如何定義智能汽車高性能主芯片？

在大數(shù)據(jù)與人工智能邊緣計(jì)算相融合的科技驅(qū)動(dòng)下，一場(chǎng)關(guān)于汽車向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化變革的改變正在發(fā)生，智能汽車將逐步走進(jìn)人們的生活，就像當(dāng)年手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備逐漸智能化一樣。

目前，汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)向電子輔助駕駛乃至自動(dòng)駕駛技術(shù)的嬗變，汽車向智能化發(fā)展首先會(huì)搭載先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，逐步融合現(xiàn)代通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車與人、汽車、云端等的智能信息交換及共享，在具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能后，最終實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)駕駛和遠(yuǎn)程駕駛”。很多廠商都已經(jīng)開啟不同階段的自動(dòng)駕駛計(jì)劃，比如特斯拉、奧迪、寶馬、谷歌、長(zhǎng)安、一汽、吉利、蔚來(lái)汽車、百度等等。

芯片的能力決定了汽車智能化的進(jìn)程。近日，在2019人工智能及汽車電子芯片設(shè)計(jì)論壇上，上汽集團(tuán)商用車技術(shù)中心智能網(wǎng)聯(lián)部總監(jiān)田敏杰表示，汽車智能化趨勢(shì)下，所需要的主芯片要求集成度越來(lái)越高，計(jì)算能力越來(lái)越強(qiáng)，在功能不斷擴(kuò)展的情況下，對(duì)于軟硬件的可靠性以及功能安全等級(jí)的要求也越來(lái)越高。

田敏杰闡述了車載芯片的發(fā)展歷程，過(guò)去車載芯片主要是以MCU為核心的ECU，現(xiàn)在DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強(qiáng)大的中心化架構(gòu)逐漸替代了分布式架構(gòu)，并且正在加強(qiáng)以GPU和CPU為核心的智能輔助駕駛芯片，他認(rèn)為，未來(lái)智能汽車主芯片將向以ASIC為核心的自動(dòng)駕駛芯片發(fā)展，這類芯片同時(shí)具備定制化與通用型的特點(diǎn)。

特斯拉的核心技術(shù)布局是芯片和軟件，可謂切中要害。根據(jù)特斯拉4月23日自動(dòng)駕駛?cè)张兜男畔ⅲ瑲v時(shí)3年秘密研發(fā)，特斯拉已經(jīng)完成車載AI芯片的設(shè)計(jì)生產(chǎn)（由三星代工），SOC算力超過(guò)了應(yīng)用于AP2.0的英偉達(dá)Drive PX2，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)裝車。此前，自動(dòng)駕駛芯片基本被英偉達(dá)和Mobileye（已被Intel收購(gòu)）兩大巨頭壟斷，此次自研車載芯片是特斯拉近幾年來(lái)最重要的硬件創(chuàng)新，將使特斯拉成為唯一一家具有自動(dòng)駕駛芯片研發(fā)設(shè)計(jì)能力的汽車制造商，進(jìn)一步擴(kuò)大在智能化和無(wú)人駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

自從特斯拉 CEO馬斯克“自研芯片”的宣言，一度成為整個(gè)業(yè)界的頭條新聞，零跑汽車也想要跟上這家硅谷獨(dú)角獸的步伐節(jié)奏，其在今年1月3日北京水立方盛大舉行的新車上市發(fā)布會(huì)上，零跑汽車創(chuàng)始人兼中國(guó)安防行業(yè)領(lǐng)軍者大華股份董事長(zhǎng)朱江明先生，在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)放下豪言稱：“零跑不僅自主研發(fā)了三電中絕大部分核心技術(shù)，而且自主研發(fā)了處理速度是某國(guó)際一線供應(yīng)商兩倍的智能汽車芯片?！?/p>

從原理來(lái)看，無(wú)論哪條自動(dòng)駕駛技術(shù)路徑，對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理和學(xué)習(xí)能力都至關(guān)重要，因此，汽車AI的實(shí)現(xiàn)需要底層軟件到硬件的全方位變革。

