AutocarMax

AutocarMax

Subscription

智能汽车中国方案:芯片生态初长成 | 深度

环形隧道
地平线
芯片

2022-09-02

撰文 | 郑文 周长贤

编辑|周长贤

新时代,新规则,以 「智能化」 为名变革的汽车行业,野蛮得像非洲大草原。

非洲大草原上的动物们,当它们开始迎着太阳奔跑的时候,狮子知道它的速度超过羚羊,才能捕猎成功;而羚羊也知道,它要跑过狮子,才能逃脱被吃掉的命运。

循着这种最原始的本能,开启旅程。正如生物进化,汽车智能化也从只有分布式的神经元的无脊椎动物,转向脑容量巨大的灵长目。

在 「传统汽车」 这片有待智能化开垦的处女地,旧世界已经崩塌,新世界还未到来。

「智能化」 的新秩序,如何缔造?

大部分已经量产的车,电子电气架构都是采用分布式功能架构,新车每增加一个新功能,就会增加相应的电子控制单元(ECU),这些 ECU 通过 CAN/LIN 总线进行通信。

一辆传统车型内部大约有 70 到上百个独立的 ECU,后来,功能越加越多,ECU 也越塞越多,传统的分布式电子电气架构不堪重负。

汽车电子架构开始谋求变革,从分布式向集中域架构,最后形成中央计算 + 区控制架构的过程发展,MCU 精简为数个高算力的集成芯片

ECU 的减负,是把数十个 ECU 模块,逐一进行软硬件剥离,再集中到域控制器。以小鹏汽车为例,进入 EE2.0 时代后,在域控制器中已经可以实现减少 60% 传统 ECU 的数量。

相应的,供应链价值重新组合。「旧世界」 的供应链很长,供应商的层次可以排列为 Tier 1、Tier 2、Tier 3…… 顺序执行的它们秩序井然。而今,在巨大的变数之后,产业模式被重构,价值点在转移,催生出很多新的模态,产业链大幅延长、交错。

随着 「软件定义汽车」 时代的到来,在固若金汤的古堡中,开出新的窗口……

「窗口期」 短暂,且宝贵

软硬件解耦呈现的结果是,计算越来越集中,连接越来越分散。

智能车需要具备的通讯能力、计算能力、存储能力、感知能力都依托于芯片,软件架构都要基于芯片的功能性来进行开发,软件和芯片必须紧密融合在一起,芯片承担着打通软件和硬件的关键任务。

于是,高算力芯片来到舞台中央,围绕它的探索、实践越来越多。其中,热度又以中国市场为最。

地平线副总裁、智能驾驶产品线业务拓展部负责人张宏志

地平线副总裁、智能驾驶产品线业务拓展部负责人张宏志告诉《出行百人会 / AutocarMax》,现在中国市场已经是全世界在智能化领域最火热的市场,全世界的芯片公司都把自己最新的芯片拿到中国来,找到中国品牌车厂进行合作。

某种意义上,中国这块智能化发展的主阵地已经是奥林匹克、世界杯级别的赛场。而我们正处于这个市场的中心。张宏志说不激动是不可能的。

一个可能项是,像地平线这样的中国本土供应商将迎来重要发展机遇。

众所周知,芯片技术遵循摩尔定律,在同样价格的前提下,每 18~24 个月元器件的数目就会翻一番,也就是性能翻一倍。这种恐怖的进化速度意味着,芯片产业链每两年就能把一个先进技术搞成落后技术,换句话说,只要慢一步,之前所有的投资就会全部废掉。

与此同时,芯片的设计开发投入成本非常高。可以想见,在这个领域竞争的参赛者处境有多么艰难。于是,在相当长的时间里,该赛道主要都是国际选手在竞争。

著名的思科前 CEO 约翰・钱伯斯的至理名言是 「快鱼吃慢鱼」,强调互联网经济与工业革命不同,对市场机会的把握要既快又准。这个比喻放在芯片行业更恰当不过,同样也是今天汽车智能化行业的写照。

