車東西（公眾號：chedongxi）
作者
| James
編輯
| 漠影
L2級自動駕駛的加速普及，讓國內自動駕駛晶片業迎來快速崛起。
從2018年至今年一季度L2級自動駕駛與新能源車滲透率對比可以發現，L2級自動駕駛正加速普及，普及速度甚至超過了新能源車。
▲2018年～2021年一季度L2級自動駕駛與新能源汽車滲透率比較
L2級自動駕駛市場規模不斷擴大，底層晶片解決方案也成為火熱的一個分支。近年來，先後有地平線、黑芝麻、芯馳科技等初創公司快速崛起，也有華為這樣的傳統ICT企業下場研發，還有造車新勢力零跑汽車自研晶片，自動駕駛晶片行業的火熱程度不亞於手機晶片。
面對海外大廠技術和產品優勢，國內自動駕駛晶片廠商也在提升自身技術實力。從去年到今年，國內自動駕駛晶片迎來前裝量產，實現零的突破。今年，國內自動駕駛晶片方案迎來了裝車潮。
理想ONE、極狐阿爾法S華為HI版、奇瑞螞蟻等多款車型都搭載國內自動駕駛晶片商的產品上市銷售，理想ONE更是火遍了整個汽車市場。
面向未來出行，大算力、更新制程的晶片將不斷投放市場，也會更加考驗廠商的晶片設計能力。而國內眾多晶片廠商，正在用更優秀的晶片方案定義著未來出行場景。
一、
自動駕駛晶片正火 華為地平線領銜
當前，自動駕駛晶片是晶片自主替代最熱的賽道之一，其中就包括了地平線、華為、黑芝麻、芯馳科技、零跑汽車等五家最有實力的玩家。
▲國內頭部自動駕駛晶片產品
根據公開報道，2019年我國L2級自動駕駛滲透率僅有5。2%，而在2020年，這一數字達到了15%。2021年一季度，L2級自動駕駛滲透率達到了17。5%。L2級自動駕駛滲透率的不斷上升已經成為汽車消費市場的大趨勢。
而在更早的時期，國內晶片行業和汽車行業的從業者已經看到了這一明顯趨勢。
2015年，AI晶片創企地平線成立，研發包括自動駕駛晶片在內的車用AI晶片；2016年，自動駕駛晶片創企黑芝麻智慧成立，專攻自動駕駛晶片；2018年，汽車晶片創企芯馳科技成立，聚焦自動駕駛、智慧座艙、中央閘道器晶片；2019年，華為智慧汽車解決方案BU成立，研發智慧汽車全棧解決方案；2020年，零跑汽車還發布了完全自主智慧財產權的自動駕駛晶片凌芯01。
就在上個月，國內AI晶片企業寒武紀也宣佈將在未來推出自動駕駛AI晶片。
從去年到今年，國內幾家自動駕駛晶片企業密集推出晶片方案，正加速量產上車程序。
1、地平線推出三款晶片 兩款已經上車
地平線是國內最早佈局自動駕駛晶片的廠商之一，去年實現了晶片前裝量產上車。最新資料顯示，地平線車載晶片出貨量已經超過40萬片。
地平線首款量產上車的晶片征程2並非全部應用於自動駕駛，而幾乎全部應用於智慧座艙。目前，僅有奇瑞大螞蟻一款車的L2級自動駕駛系統基於地平線征程2晶片開發。
說來也很奇妙，大螞蟻自動駕駛域控制器的Tier 1是中興旗下一級子公司英博超算。所以，中興很可能是自動駕駛行業的一位隱藏大佬。
▲奇瑞大螞蟻（原名奇瑞螞蟻）
奇瑞大螞蟻搭載了基於1顆地平線征程2打造的自動駕駛域控制器，AI算力達到4TOPS。而當前自主品牌大多基於Mobileye EyeQ4晶片打造L2級自動駕駛系統，單顆晶片僅有2。5TOPS算力，相比之下地平線征程2方案還是有一定的優勢。
在功能上，奇瑞大螞蟻能夠實現自適應巡航+車道保持的L2級自動駕駛功能，具備TJA交通擁堵輔助、APA自動泊車的能力，共計近20項駕駛輔助功能。
