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發布時間:2022-08-11作者來源:薩科微瀏覽:2182
自動駕駛芯片,
被喻為芯片領域的“珠穆朗瑪峰”。
其前景之廣闊、技術之前沿,吸引了一大批芯片廠商和車企的布局,但其研發成本、技術壁壘與同行競爭的“三高”也勸退了無數進軍者。
而就在這個龍爭虎斗的賽道,又要迎來一位野心勃勃的玩家。
有媒體報道,比亞迪正計劃自主研發智能駕駛專用芯片,由比亞迪半導體團隊牽頭,同時也在招募BSP(板級支持包)技術團隊。
回首比亞迪近年的動作:2020年推出刀片電池,火爆車圈,今年已經量產;2021年末,比亞迪以58.4萬臺的銷量,奪得中國新能源廠商零售桂冠;今年4月,比亞迪官宣停產燃油車,宣誓其全面進攻新能源領域的決心。
而與自動駕駛芯片有關的事件,集中發生在今年。3月,比亞迪宣布與英偉達合作,將于明年在其部分車型上搭載英偉達DRIVE Hyperion平臺,實現車輛智能駕駛;4月,比亞迪與地平線正式達成定點合作,將在部分車型上搭載地平線高性能、大算力自動駕駛芯片征程5,實現高等級自動駕駛功能。
在綁定英偉達、地平線等龍頭廠商之后,比亞迪仍堅持自研自動駕駛芯片,意欲何為?比亞迪又會遇到哪些機遇和挑戰?
01
繞不開的自研之路
“新能源汽車的上半場是電動化,下半場是智能化。”王傳福說。
早在2018年,比亞迪就在自身車型元EV中使用了專為純電車開發的e平臺。在e平臺中,通過將自研動力電池、電機、電控系統與中控屏等關鍵部件高度集成,實現成本與性能的完美結合。
可以說,在電動化領域,比亞迪作為[敏感詞]實現三電系統全棧自研的主機廠,是中國新能源車企中的佼佼者。
但在智能化方向,比亞迪可打的牌,似乎不多。
自2018年比亞迪推出智能網聯系統DiLink 1.0以來,其一共僅更新過四個版本,相比于新勢力們“幾周一更”的頻率,迭代速度確顯遲緩。對于比亞迪的OTA能力,更有車主吐槽,“買了兩年僅升級了一次”“想更新還要去4S店排隊,算什么OTA”……
而在座艙硬件上,相比于其他車企的中高端車型使用高通旗艦級處理器(8系列),比亞迪在旗艦車型漢的車機上采用的仍是中端處理器(6系列)。
但如果說OTA能力和硬件配置還可以通過縮短開發周期、加大投入來改善,那么自動駕駛短板的解決則不在一朝一夕。
相比于新勢力們對智能駕駛的重視,比亞迪在2020年才推出[敏感詞]版輔助駕駛系統,實現L2級功能,使用的也是博世的整套解決方案。
比亞迪真正在自動駕駛上發力,是從去年開始的。
近兩年,比亞迪投資AI芯片廠商地平線、激光雷達廠商速騰聚創,與自動駕駛公司Momenta合資成立公司。另外,其還與百度、地平線、英偉達在自動駕駛領域達成合作。
(圖源:比亞迪官網)
要實現自動駕駛功能,軟件算法、硬件配置和數據處理三個要素缺一不可。而在三個要素中,芯片作為將算法訓練和數據處理形成閉環的關鍵計算平臺,被認為是智能駕駛汽車生態發展的核心。芯片的性能,即決定了自動駕駛的效率。
王傳福說,“在智能化領域,比亞迪會像在電動化領域一樣,將所有核心技術打通,并進行充分驗證。”
(圖源:比亞迪官網)
而自動駕駛芯片,正是[敏感詞]個“核心技術”。其動機可以從同行的布局中窺探一二。
國內新勢力中,小鵬于去年被曝啟動自研芯片項目,且在積極招募芯片技術人才;蔚來則是在2020年開始規劃研發芯片,并于去年挖到前賽靈思亞太實驗室主任胡成臣任汽車技術專家;理想則在今年5月成立新公司理想智動,業務包含芯片設計,被認為即將開始自研芯片。