芯片行业时间窗口很窄。从 PC 到移动,到车载领域,整个计算平台和操作系统是在一个很窄的时机窗口构建起来的。因为,速度慢就无法掌握创新、价值创造的主动权与先机。

最大的问题在于,时间窗口并不直接开给技术最先进的那一位,而是选中一个发展最迅速的生态,在这上面会有成千上万的应用被开发出来,这其中有可能是百万、千万级的开发者做出来的选择。

创新迭代的速度成了关键的制胜点。而组成一个生态,能够通过生态协作的方式,不断去迭代式创新,这是我们把在家门口的 「世界杯」 决赛赢下来的一个关键步骤。

在这么窄的时间窗口内,在这个世界智能化创新中心的位置上,芯片和操作系统构建起来的生态能不能和我们相关?中国芯片企业地平线想试试。

「就是一代人那么几年的职业生涯就奠定了后面的格局。所以说为了加快这个迭代速度,争夺这个窗口期,我们采取的方法就是要搞一个生态,让大家联合起来,共同抓住这个机遇。」 张宏志说。

身为变革的深度参与者,采埃孚产品战略规划高级经理张茜发现,如今有很多开发过程都需要 Tier 1、芯片厂以及 OEM 共同协作,从原来 「交钥匙」 的模式变为现在的深度合作绑定。

这个时间窗口是大家去争夺的,不管是芯片端,还是自动驾驶产品的研发,都是绝对不可以慢下来的,产业链上的参与者都要追求产品化的效率。如果一旦错过了这个时间,就都错过了。

「单打独斗」 已经过时

国外的调研报告形容中国市场时,常常用到 「Fragmented(分裂)」 一词,从外部视角观察,国内的产业分散,缺乏合作的特征明显。

事实却并非如此。比如,地平线非常明确自己的定位,就是 Tier-2,提供芯片和芯片上面的工具、软件和一些参考的算法,然后支持合作伙伴来成就主机厂,为用户创造价值。

地平线创始人兼首席科学家余凯

地平线创始人兼首席科学家余凯明确表示,地平线商业模式的核心就是 「全维利他」,核心战略是打造一家生态型企业。因为,「利他」 才能 「利己」,成就客户,才是成就自己的最佳方式。

在地平线智能驾驶产品线产品规划与 Marketing 高级总监吕鹏的心里,则始终清楚一点,硬件(Soc 芯片侧)会不断收敛,软件侧会百花齐放。这意味着,地平线的竞争紧迫感比行业其他环节的参与者更强,生态构建的意愿也会更强。

只有一个最高效的平台才能支撑上面最丰富的应用,未来有大量的软件生态会衍生出来,但在大算力芯片部分会不断收敛聚集,因此,地平线必须建起一个决赛的生态。

在过去数年中,地平线的迭代速度不可谓不快,不仅保持每年推出一款新芯片的速度,还保持芯片在推出后一年内量产上车的效率,这是更难得的。

「一年半的时间要把我们的计算架构升级一代。」 张宏志进一步透露。

有什么用呢?在硬件完全不变的情况下,提升性能。去年 7 月份,征程 5 发布会上宣布的芯片帧率数据是 1283,通过软件计算架构、软件栈的优化,一年后达到了 1531。

在生态里,地平线很清楚自己能做的,且必须做到极致的只有两件事:一是做好芯片,提高芯片的计算效率,一是做好开源工具。

事情很清晰,但不简单。种类繁多的芯片从低算力的通讯芯片、功率芯片、传感器,到中高算力的 MCU 微控制器,再到技术挑战最高的高性能 AI 芯片、主控芯片,并非简单的算力提升,它们的产业链差距中间隔着 「一堵墙」。

高算力芯片就像个多面手,什么都能干,要处理得了图像、图形、音频等,还要能够深度学习。

它通常包含中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、图像处理单元(ISP)、神经处理单元(NPU)、数字信号处理器(DSP)、存储器(ROM/RAM)等主要单元。

智能网联汽车的高算力芯片难度又更胜一筹。它具有独特的功能和性能要求,在工艺规格上更接近于消费电子芯片,但又保留车规级的要求,同时还有其自身的定制化、专业化、平台化等独特需求。