去年，地平線推出了征程3晶片，並在今年量產裝車。相比於徵程2幾乎全部用於智慧座艙，征程3晶片由於算力提升，加上通過了更嚴苛的車規認證，直接用於L2級自動駕駛。
今年5月，改款理想ONE釋出，就首次採用地平線征程3晶片。
▲理想ONE搭載了兩顆地平線征程3晶片
2021款理想ONE基於兩顆地平線征程3晶片打造，算力達到了10TOPS。而2020款理想ONE採用的是Mobileye EyeQ4自動駕駛晶片，算力上有了巨大提升。
▲2021款理想ONE
同時，基於兩顆征程3晶片，2021款理想ONE在此前L2級自動駕駛能力的基礎之上，還能夠實現NOA導航輔助駕駛的能力，能夠在高速公路上根據導航路線行駛，實現自動出入匝道的功能。據瞭解，2021款理想ONE的NOA功能將在今年9月向用戶推送。
而就在上個月，地平線還發布了征程5晶片，具備128TOPS（INT8）算力，在國內幾家汽車晶片初創公司的產品中，這顆晶片擁有最強的AI算力。
▲地平線征程5晶片
地平線預計，明年第二季度將實現基於征程5晶片的自動駕駛域控制器硬體量產，到明年第四季度，地平線將實現基於征程5晶片的SuperDrive自動駕駛方案量產SOP。
2、華為加速佈局 算力超400TOPS方案量產
從去年開始，華為佈局汽車行業的話題一直火熱，其中最重要的一個發力點就是自動駕駛。
▲極狐阿爾法S華為HI版
今年，華為與極狐共同開發了搭載ADS高階自動駕駛全棧解決方案的極狐阿爾法S華為HI版車型，搭載華為自動駕駛中央超算域控制器（ADCSC）。同時，華為還向車企推出多款自動駕駛計算平臺MDC，可以搭配多種感測器，適用於更多車型。
▲華為ADS技術架構
其中，ADCSC域控制器僅適用於華為全棧自動駕駛解決方案，分為400TOPS和800TOPS兩個算力版本，但華為沒有公佈負責AI計算晶片的具體型號。
華為MDC系列有多個版本，適用於車企的非華為全棧解決方案。MDC目前已經發布了MDC210、MDC300、MDC610和MDC810四個不同算力等級的產品。在華為的幾款域控制器中，自動駕駛晶片引數比較明確的只有兩款，分別是MDC300和MDC610。
華為MDC300的主控CPU採用鯤鵬920S，共有12個核心，算力可以達到150K DMIPS，功耗則為55W。AI處理器採用4顆昇騰310晶片，單顆昇騰310的算力能夠達到16TOPS（INT8），整個域控制器的算力達到64TOPS。
▲華為MDC610採用昇騰610晶片
MDC610的主控CPU共有16個核心，算力達到200K DMIPS。AI處理器採用昇騰610 AI SoC，算力能夠達到200TOPS（INT8）或100TFLOPS（FP16）。在量產產品中，絕對屬於第一梯隊。
▲華為MDC610自動駕駛域控制器
今年上海車展上，華為還宣佈更強的MDC810已經量產，這一域控制器算力能夠達到400TOPS以上，但其AI晶片和主控CPU的引數暫時未知。
到今年年底，極狐阿爾法S華為HI版就將交付消費者，相信進入秋季之後，還將有車企官宣採用華為的自動駕駛方案。
3、黑芝麻三顆大算力晶片流片成功 即將上車
在國內自動駕駛晶片行業中，還有一家初創公司不容小覷，那就是黑芝麻。作為一家初創公司，黑芝麻專注於自動駕駛晶片的開發，而且都是高算力晶片。
▲黑芝麻華山二號A1000L（左）和A1000（右）晶片