但自研芯片最早、也是目前[敏感詞]量產裝車的,還要屬特斯拉。
最初與中國車廠一樣,特斯拉也用過Mobileye、英偉達的芯片,但最終還是走上了自研之路。用馬斯克的話說,“無論是Mobileye還是Nvidia,都無法滿足我們對于性能、研發進度、成本、功率方面的要求”。
研發進度上,芯片需要與算法和車輛相互配合,而特斯拉既擁有自研算法,又自造汽車,因此這些環節則可實現內部流轉、集成開發,使三者的迭代速度遠高于合作模式。去年,英偉達OrinX芯片延期交付,而當時采用這一路線的上汽、小鵬等車廠的交車就受到了不同程度的影響。
成本上,由于使用自研加自產模式,特斯拉自研HW3.0成本約為1600美元,使用的英偉達HW2.5成本則在2000美元左右,節省了20%。
性能功耗上,據汽車媒體統計,HW3.0的綜合性能表現方面是HW2.5的2.5倍,而功耗水平只漲了26%。
因此,自研芯片不但可以使車企在成本、性能、研發進度上不受制于芯片供應商,避免影響終端;更重要的則是使車企通過服務自身算法和數據,將自動駕駛的自主權牢牢掌握在自己手中。
02
難度加倍的挑戰
據悉,比亞迪本次自研自動駕駛芯片,由比亞迪半導體團隊牽頭。
自2002年比亞迪成立IC設計部,2004年獨立為比亞迪半導體股份有限公司,這支團隊在造“芯”上,已有20年經驗了。
但比亞迪半導體的誕生其實并非主動選擇,而是“被逼”的。
多年前,無論是王傳福,還是比亞迪半導體高管在接受采訪時都說,“造芯不是因為想造,而是因為買不到”。比亞迪半導體招股書也顯示,其2018-2021年的車規級芯片業務中,除2019年外,自用數量均占到總產量的一半以上。
因此,比亞迪半導體從戰略上就是比亞迪孵化,用以服務于其主營業務的“產業鏈公司”。
而當自動駕駛芯片成為了比亞迪打通新能源汽車下半場的關鍵技術,重擔又落到了比亞迪半導體頭上。
從招股書中可以看出,比亞迪半導體的版圖,是以車規級半導體為核心,同步推動工業、家電、新能源、消費電子等領域的半導體業務發展。而在車規級芯片中,其主要產品是IGBT、SiC器件、IPM、MCU等,用于電機驅動控制、整車熱管理、車身控制系統等,尚未涉足SoC芯片。
(圖源:比亞迪半導體)
其中,IGBT是比亞迪半導體較為擅長的領域。招股書披露,比亞迪IGBT采用IDM模式,能夠自行設計、制造與封裝,在2019年中國新能源乘用車IGBT模塊市場,比亞迪位列全球第二、國內[敏感詞],2020年繼續維持該排名。
但涉及到“車身控制”,以及自動駕駛所需的計算、存儲等領域,比亞迪半導體能力還未完全覆蓋。例如,2022年3月,比亞迪發布車規級8位MCU BS9000AMXX系列,主打通用MCU場景,可滿足車內飾燈、門把手、空調觸摸面板、各類傳感器應用、電機控制等需求,定位偏中低端。
進一步,如果把目光轉向自動駕駛芯片市場,難度又上升了不止一個量級。
放眼全球,自動駕駛芯片按技術路徑劃分,可分為三大陣營:
最[敏感詞]的陣營,以英偉達、特斯拉為代表,采用CPU+GPU+ASIC方案,難度[敏感詞]、風險[敏感詞];
其次,Mobileye、地平線等新興科技公司,多采用CPU+ASIC方案;
以Waymo、百度為代表的公司,則采用CPU+FPGA方案為主。
從CPU、GPU、FPGA 到ASIC,通用性越來越差, 效率越來越高。
特斯拉作為最[敏感詞]的新能源汽車公司,在馬斯克“[敏感詞]性原理”驅動下,一上來就選擇了最為hard的芯片技術路徑——不僅要自研ASIC,還將技術側重點都押注在ASIC上。
