特斯拉自動駕駛靠自研芯片，國產(chǎn)智能汽車怎么辦？

曉查 2020-05-12 13:00:45 來源：量子位

允中 發(fā)自 凹非寺
量子位 編輯 | 公眾號 QbitAI

從這個月開始，特斯拉終于跌破30萬，進入補貼行列，與國產(chǎn)汽車展開正面競爭。

在國產(chǎn)汽車和特斯拉之間該如何選擇，除了續(xù)航里程外，最重要的可能就是智能駕駛系統(tǒng)了。

智能駕駛系統(tǒng)該怎么比較？攝像系統(tǒng)、激光雷達、毫米波雷達這些硬件，都是自動駕駛系統(tǒng)的耳和眼，在選購的時候固然不可忽略。另外，和選購手機電腦要看CPU一樣，車載計算平臺也是絕對不可忽視的一項參數(shù)，甚至還可能是決定因素。

車載計算平臺有多重要？

簡單來說，車載計算平臺是一切智能駕駛功能的實現(xiàn)基礎。大部分智能駕駛/駕駛輔助功能的實現(xiàn)原理都是通過處理車載傳感器所收集的數(shù)據(jù)判斷場景，再依據(jù)場景提供相應的功能。

而車載計算平臺就是處理這些數(shù)據(jù)并作出相應判斷的核心單元，其之于車載傳感器以及車載控制系統(tǒng)的關(guān)系，類似于人腦之于五官以及四肢的關(guān)系。

換句話說，沒有車載計算平臺的支撐，為系統(tǒng)增加再多的傳感器或再精準的控制系統(tǒng)都將是徒勞。

由于汽車駕駛場景的復雜程度極高，車輛就需要數(shù)量更多、精度更高的傳感器來覆蓋足夠全面的復雜場景，這就使得車企對車載計算平臺算力的需求進一步增強。

與消費電子領域的計算平臺不同，車載計算平臺在功耗，安全性以及穩(wěn)定性上都有著極其嚴苛的要求，這就使得研發(fā)高算力產(chǎn)品的難度進一步提高。

為了攻克這一難題，特斯拉想盡了一切辦法，甚至選擇了自主研發(fā)計算芯片。

眾所周知，特斯拉是全球智能駕駛領域的標桿，其Autopilot系統(tǒng)無論是在功能開放程度還是實際使用體驗上都要優(yōu)于其它傳統(tǒng)車企的產(chǎn)品。

不過，如果單看Autopilot系統(tǒng)的傳感器布局，你會發(fā)現(xiàn)其并沒有太多出彩的地方，既沒有搭載奧迪A8上的激光雷達，也沒有使用通用Supercruise上的高精地圖，而是僅僅靠著最傳統(tǒng)的攝像頭+毫米波雷達來完成數(shù)據(jù)采集。

其中既有出于整車成本的考量，也有對計算芯片能力的自信。

事實上，Autopilot的出色表現(xiàn)來自于其所使用的AI深度學習算法，支撐這整套復雜算法正是特斯拉自研的高性能車載計算平臺。

早在Autopilot 1.0的時代，馬斯克就敏銳的發(fā)現(xiàn)了車載計算平臺的重要性，而當時為Autopilot提供計算平臺的供應商Mobileye已經(jīng)無法提供讓馬斯克所滿意的產(chǎn)品了。

因此在2016年，我們首次看到了搭載基于NVIDIA Drive PX2定制計算平臺的特斯拉量產(chǎn)車，這就是Autopilot 2.0。

1年后，NVIDIA按照特斯拉的要求對這套計算平臺進行了進一步的更新，也就是業(yè)內(nèi)所說的Autopilot 2.5。

然而NVIDIA的更新步伐仍然無法滿足特斯拉對于高算力計算平臺的需求，最終，馬斯克選擇了邀請傳奇芯片架構(gòu)師Jim Keller出山，帶領特斯拉團隊自主研發(fā)了新一代的車載計算平臺芯片，這就是目前特斯拉Autopilot 3.0系統(tǒng)上所搭載的FSD（Full Self-driving）芯片。

