如何定義智能汽車高性能主芯片？

在大數(shù)據(jù)與人工智能邊緣計算相融合的科技驅(qū)動下，一場關(guān)于汽車向電動化、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人們的生活，就像當(dāng)年手機等移動設(shè)備逐漸智能化一樣。

目前，汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)向電子輔助駕駛乃至自動駕駛技術(shù)的嬗變，汽車向智能化發(fā)展首先會搭載先進的傳感器、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，最終實現(xiàn)“自動駕駛和遠程駕駛”。很多廠商都已經(jīng)開啟不同階段的自動駕駛計劃，比如特斯拉、奧迪、寶馬、谷歌、長安、一汽、吉利、蔚來汽車、百度等等。

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

田敏杰闡述了車載芯片的發(fā)展歷程，過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)，并且正在加強以GPU和CPU為核心的智能輔助駕駛芯片，他認為，未來智能汽車主芯片將向以ASIC為核心的自動駕駛芯片發(fā)展，這類芯片同時具備定制化與通用型的特點。

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日自動駕駛?cè)张兜男畔?，歷時3年秘密研發(fā)，特斯拉已經(jīng)完成車載AI芯片的設(shè)計生產(chǎn)（由三星代工），SOC算力超過了應(yīng)用于AP2.0的英偉達Drive PX2，并已經(jīng)實現(xiàn)裝車。此前，自動駕駛芯片基本被英偉達和Mobileye（已被Intel收購）兩大巨頭壟斷，此次自研車載芯片是特斯拉近幾年來最重要的硬件創(chuàng)新，將使特斯拉成為唯一一家具有自動駕駛芯片研發(fā)設(shè)計能力的汽車制造商，進一步擴大在智能化和無人駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。

自從特斯拉 CEO馬斯克“自研芯片”的宣言，一度成為整個業(yè)界的頭條新聞，零跑汽車也想要跟上這家硅谷獨角獸的步伐節(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)布會上，零跑汽車創(chuàng)始人兼中國安防行業(yè)領(lǐng)軍者大華股份董事長朱江明先生，在發(fā)布會現(xiàn)場放下豪言稱：“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)了處理速度是某國際一線供應(yīng)商兩倍的智能汽車芯片?！?/p>

從原理來看，無論哪條自動駕駛技術(shù)路徑，對海量數(shù)據(jù)的處理和學(xué)習(xí)能力都至關(guān)重要，因此，汽車AI的實現(xiàn)需要底層軟件到硬件的全方位變革。

在過去的數(shù)年里，我們看到自動駕駛的等級每提高一級，AI算力差不多要提升一個數(shù)量級，如果要實現(xiàn)全自動駕駛，我們需要1000TOPS量級的算力，這已經(jīng)達到人腦的算力。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)同進行設(shè)計。

“開發(fā)時間提前、及開發(fā)周期的縮短，必須要有易用的開發(fā)工具來降低開發(fā)難度”，田敏杰認為，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)的測試和驗證，田敏杰表示利用相應(yīng)的虛擬的HIL/SIL/MIL，會進一步降低開發(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余凱首次對外明確了地平線的戰(zhàn)略選擇——AI on Horizon，做AI時代最底層的賦能者。具體來看，是聚焦在邊緣AI芯片+工具鏈組成的基礎(chǔ)技術(shù)平臺的搭建和打磨，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)國家對于智能汽車的發(fā)展給出了強大的支持力度。

我國正由工信部、中國汽車工程學(xué)會牽頭籌建國家智能網(wǎng)聯(lián)創(chuàng)新中心，智能化汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升到國家層面。“在人工智能、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。預(yù)計至2020年，我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場規(guī)模可達到1000億元以上?！?工信部部長苗圩指出，我國高度重視智能網(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)境污染等問題的重要手段，帶動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和加速升級。

國家發(fā)改委也在加大力度推進智能化汽車發(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)與裝備等瓶頸問題。

近日，韓國科學(xué)和信息通信技術(shù)部也表示，政府將在未來三年投資143億韓元（1220萬美元），研發(fā)自動駕駛汽車人工智能（AI）驅(qū)動半導(dǎo)體。該部門將把這筆錢投資給無晶圓廠或芯片設(shè)計公司以及汽車零部件制造商，開發(fā)用于自動駕駛汽車的人工智能芯片。信息通信技術(shù)政策副部長Jang Seok-young表示，“由于人工智能芯片行業(yè)沒有占主導(dǎo)地位的技術(shù)，也沒有絕對的領(lǐng)導(dǎo)者，它仍處于早期階段。通過政府與業(yè)界的合作，我相信我們夠在全球市場上推出具有競爭力的產(chǎn)品。Jang補充道，“政府將推進一項商業(yè)合作計劃，幫助企業(yè)盈利。該計劃可以將該行業(yè)與5G服務(wù)行業(yè)連接起來?！?/p>

一輛汽車需要大約100個半導(dǎo)體器件，但ADAS 4級或以上的汽車將使用大約2000個半導(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。