作為配套,地平線也有旭日系列芯片作為掩護,那么單一的華山系列是否算是丟掉了這一門檻呢?
最后,需要提及的便是芯片軟件生態的支持問題。人們喜歡將半導體領域的軟件配套喻指為海平面之下的冰山,其實真實情況確實也大差不差。從芯片設計的EDA軟件,到芯片測試的模擬軟件,再到配合算法開發的軟件工具鏈配套等,都需要軟件生態的支撐。
英偉達之所以能夠做到“強者恒強”,便是因為有底層的CUDA軟件生態作為護城河。而且不得不提及的一點是,就智能駕駛芯片而言,英偉達不僅可以提供配套硬件,還提供有全棧的工具鏈,包括后續的開發虛擬測試套裝(軟件和硬件),物理樣車測試套裝等。
所以,智能駕駛芯片企業們又是如何解決這一問題的呢?地平線的天工開物、黑芝麻的山河平臺等,或許是一種答案,但與英偉達的“全棧”放在一起,卻是略顯差距。
競爭格局已經改變
盡管智能駕駛芯片具備更好的產業聚焦性,以及與“風口”智能駕駛的強關聯性,但歷史告訴我們,唯有具備了核心競爭力,才能真正立足行業,做時代的“弄潮兒”。
不否認,越來越多的熱錢涌入到了智能駕駛芯片賽道,但是半導體行業的燒錢程度人盡皆知,哪怕是動輒“好幾億”、“幾十億”的融資,又能燒多久?
更何況,就目前而言,似乎也只有華為和地平線的智能駕駛芯片被搭載到了量產車型之上。當沒有健康資金流的流轉,僅依靠風口融到的錢過活,芯片企業們又能活多久?
再加上競爭格局的改變,新老對手的輪番登場,就連零跑、吉利這樣的車企也都按捺不住,親自下場造起了芯片。內有各種后來勢力的追趕,外有英偉達、高通等國際芯片巨頭的虎視眈眈。
所謂“越競爭,越公平”的論調,恐怕也只適用于那些行業的強者吧。
來源:汽車公社
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