在智能汽車時代,芯片和軟件的話語權正在不斷被強化,伴隨中國自主品牌的高速崛起,他們在智能駕駛領域的布局與投入正是地平線這些芯片創企爆發式成長的肥沃土壤。中國智能汽車產業“電力有寧德時代,算力有地平線”并非臆想,但需要冷靜看待中國的芯片安全不可能指望一家企業突圍,我國在芯片制造領域的短板依然路遠坑深。
AI芯片公司地平線在今年春天開了個媒體溝通會,創始人余凱說:“電力和算力將是智能汽車的兩大基石,我希望,未來中國的智能汽車產業電力有寧德時代,算力有地平線。”
彼時寧德時代已是世界第一大動力電池供應商,而地平線雖然已引起業內關注,但除了長安汽車UNI-T,尚不方便透露其合作量產的車型。
昨天寧德時代對外發布了最新研發的納離子電池,電芯單體能量密度高達160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;這是寧德時代在動力電池領域里程碑式的進步。
巧合的是同一天在上海,地平線發布了面向全場景整車智能的中央計算芯片征程5,其單顆芯片AI算力高達128TOPS,支持16路攝像頭感知計算,毫秒級協同,支持自動駕駛所需要的多傳感器融合、預測和規劃控制等需求。
最多支持8顆征程5芯片組合形成自動駕駛域控制器,最高算力可達1024TOPS。
對于自動駕駛而言,在保持高精度物體檢測的前提下,計算幀率每秒1283幀,成為目前所有亮相芯片最強的計算性能。
現今市場上已經推出的大算力車規級智能駕駛芯片主要有特斯拉 FSD、英偉達 Orin和Mobileye Eye Q4等。
其中經常被拿來對比的是特斯拉自研的FSD雙核芯片,其單芯片算力可達72TOPS。
不過真正的算力之王是采用更高工藝7nm制程的英偉達Orin芯片,其單芯片算力高達254TOPS。
所以如果客觀看待余凱所說:“它的性能將超越特斯拉的FSD芯片。”單純對比幾方公布的數據,余凱并沒有夸大。
征程5當前宣稱的算力水平,已經可以支持L4級自動駕駛。
主機廠最捧場的芯片發布會
在發布會現場,地平線宣布與上汽集團、長城汽車、江汽集團、長安汽車、比亞迪、哪吒汽車、嵐圖汽車眾多汽車廠商達成征程5芯片首發量產合作意向,并與理想汽車達成基于征程5的預研合作,與大陸集團成立合資公司。
地平線作為一家成立剛剛6年的新創企業,召喚了中國自主品牌近三分之二的領軍人物直接為其站臺。
而他背后,寧德時代、長城、上汽、廣汽都是它的股東。
截至目前,地平線芯片出貨量已經達到40萬片,擁有40多個前裝量產項目,同時,超過13款車型宣布采用了地平線的芯片。
此外,上汽榮威宣布將在明年的RX5車型中搭載征程3芯片,一汽紅旗的多個車型將在明年采用地平線的芯片。
進入2021年,地平線有如抱著火箭一般飛速生長,成為中國主機廠爭相擁抱的紅人。
中國智能汽車產業“電力有寧德時代,算力有地平線”的念想有了成真的征兆。
不過一味追求算力并不能解決智能汽車最核心的智聯交互和智能駕駛問題。
它需要平衡成本與安全,更需要低延時,低功耗和高可靠性。
在核心架構上,這也是地平線的核心技術,征程5的CPU部分采用8核心ARM Cortex A55,AI運算單元采用具有自主知識產權的雙核心BPU(Brain Processor Unit)第三代架構貝葉斯架構。
這一架構采用大規模的異構進程計算,針對場景配比最佳的計算模式,從而大大降低計算的功耗和延遲,并提升計算效率。
征程5芯片還有2個ISP核心、計算機視覺引擎、2個DSP核心、視頻編碼解碼單元。
在保障穩定運行方面,征程5采用了安全島設計。
在安全認證方面,取得了ASIL-B級別功能安全產品認證,同時基于征程5的系統達到ASIL-D級別安全要求和AEC-Q100 Grade 2級別認證。