在自動駕駛芯片領域,ASIC是令許多廠商又愛又怕的存在。它專門為某一項算法定制,不像GPU那樣堆料,容易控制硬件成本、功耗表現也十分優越,但挑戰它也意味著巨大的風險:由于僅支持單一算法,沒有重構能力,也就意味著,一旦算法需要大幅迭代優化,架構就要推倒重來,故對芯片廠商算法、IC設計上,提出了極高的要求。
相比之下,英偉達則憑借在GPU方面的[敏感詞]優勢,側重于利用GPU,保持對FPGA和ASIC算力上的優勢。為了滿足愈來愈高的算力需求,英偉達不得不在GPU方面采用“堆料”模式,造成了愈來愈高的成本、愈來愈大的功耗。但在當下的車規級市場,由于找不到更好的替代方案,許多車企只能妥協承受,亦或是,采用FPGA這樣折中的自研路徑。
FPGA全稱Field Programmable Gate Array,可理解為半成品版本的ASIC,其運算性能優于GPU,又具備可重構性,成為不少企業的“入門級”選擇。如Mobileye、地平線等,均是先以FPGA路徑切入,后期再進階,聚焦ASIC芯片,以此分攤ASIC帶來的巨大研發風險。
然而,折中的方案卻也會帶來“兩頭不沾”的代價——成本高、功耗高、技術難度大、適配與量產難度大,都使廠商面臨不小的挑戰。
總結來說,在自動駕駛芯片領域,無論走哪種路線,全球還未探索出一條既低成本、低風險,又兼具高性能的方案。凡有選擇,皆有代價。對比亞迪半導體,在高性能車規芯片領域,其技術積累還較為空白,是選擇折中方案,還是直接挑戰[敏感詞]峰,都將承受巨大風險。
不過,研發自動駕駛芯片不止依靠“硬實力”,“軟實力”也是不可或缺的條件。在這方面,比亞迪表現不俗。
首先,是比亞迪銷量的背書。
根據東吳證券報告,芯片行業是競爭壁壘極高的寡頭格局行業,在企業獲得先發優勢后,可以憑借較大的出貨量平攤研發費用。
報告也提出,擁有龐大消費市場是芯片攪局者成功“分羹”的重要因素,蘋果、特斯拉、華為都是先例。
而讓比亞迪有信心斥巨資投入其中的,或許正是其穩定的“自用訂單”。
在2021年中國新能源乘用車中,比亞迪以58.4萬臺的成績力壓五菱、特斯拉,問鼎[敏感詞];放眼全球,比亞迪也僅次于特斯拉,排名第二。
而比亞迪,似乎想做第二個特斯拉。
除了銷量外,足夠的資金支持也是比亞迪的必要條件。
行業專家指出,研發自動駕駛芯片所需的資金投入為10億人民幣到10億美元不等。
根據招股書,自2018年起,比亞迪半導體的研發費用分別為1.10億、0.97億、1.35億、0.97億(2021上半年)。對于比亞迪半導體來說,這個項目的量級顯然有些大了。
但若將視角放到比亞迪在汽車領域的布局,10億的投入似乎并不是天方夜譚。
財報顯示,2021年,比亞迪在汽車板塊的研發費用為51.4億元,在研發端占比48.3%,在汽車項目上的開發支出成本總計有99億元。
有足夠的訂單與資金做靠山,比亞迪入局自動駕駛芯片也就具備了外部條件。
但這些,顯然還不夠。
03
不止要算法,還要會挖人
放眼各大新能源車企,特斯拉在自研自動駕駛芯片上,[敏感詞]且[敏感詞]。
早在2019年,特斯拉就已將其自主研發的FSD芯片搭載在全系車型中,擺脫了對Mobileye、英偉達等芯片廠的依賴,成為全球[敏感詞]實現自動駕駛核心領域全棧自研自產的科技公司。
也許是受成功者的影響,國內頭部車企也紛紛傳出自研芯片消息,其中包括人們熟知“蔚小理”,但至今仍沒有流片的跡象。
那么,特斯拉的成功自研,比亞迪能做到嗎?