如此高维的技术攻关,仅仅用算力一个参数来评价是远远不够的,真正考验实力的是整个系统数据综合处理效能,软硬件协同下的 AI 处理能力。

在地平线,用两个衡量指标去判断芯片好坏,一个是 FPS/Watt(FPS 除以功耗),一个是 FPS/Dollar(FPS 除以钱)。后者的意思是,在这款芯片上,要完成算法开发,要花的钱是多少。

螺蛳壳里做道场。张志宏解释,「这是一个很复杂的过程,我们需要在不同的异构计算,还有它的存储上面不断取得平衡。我们通过芯片设计上面计算资源的分配、调度以及过程中的优化,包括存储的优化,把它变得效率足够高。」

「芯片的交付不止硬件,更是一个系统。」 映驰科技 CEO 黄映告诉《出行百人会 / AutocarMax》,「选择可以提供丰富、完善且经量产验证的 AI 芯片 + 工具链厂商,对我们这种聚焦打造中间件的企业来说,可以达到事半功倍的效果。」

对于一款可编程芯片而言,工具链的好坏直接影响着芯片的市场。

地平线构建的以 「芯片 + 工具链」 为核心的高效开放技术平台以及完整成熟的开发环境,是生态得以构建的关键,可以助力合作伙伴在短期内,完成从硬件到软件,从感知到规控的全栈功能研发,并到达实车路测阶段。

地平线团队在行业里问了一圈,如果软件工具和软件开发效率不够,在一个大算力芯片上做高等级自动驾驶可能额外付出 300 个人多干两年的心血,这仅仅是一个车企做一款车型的成本。

余凯坚信,对于地平线来说,打造一个繁荣的软件生态是他们真正要为之努力的目标,他们相信芯片行业的竞争终极意义也在于软件生态,得软件者得天下。

为了尽可能开放,地平线 「毫无底线」 可言,甚至颠覆了业内芯片供应商与客户之间的四种合作模式:

  • 全栈黑盒模式,这种模式不开放,地平线没有采用;

  • 提供计算芯片、工具链供使用者在上面开发,这是英伟达的常规交付方式,地平线提供;

  • TogetherOS 模式,将 DSP 底层软件开源给合作伙伴,使对方迭代速度变快,这部分英伟达仍是黑盒,却是地平线目前的主要合作模式;

  • 芯片合作,地平线甚至可以为合作伙伴做自己的高算力芯片提供支持。

2021 年 7 月 29 日,地平线终于厚积薄发,推出第三代车规级 AI 芯片征程 5,成为业界唯一能够覆盖从 L2 到 L4 全场景整车智能芯片方案的提供商。

凭借在软硬件领域深厚的技术积累和量产经验,以及经过丰富验证的 AI 工具开发,地平线征程 5 是全球唯二,国内首款可以量产的百 TOPS 级的大算力 AI 芯片。

2020 年,地平线只有一个客户长安,到了 2021 年,其主机厂合作伙伴达到 20 余个。

在征程 5 发布会上,地平线一口气宣布了与上汽集团、长城汽车、江汽集团、长安汽车、比亚迪、哪吒汽车、岚图汽车等一众厂商达成征程 5 芯片首发量产合作意向,并与理想汽车达成基于征程 5 的预研合作,与大陆集团成立合资公司。

值得一提的是,自主品牌中,有过半的领军人物直接为地平线站台,足见其盛况。

在芯片合作方面,由 Mobileye 换到地平线之后,理想汽车团队的幸福感提升不少,以致于创始人兼 CEO 李想直呼,地平线是他们见过的配合程度最高、最专业的团队。

「他们大量的团队直接跟我们一起工作,我们在做各种各样的感知测试、标定时,无论是在常熟工厂、还是在实验场、还是在管控道路上,他们都有专业工程师一起跟着我们,这个与之前的芯片厂商合作价值是天壤之别的。」

而在智能汽车产业链各个环节,以芯片为底座的生态正在不断发挥效能,更可喜的是,地平线及其生态合作伙伴为代表的中国企业开始陆续点亮国产方案。

「中国方案」 生态初成长

2022 年夏天,瓜熟蒂落。地平线的软硬件生态伙伴们已经陆续推出基于征程 5 的高阶自动驾驶产品与解决方案,开始全面满足车企面向智能驾驶丰富场景的差异化量产需求。