在信息安全方面,征程5擁有完整的加密引擎,支持多種加密算法,包括國密算法。
在接口方面,支持4x4 MIPI共16路攝像頭輸入,2個千兆以太網接口、4個CAN-FD,用于雷達系統集成,以及2個PCIe 3.0 用于車載計算平臺。
在延遲方面,通過8兆攝像頭采集超高圖像的輸入,完全感知結果的輸出,征程5僅有60毫秒的延遲,相比競爭對手150毫秒以上的延遲是維度上的提升。
而只有30W的低功耗對于系統的穩定運行至關重要。
以上這些硬核指標,都讓征程5成一款為高等級自動駕駛(L3、L4)而生的芯片。
覆蓋L2到L4級別的智能駕駛完整解決方案
不過在今天的智能駕駛領域,一款好的芯片還需要解決三大問題:算力浪費、生態缺失和數據風險。
為此地平線發布了一系列圍繞征程5打造的產品:
以征程5為基礎的高性能大算力整車智能計算平臺MATRIX 5中央計算平臺、
集成全場景自動駕駛和車內外聯動體驗于一體的Horizon Matrix SuperDrive整車智能解決方案,
開源安全實時操作系統TogetherOS、
以及針對智能汽車產業鏈上下游合作伙伴的生態合作理念。
從芯片到整車智能解決方案再到智能汽車操作系統,從硬到軟,從產品到服務,地平線在智能汽車領域的布局,隱隱間感覺華為在智能汽車領域最有份量的競爭對手已經出現。
Horizon Matrix SuperDrive整車智能解決方案之于Huawei inside;開源安全實時操作系統TogetherOS之于鴻蒙車機系統。
布局何其的相似。
這不由讓人期待阿波羅、華為、地平線上演一幕智能汽車時代的三國殺。
再回到地平線的具體產品,我們如何評價征程5的發布讓地平線具備了提供從L2到L4級別智能駕駛能力的完整解決方案呢?
在今年上海車展期間,地平線發布了三套智能駕駛解決方案:
Horizon Matrix Mono輔助駕駛解決方案、
Horizon Matrix Pilot領航駕駛解決方案、
Horizon Matrix FSD全自動駕駛解決方案,
以及針對智能座艙的Horizon Halo 車載智能交互解決方案。
Horizon Matrix Mono輔助駕駛解決方案是以征程2芯片為核心,Horizon Matrix Pilot領航駕駛解決方案則是以征程3芯片為核心,Horizon Matrix FSD全自動駕駛解決方案則是建構在剛剛發布的征程5芯片之上。
這三套方案正好覆蓋L2到L4級別智能駕駛能力,它實際上解決了算力浪費問題,通過不同的組合搭建不同配置、不同價位的車型。
智駕君今年在上海車展期間體驗了以征程3芯片為核心的Horizon Matrix Pilot領航駕駛解決方案,它面向10萬元級別的自主品牌可以實現接近L3級的自動駕駛功能。
事實上它對于智能駕駛在大眾消費者層面認識、接受自動駕駛意義深遠。
這一解決方案目前正在眾多車型中測試,其量產車型今年即有望正式上市。
智駕君在上海車展期間親身體驗了這一系統,在沒有配備激光雷達的情況下,基于攝像頭的識別感知能力,可以在高速公路實現正常并線、匝道并線、變道超車、領航輔助等功能。
讓智駕君頗為驚訝的是其在出高速擁擠的路段,在自動駕駛狀態下居然做到了安全加塞并線。
這一方案意味著,中國銷售量最大的中端和經濟型車市場有望在今明兩年擁有多場景應用的L2級自動駕駛能力。
它事實上也回答了15萬元以下能不能打造智能汽車的爭論。
這對于中國智能汽車的普及和推廣以及基礎設施的建設意義深遠。
而基于征程5的高算力、高功能安全等級,以及匹配的高性能感知算法和完善的開發驗證工具,地平線打造的Horizon Matrix FSD全自動駕駛解決方案可支持12路攝像頭方案,可選用激光雷達,實現點到點無接管自動駕駛、城區泊車和自動喚車,全場景覆蓋的自動駕駛。