從算力上來看，Autopilot 2.5的計算平臺搭載兩顆NVIDIA Tegra Parker SoC和一顆Pascal架構(gòu)GPU，平臺算力在10 TOPS左右，而Autopilot 3.0搭載兩個特斯拉自研FSD芯片，平臺算力則高達72 TOPS，這要比小鵬P7上所搭載的NVIDIA最新一代Xavier SoC的算力（30 TOPS）還要高出一倍多。

高算力所帶來的性能提升直接體現(xiàn)在了Autopilot 3.0系統(tǒng)的視覺感知能力上，雖然Autopilot 2.5與Autopilot 3.0 所搭載的傳感器布局基本一致，但前者由于算力的限制，車外所有攝像頭中，只有前視三目中的一個攝像頭能夠在高幀數(shù)下運轉(zhuǎn)，而其余攝像頭均只能運行在10幀/秒的幀數(shù)以下。

反觀Autopilot 3.0，其算力可以支撐全部8個攝像頭均在36幀/秒的速度運轉(zhuǎn)。高幀數(shù)所帶來的直接效果就是車輛所能感知到的環(huán)境信息更加豐富，這也使得人工智能算法能夠更準確的識別并標注道路上的物體，從而達到更高的智能駕駛系統(tǒng)表現(xiàn)。

車載計算平臺是車企的阿喀琉斯之踵

特斯拉的芯片自研策略足以說明車載計算平臺的重要性，但是，馬斯克和特斯拉畢竟只有一個，芯片自研之路也不是誰都可以走的，因此，絕大部分車企在整合車載計算平臺時仍然要依賴芯片廠商提供解決方案。

令人遺憾的是，目前車載計算平臺的供應鏈被少數(shù)幾家強勢的Tier 2廠商所壟斷，包括前面提到的Mobileye以及NVIDIA，這意味著上述幾個廠商牢牢控制著智能駕駛領域最核心零部件的研發(fā)與迭代節(jié)奏。

不管車企和Tier 1對高算力平臺的需求多么迫切，也都只能把自己的精力與資源全部押寶于現(xiàn)有的這幾家供應商。也正是市場上車載計算平臺可選擇性的匱乏，導致了眾多車企的智能駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)差異性不強，研發(fā)成本高，更新迭代速度慢等問題。

如果我們把目光聚焦于國內(nèi)，更會發(fā)現(xiàn)車載計算平臺是我國發(fā)展智能駕駛的阿喀琉斯之踵。由于上面提到的計算平臺的壟斷供應商全部是海外企業(yè)，其核心研發(fā)部門均不在國內(nèi)，且在國內(nèi)所提供的產(chǎn)品也都是與全球其它市場同步的標準化解決方案，因此國內(nèi)車企在選擇車載計算平臺時就會面臨三大難題：

1. 國外供應商提供的計算平臺解決方案較為封閉，沒有給國內(nèi)車企流出足夠多的算法定制與自研空間。
2. 由于國外供應商的核心技術(shù)團隊都在海外，其在國內(nèi)提供的本土化技術(shù)支持十分有限，響應速度也遠無法達到國內(nèi)車企的需求。
3. 國外供應商提供的解決方普遍價格較高，議價空間也十分有限。這對本就主打國內(nèi)主打性價比，利潤空間相對較小的國內(nèi)車企來說是一大挑戰(zhàn)。

以最近小鵬發(fā)布的P7為例，為了達成中央計算平臺所需要的高算力，小鵬汽車不惜血本，在P7的車載計算平臺當中首次使用了NVIDIA的最新一代Drive平臺芯片Xavier SoC，據(jù)說Xavier的官方價格達到500美金。

由于確乏本土的供應商，車載計算平臺領域已經(jīng)成為了中國發(fā)展智能駕駛的最大瓶頸。在這個背景下，國內(nèi)智能駕駛產(chǎn)業(yè)的上下游，均在期盼著有國內(nèi)的公司能夠提供有競爭力的車載計算平臺解決方案。