首先,特斯拉作為智能汽車的“吃螃蟹者”,在軟件算法與數據處理能力上的先發優勢,決定了其芯片的高效。
早在Autopilot 1.0時代,特斯拉就已開發出一套完整的AI深度學習算法,該算法基于深度神經網絡的視覺處理工具Tesla Vision,能夠對行車環境進行專業的解構分析,同時借助其售出車輛搜集的大量數據,反過來對Tesla Vision的神經網絡進行訓練和改進。
而軟硬件的協同,正是自動駕駛SoC芯片的重中之重。
特斯拉FSD芯片,就是從算法需求出發,進行了芯片架構設計。其核心技術來源于由兩顆NPU組成的NNA(Neural Network Accelerator,神經網絡加速單元)系統,而這兩顆NPU正是以特斯拉自研算法為基礎,負責深度學習及預測功能的處理器。
(特斯拉FSD芯片,圖源:Wikichip)
正如行業專家所說,“特斯拉的做法適應了AI時代的正確理念,由算法定義芯片,軟硬件協同設計。”
在兩家中國芯片頭部廠商的經驗中,也可以得出同樣的結論。
地平線創始人余凱指出,其在自動駕駛芯片的優勢正是深度學習處理器為深度學習軟件服務,用軟件的思維設計芯片;黑芝麻智能CEO單記章也說,設計SoC芯片背后的技術難度很大,其中[敏感詞]的難題就是“深入了解自動駕駛算法,尤其其背后使用的神經網絡”。
但軟件算法,并不是比亞迪所擅長的。
無論是最初采用博世的全家桶方案,還是如今與Momenta、百度等供應商合作,比亞迪自身仍沒有具有自主產權的算法。
特斯拉在算法上可謂費盡了心思,從一開始就“押寶”了純視覺傳感器路線,使機器視覺算法得以快速進化。2015年,馬斯克主導成立了非營利性人工智能研究公司OpenAI。同時,特斯拉也在不斷演進、重寫自動駕駛算法,從2D視覺感知、多攝像頭融合感知俯視,到3D環境建模和動靜態目標檢測……特斯拉在純視覺感知算法的道路上一直在努力。
再看“蔚小理”的情況,小鵬目前已經在“感知-決策-執行”全域實現算法自研,而蔚來、理想也實現了“決策-控制”域的自研,預計今年實現全域自研。
因而在軟件上,相比于擁有自研算法的特斯拉和“蔚小理”,比亞迪仍需補足。
BOSS直聘顯示,比亞迪及比亞迪半導體已在招募“高級算法工程師”“智能駕駛系統專家”,定位ADAS開發,要求有視覺感知算法和雷達算法開發經驗。可見,比亞迪也能意識到自有算法的重要性。
其次,AI芯片的技術門檻,決定了其對研發人員的要求極高。
以特斯拉為例,2016年1月,馬斯克就從AMD挖來了芯片界傳奇人物 Jim Keller,任硬件工程副總裁,其曾供職于DEC、PA semi、AMD、Apple,參與設計過蘋果A4/A5/A6處理器,更是速龍 K8 處理器的總架構師;一位“大佬”仍遠遠不夠,2月,又從Apple挖到了研發總監Pete Bannon,曾任A5芯片核心設計工程師;同時期,來自AMD的谷俊麗也加盟特斯拉FSD,帶領Autopilot硬件工程團隊組建機器學習小組。
行業專家李星宇指出,人才是研發自動駕駛芯片的核心要素。可以說,這些[敏感詞]芯片人才在馬斯克的“感召”下的匯集,是特斯拉成功研發FSD芯片的基礎。
蔚來也不甘示弱。
自2020年10月被曝啟動自研芯片計劃后,原Momenta研發總監任少卿、原小米芯片部門總經理白劍、前賽靈思亞太地區主任胡成臣先后被蔚來挖到,加速其研發流程。
業內認為,芯片的[敏感詞]研發人員很難被車企所招聘,特斯拉的“挖人”成功很大程度是因為馬斯克的個人魅力。
BOSS直聘也顯示,比亞迪正在招聘“智能駕駛域控制器高級硬件專家”,定位“ADAS開發”“SoC級芯片”。
而能否挖到[敏感詞]級人才,還需拭目以待。這取決于王傳福的魅力,更取決于比亞迪的決心。
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