這一方案在征程5的發布會上進一步融入了座艙智能交互和車內外聯動的整車智能,更名為Horizon Matrix SuperDrive全場景整車智能解決方案。
它以征程5為核心,融合了47個傳感器,可互為補充,能夠滿足高速、城區、泊車以及智能人機交互等全場景整車智能需求。Horizon Matrix SuperDrive可打通車內外功能,基于車外路況和車內駕駛員狀態融合判斷主動介入;或基于車內場景感知和理解動態調整駕駛策略,從而建立人機互信的人車共駕體驗。
目前基于征程5的視覺感知算法原型也已成功打通,完成了多攝像頭的感知、端到端模型的部署,從系統角度實現從數據標注學習到模型訓練以及部署的迭代,為L3/L4級別自動駕駛解決方案的落地打開了量產落地之門。
當然它也是一款可以針對不同場景的需求和落地車型的定位與價位進行不同配置和應用的方案。
今年年底Horizon Matrix SuperDrive將能實現城區L4級復雜自動駕駛的DEMO車演示。明年四季度,Horizon Matrix SuperDrive會進入SOP量產階段。
這一解決方案的核心是以征程5芯片為基礎的高性能大算力整車智計算平臺Matrix 5,它為多種整車智能應用場景提供算力、算法、開發效率的協同支持,實現效能最大化。
Matrix 5 單板4顆征程5,算力512 TOPS,雙板聯合1024TOPS AI算力,能夠滿足ADAS、高等級自動駕駛、智能座艙等多場景需求,并且擁有豐富的接口;包括48路攝像頭輸入通路,最高可支持多路800萬像素、多路毫米波雷達、4D成像雷達、激光雷達、超聲波及麥克風陣列的接入,使車內外能夠實現全方位、多模態感知。
Matrix 5在前視感知、360°視覺感知、全自動駕駛、多類傳感器融合、定位決策規劃、多模感知等方面創造更多智能化可能,助力前視輔助駕駛、領航輔助駕駛、限定場景自動駕駛、智能座艙等應用場景的智能化與個性化開發。
基于這一平臺,四家Tier 1像大陸集團、東軟睿馳、立訊集團、聯成開拓同一時間對外宣布推出了基于Matrix 5平臺多形態的域控制器。
定位Tier 2與打造智能汽車時代Wintel的野望
在介紹完征程5和圍繞它打造的Matrix 5平臺之后,我們有必要重點介紹一下此次余凱發布的基于安全微內核架構的開源實時車載操作系統——TogetherOS。
它基于基于開源微內核seL4開發,是一款既可向上兼容,也可向下兼容的實時操作系統。
TogetherOS能夠滿足高等級自動駕駛實時性要求和功能安全要求,可覆蓋自動駕駛、智能交互、智能網聯、智能車控等車載應用場景。
它的強大在于,不僅適配征程芯片,也適配英偉達、高通等業界多種SoC。
同時兼容Linux、安卓、斑馬、QNX以及鴻蒙等多種操作系統。
在這一系統內它同時融合了可大幅降低開發門檻的AI開發工具鏈——Horizon OpenExplorer天工開物全鏈路AI開發平臺,以及完整沉淀智能汽車AI軟件研發Knowhow的AI開發工具平臺——地平線艾迪。
它支持汽車客戶與合作伙伴AI軟件產品的個性化開發與量產,也支持實現軟件迭代流程的自動化。
在余凱宣布的TogetherOS首批生態合作伙伴中有AutoCore、長安汽車、長城汽車、江汽集團、雄獅科技、斑馬智行、上汽集團。
它解決了芯片的生態問題。
在PC時代,微軟和英特爾建立的Wintel聯盟是一個超越國界的帝國。它不僅將比爾·蓋茨推上世界首富,也壟斷了PC時代的數字基礎設施建設。
而征程芯片+TogetherOS會成為智能汽車時代的Wintel嗎?