比如,轻舟智航面向高速 + 城市 NOA 打造极具性价比的高等级自动驾驶方案;鉴智机器人推出高级别自动驾驶量产方案与自动驾驶感知系统方案;觉非科技发布城市通勤融合定位量产解决方案;天准公司发布国产化域控制器量产标准参考方案等。

余凯透露,在地平线天工开物 ®AI 芯片工具链上,已经累计超过百家生态伙伴。它们在地平线的赋能下,蓬勃发展,共同打造智能汽车的中国方案。

然而,难啃的骨头仍然不少。诸如:

芯片总是在演进,算力总是在提升,能不能做出软件的架构屏蔽硬件的变化,使得硬件的变化对软件上层开发带来的变动尽可能少?

不同车型,搭载不同的操作系统,连接不同的云,由此带来的变化,能不能不影响原来开发过的部分,对功能影响尽可能小?

软件迭代周期短,架构能否支持源源不断的新需求 OTA 升级?

这些都是东软睿驰等做基础中间件的企业需要回答的问题。它们无一不在提醒,行业需要一个灵活、稳定、可扩展的中间件支持平台。

虽然,目前使用比较广泛的 AUTOSAR 架构已经将一些功能模块标准化,提高了软件的复用度,也定义了方法论和体系,但它只能解决一些底层基础问题,对于未来汽车大规模智能化的功能扩展局限明显。例如,跨核融合、车云交互,就都没涉及到。

东软睿驰自动驾驶业务线副总监胡骏

事实上,针对 AUTOSAR 标准,东软睿驰推出的 NeuSAR 解决方案已经试图解决上述问题。NeuSAR 提供标准基础软件,中间件 ASF 以及开发工具,提供整车软件开发平台及对应的工具链,以便主机厂可以快速进入到应用开发阶段。

不过,随着软件定义汽车时代的到来,在一款产品的开发过程中,传统的相对封闭的 Tier-1、Tier-2 产业链已经无法适应要求,而是需要更加扁平化、网状,错综复杂,「你中有我,我中有你」 的新型合作模式。这正是东软睿驰与地平线走在一起的重要原因。

用东软睿驰自动驾驶业务线副总监胡骏的话来说,在和地平线的项目合作中,双方都秉承着一个高度开放的心态。整个软件的部署或者说软件栈的实现,都是一个 「你中有我,我中有你」 的状态,一个非常立体和深入合作的模式。

基于这种合作模式,东软睿驰与地平线进行了深度全面的合作,共同打造了一系列产品。

比如,东软睿驰基于征程 5 打造的自动驾驶中央计算平台支持包括智能座舱、智能驾驶等整车功能的跨域集成,实现了中国自动驾驶产业自主化芯片、算法、软件、硬件在研发和量产应用链条方面的全面打通。

此外,基于地平线征程 5 系列、征程 3 系列等人工智能芯片,东软睿驰推出的第四代自动驾驶域控制器 X-Box 是全新的 L2 + 级别域控制器标准品,具备 L2 + 级别行车与泊车功能,将在明年实现 SOP。

毋庸置疑,规模效应产生之后,随之而来的,就是迭代、量产速度的进一步加快。

以轻舟智航与地平线的合作为例。5 月 18 日,双方达成战略合作,短短三个月内,轻舟智航就推出了极具性价比的高等级自动驾驶方案。

预计在 2022 年第三季度,双方基于征程 5 芯片的自动驾驶样车将开展路测;截止到目前,搭载了征程 5 芯片的轻舟智航城市 NOA 方案已落地,预计 2022 年 10 月将开放试乘;到 2023 年,轻舟智航基于征程 5 芯片的高等级自动驾驶方案,将会在地平线的支持下达到量产水平。

轻舟智航联合创始人、CEO 于骞

「之所以能在如此短的时间内取得重要落地成果,主要得益于地平线提供的高效易用的开发工具链,不仅极大地缩短了量产时间,而且节约了大量的人力物力成本。」 轻舟智航联合创始人、CEO 于骞表示。