在過(guò)去的數(shù)年里，我們看到自動(dòng)駕駛的等級(jí)每提高一級(jí)，AI算力差不多要提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，如果要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，我們需要1000TOPS量級(jí)的算力，這已經(jīng)達(dá)到人腦的算力。這樣的算力需要AI芯片突破成本、功耗和性能的瓶頸，就必須將處理器構(gòu)架的創(chuàng)新，與算法和工具鏈相結(jié)合，軟硬協(xié)同進(jìn)行設(shè)計(jì)。

“開發(fā)時(shí)間提前、及開發(fā)周期的縮短，必須要有易用的開發(fā)工具來(lái)降低開發(fā)難度”，田敏杰認(rèn)為，由于是與芯片的開發(fā)同步開發(fā)，這需要芯片公司能夠在早期提供虛擬仿真工具來(lái)同步開發(fā)軟件，其次，滿足功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全需求，需要做好相應(yīng)的測(cè)試和驗(yàn)證，田敏杰表示利用相應(yīng)的虛擬的HIL/SIL/MIL，會(huì)進(jìn)一步降低開發(fā)難度和周期。

在今年的上海車展期間，地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱首次對(duì)外明確了地平線的戰(zhàn)略選擇——AI on Horizon，做AI時(shí)代最底層的賦能者。具體來(lái)看，是聚焦在邊緣AI芯片+工具鏈組成的基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)的搭建和打磨，賦能產(chǎn)業(yè)合作伙伴，向行業(yè)提供“超高性價(jià)比的AI芯片、極致功耗效率、開放的工具鏈、豐富的算法模型樣例和全面的賦能服務(wù)”。

汽車智能化發(fā)展的加速期，少不了政策層面的產(chǎn)業(yè)支持，目前絕大多數(shù)國(guó)家對(duì)于智能汽車的發(fā)展給出了強(qiáng)大的支持力度。

我國(guó)正由工信部、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭籌建國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)創(chuàng)新中心，智能化汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升到國(guó)家層面?！霸谌斯ぶ悄?、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展并加速向各領(lǐng)域滲透的當(dāng)下,發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成共識(shí)。預(yù)計(jì)至2020年，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到1000億元以上?！?工信部部長(zhǎng)苗圩指出，我國(guó)高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展,將其作為解決交通安全、道路擁堵、能源消耗、環(huán)境污染等問(wèn)題的重要手段，帶動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和加速升級(jí)。

國(guó)家發(fā)改委也在加大力度推進(jìn)智能化汽車發(fā)展。發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)包括新能源汽車關(guān)鍵零部件、智能網(wǎng)聯(lián)、動(dòng)力電池回收利用等行業(yè)9大研究中心，著力解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)與裝備等瓶頸問(wèn)題。

近日，韓國(guó)科學(xué)和信息通信技術(shù)部也表示，政府將在未來(lái)三年投資143億韓元（1220萬(wàn)美元），研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體。該部門將把這筆錢投資給無(wú)晶圓廠或芯片設(shè)計(jì)公司以及汽車零部件制造商，開發(fā)用于自動(dòng)駕駛汽車的人工智能芯片。信息通信技術(shù)政策副部長(zhǎng)Jang Seok-young表示，“由于人工智能芯片行業(yè)沒(méi)有占主導(dǎo)地位的技術(shù)，也沒(méi)有絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者，它仍處于早期階段。通過(guò)政府與業(yè)界的合作，我相信我們夠在全球市場(chǎng)上推出具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。Jang補(bǔ)充道，“政府將推進(jìn)一項(xiàng)商業(yè)合作計(jì)劃，幫助企業(yè)盈利。該計(jì)劃可以將該行業(yè)與5G服務(wù)行業(yè)連接起來(lái)?！?/p>

一輛汽車需要大約100個(gè)半導(dǎo)體器件，但ADAS 4級(jí)或以上的汽車將使用大約2000個(gè)半導(dǎo)體器件，芯片公司與汽車OEM間的深度合作，是定義出真正的智能汽車芯片的有效途徑。