相信現在相信這一判斷的人并不多,汽車產業太龐大,競爭對手也大多,以今天地平線的體量而言尚無法支撐這樣的夢想。
但以地平線6年來的發展到今天被主機廠環繞,其成長速度,令人驚嘆。
這種過快的成長速度,事實上也讓余凱和他創辦的地平線有種如履薄冰之感。對于提供芯片和操作系統的供應商,在智能汽車時代絕對是妥妥的Tier1角色。但顯然地平線也怕驚動主機廠的靈魂與軀殼之辯。
明明做著Tier1的活,地平線卻在這個夏天高喊始終定位為Tier2。做Tier1曾是余凱和地平線的夢想,但逐漸在智能駕駛芯片市場占據一席之地后,地平線聰明地開始以Tier 2的形式尋求建立更廣泛的聯盟。
余凱在發布會中向眾多合作伙伴承諾:“地平線將始終定位Tier 2,不做量產硬件、不做軟件捆綁、不做封閉打包方案。”
這背后與華為在汽車業的處境有相似之處。
其圍繞征程5芯片打造的整車智能方案,事實上可以以Tier1的形式直接賣給主機廠。但無疑這也意味著地平線直接在市場上諸多提供一體化解決方案的企業宣示競爭。
在當前自動駕駛能力的構造中,主要有三種類型:
其一由主機廠主動購買芯片進行算法研究;
其二是由科技公司和零部件企業聯合提供整套自動駕駛技術;
第三種則是由零部件企業單獨直接提供算法和芯片。
自動駕駛技術需要大量的數據積累和軟件算法已是常識,但當前多數汽車品牌不具備自研的實力和體量,因此軟硬件打包的自動駕駛解決方案目前在市場上廣受歡迎。
但地平線的聰明之處在于,地平線主動將芯片+工具鏈開放給主機廠,幫助他們做算法研發。
而另一個趨勢是在智能汽車時代,芯片和軟件的話語權正在不斷被強化,如同華為也很難將其定位為Tier1還是Tier 2,于是華為干脆跳出這種傳統定位,稱自己為智能汽車賦能者。
所以地平線的Tier 2定位是一種對傳統格局的安撫與有意藏鋒。
行文至此,再回到開頭那個問題,地平線會成為像寧德時代一樣具有世界影響力的智能電動汽車的企業嗎?
機會當然是存在的,鑒于中國自主品牌的高速崛起,他們在智能駕駛領域的布局與投入正是地平線爆發式成長的肥沃大地。
在征程 5發布之后,性能更為強勁的汽車智能芯片征程 6(Journey 6)也已在路上,它采用車規級 7nm 工藝,人工智能算力超過 512 TOPS 。
從這個角度而言,“電力有寧德時代,算力有地平線”并不是虛妄的臆想,而是中國汽車工業的現實需求。
中國的車載芯片供應安全依然是短板
但是在地平線這樣的高光時刻,智駕君仍要不合時宜的潑一點冷水,中國的芯片安全不可能指望一家企業突圍。
需要指出的是,地平線在算力層面呈現出了讓人激動的產品,在智能駕駛領域已是中國本土市場最為耀眼的一只獨角獸,但是它與眾多新創芯片公司一樣,屬于芯片設計公司,它的生產制造依然要依賴臺積電。
連日來,在車載芯片領域,超星未來、芯馳科技、黑芝麻智能等創立不到五年的公司都宣布了最新的芯片流片,不少喊出了比肩英偉達的口號。
但是他們與地平線一樣,都屬于芯片設計公司,都受制于臺積電的產能限制。
正如華為創立的海思一樣,中國在芯片設計層面已經追平世界一流,但就整個產業鏈而言,特別是在生產制造方面尚有短板,即便是被寄予厚望的中芯國際尚不能承擔此任。
這個短板同樣制約著我國智能汽車芯片供應的穩定與安全。
來源:蓋世汽車