中國汽車芯片迎來機會

針對這樣一個關(guān)鍵的市場缺口，從2018年開始，國內(nèi)浮現(xiàn)了一批提供相關(guān)解決方案的創(chuàng)業(yè)公司，芯片的自主可控近幾年也呼聲頗高。

但車載計算芯片的產(chǎn)品門檻極高，不單單需要企業(yè)具備充足的半導體相關(guān)軟硬件研發(fā)經(jīng)驗，同時在產(chǎn)品的定義與生產(chǎn)等環(huán)節(jié)上還要與汽車行業(yè)的標準嚴格接軌。這就導致了國內(nèi)的“自主芯片”呼聲雖高，但鮮有成熟的產(chǎn)品問世，目前在量產(chǎn)車市場當中實現(xiàn)產(chǎn)品落地的，只有地平線一家創(chuàng)業(yè)公司。

作為國內(nèi)最早的一家專注于AI芯片開發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司，地平線在智能駕駛領域同樣定位于Tier 2。但是與國際廠商不同的是，地平線立足于國內(nèi)，擁有著海外公司所不具備的本土化優(yōu)勢——既地平線能夠更加快速地響應國內(nèi)客戶的需求，并提供符合本土用戶使用習慣的自動駕駛解決方案。

當然，僅依靠本土化能力還遠遠不夠，車載計算平臺開發(fā)的最大難點在于如何在低功耗，高安全性和高穩(wěn)定性的基礎之上實現(xiàn)高算力和高表現(xiàn)。今年，地平線在智能駕駛領域的核心產(chǎn)品征程2芯片實現(xiàn)了首次聯(lián)產(chǎn)項目落地，搭載在了長安UNI-T上。

作為國內(nèi)首款車規(guī)級AI芯片，征程2的性能絲毫不遜色于同級別的海外產(chǎn)品，得益于與Mobileye類似的軟硬結(jié)合研發(fā)模式，征程2可在典型功耗僅2瓦的情況下，提供4 TOPS等效算力。

不過，與Mobileye軟硬結(jié)合所產(chǎn)生的封閉產(chǎn)品策略不同，地平線為了保持自身產(chǎn)品的開放性，特意為其征程芯片配備了一套名為“天工開物”的AI開發(fā)平臺，其中的工具鏈和算法IP給了客戶充足的空間去開發(fā)以及定制符合其自身差異化需求的系統(tǒng)。

在征程2取得市場肯定的基礎之上，地平線正在全力研發(fā)其下一代產(chǎn)品——征程5。據(jù)悉，預計在今年正式推出的征程5將面向高級別自動駕駛市場，其算力將超過特斯拉自研的FSD芯片，達到96 TOPS AI算力。

這也使其有能力驅(qū)動最多16路高清攝像頭同時在高幀數(shù)情況下進行感知。與特斯拉的FSD一樣，征程5的設計也嚴格遵循著“軟件定義硬件”的思路，旨在能夠最大化的將其芯片算力應用于智能駕駛和視覺感知相關(guān)的AI算法，可以說征程5+“天工開物”的組合未來將成為中國車企對標特斯拉的必備解決方案。

雖然疫情給2020年的汽車市場蒙上了一層陰影，但是新能源、自動駕駛?cè)允瞧囆袠I(yè)未來的長期趨勢，對于從事前沿技術(shù)研發(fā)來說，目前這個階段提升技術(shù)內(nèi)功的絕佳時期。

年初我國發(fā)布了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》和《汽車駕駛自動化分級》兩個推薦性國家標準，也從側(cè)面印證了國家對汽車行業(yè)的重視。

國內(nèi)智能汽車在今年的發(fā)展也并沒有任何因疫情而放緩的跡象，國內(nèi)車企對于高級別自動駕駛系統(tǒng)的渴求甚至不降反升，這是包括地平線在內(nèi)的國產(chǎn)汽車芯片公司發(fā)展的一個重要機遇。