在高阶自动驾驶的低成本方案出炉的过程中,轻舟智航团队发现征程 5 芯片平台上移植性非常好,尤其是复杂环境的感知算法方面。对于这一特性,地平线的另一个合作伙伴,鉴智机器人团队的体会更为深刻,从新人入手到开发只用了 7 天时间,仅需两个月,自动驾驶方案完成算法迁移。

由此看来,地平线生态战略带来的效率已经切实呈现到市场化过程中,还影响到了一些有 「选择困难症」 的潜在合作伙伴。

智驾科技产品兼项目总监杨家颖透露,「在与地平线合作之前,我们本身对于大算力芯片的选择非常慎重,也选择过其他一些国内外的芯片厂家,对比下来地平线工具链的成熟度、软件、本土的支持服务都更好。」

据了解,智驾科技将在服务于乘用车企的 MAXIPILOT® 高阶平台方案上,开发基于征程 5 的领航辅助和行泊一体功能产品。

与此同时,随着地平线的生态体系中开始有新的角色出现,进一步弥补了产业链在细分领域的空缺。

6 月 29 日,地平线公布了三家官方授权硬件 IDH(Indepandent Design House)合作伙伴:上海映驰科技有限公司、上海金脉电子科技有限公司、苏州天淮科技股份有限公司。

作为 Tier1.5,三家合作伙伴将基于地平线征程 5,针对不同 Tier 1 的定制化设计需求,以丰富的软硬件开发经验与能力,为客户加速量产智能驾驶解决方案提供支持。

仅仅过去一个半月,天准科技就给出了 「参考答案」 TADC-D52 域控制器,基于双征程 5 这一国产化域控制器量产标准参考方案,成为业内首款集成度高、灵活性好、开放性强的大算力国产化域控制器量产标准参考方案。

「在智能汽车发展的新时代,我们不仅有蔚来、小鹏、理想这样的科技品牌,更重要的是我们需要有中国的解决方案。这是我们觉得非常有必要的事情。」 看到生态合作伙伴们的成绩,地平线总裁陈黎明动情地说。

结语:

尽管产业链各环节产出了一些果实,但业内人士普遍认为,目前还没有真正开启智能汽车的时代。

余凯直言,现在智能驾驶还处于起步阶段,只是做到了 10%,后面还有 90% 的工作,有非常多的事情可以做。

「从竞争格局来看,我们现在还处于春秋时代,百家争鸣,这个生态非常繁荣。」 杨家颖判断,「将来有一天,我们可能就会过渡到战国时代,更多的主题就是合纵连横。」

「如果有机会能够在这个复杂的,有这么多年积淀的产业里,促进行业进步一点点,我觉得都是很了不起的事情。」 曹斌说,「我们满怀着期待和信心。」

在这个机遇空前的时代,不仅是余凯、曹斌、于骞、杨家颖们,还有更多的生态参与者,都将得到历史的及时响应。

而这些 「战国群雄」,眼下最重要的,就是通力协作,加快创新,满足用户需求,继而形成规模效应,在智能化竞赛中,取得领先优势。

由此,更加凸显出产业生态的重要性。

在《有限与无限的游戏里》一书中,詹姆斯・卡斯展示了世界上两种类型的 「游戏」:有限的游戏,其目的在于赢得胜利;无限的游戏,却旨在让游戏永远进行下去。有限的游戏在边界内玩,无限的游戏玩的就是边界,目的在于将更多的人带入到游戏本身中来,从而延续游戏。

对这种说法,余凯觉得非常精准,认为地平线搭建生态,就是为了让更多的人参与进来,共同把蛋糕做大,其实就是一场无限游戏。

我们坚信,在地平线这样的生态参与者和共建者带动下,汽车产业链上的中国力量将凝心聚力,发挥优势资源,进一步促进软件及相关先进技术与汽车智能芯片的充分融合,助力中国智能驾驶产业的高速发展。

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。

Comment · 0

0/3
大胆发表你的想法~
Like
Comment