其中，去年6月釋出的黑芝麻華山二號A1000晶片擁有超過40TOPS的算力，其中神經網路處理器DynamAI NN擁有39TOPS的算力，加上5個獨立DSP可以讓晶片算力達到43TOPS，此外CPU、GPU、CV加速器也能提供一定算力。
▲華山二號A1000晶片內部
與華山二號A1000同期釋出的還有A1000L晶片，屬於A1000的簡配版，具備16TOPS的算力。
而在今年上海車展上，黑芝麻還發布了華山二號A1000 Pro晶片，其中DynamAI NN神經網路處理器的算力達到106TOPS（INT8）或196TOPS（INT4）。
目前，這三款晶片都已經流片成功，A1000、A1000L已經提供車企開發，即將上車。A1000 Pro在今年三季度提供工程樣片，今年四季度提供開發平臺。
4、芯馳科技共釋出三款晶片 踩準自動駕駛量產步伐
國內汽車晶片初創公司芯馳科技同樣也有自動駕駛佈局。
去年5月，成立不到兩年的芯馳科技推出了V9系列自動駕駛晶片，分別是V9L、V9F。今年4月，芯馳科技再次更新了自動駕駛晶片的產品線，推出了更高算力的V9T晶片。
▲芯馳科技V9T自動駕駛晶片
從L0級別的預警輔助，到L2+級自動駕駛，芯馳科技的晶片產品線已經能夠完全覆蓋。
其中，芯馳科技今年推出的V9T晶片具備1TOPS的算力，支援多感測器融合方案，能夠實現L2級自動駕駛。
此外，芯馳科技與流馬銳馳基於芯馳V9F打造了一套APA自動泊車解決方案。利用4個環式攝像頭和12個超聲波雷達，車輛可以實現在停車場內感知車位，並實現自動泊車入庫的功能。
▲芯馳科技與流馬銳馳合作的自動泊車方案
5、零跑推出完全自主智慧財產權自動駕駛晶片
與此同時，造車新勢力零跑汽車也在加速研發自動駕駛晶片，並於去年推出了第一款自動駕駛晶片凌芯01。並且，相比其他廠商使用ARM架構CPU和其他IP核心，凌芯01的所有核心都有自主智慧財產權，是國內首款完全自主智慧財產權的自動駕駛晶片。
凌芯01這顆SoC採用
平頭哥玄鐵
C860雙核32位CPU，主頻最高1GHz，
支援浮點執行單元，支援
VDSP
向量運算。同時，凌芯01還採用8核心神經網路處理器，最大算力可以達到4。2TOPS，並集成了縮放、歸一化、減均值等硬體加速模組。
據瞭解，即將在今年四季度量產交付的零跑C11就將採用2顆凌芯01自動駕駛晶片，兩顆晶片互為冗餘，為L3級自動駕駛打下硬體基礎。
在此前的一次公開演講中，零跑汽車創始人、董事長朱江明說道，凌芯01晶片由浙江芯昇電子設計，也就是此前浙江大華技術晶片部門。這一部門從2008年起就開始做車牌識別系統，在智慧交通領域已有多年佈局。同時，大華技術在人臉AI識別領域也有大量技術積累，在某些領域已經處於領先地位。
▲朱江明介紹凌芯01
他表示，零跑汽車與浙江芯昇電子合作，研發資源投入到智慧駕駛領域，根據中國道路特點適配，在智慧駕駛領域超越
特斯拉
只是時間問題。
實際上，國內還有多家AI、晶片領域的公司也正在發力自動駕駛晶片， 在上月舉行的世界人工智慧大會上，寒武紀創始人、CEO陳天石博士在演講中就闡釋了寒武紀“雲邊端車”佈局， 寒武紀將推出超200TOPS AI效能、7nm製程自動駕駛平臺。
由此可見，從去年到今年，國內自動駕駛晶片產業正在逐漸崛起，從產品佈局、市場領域都實現了零的突破，而這還僅僅是國內自動駕駛晶片崛起的開始。
二、從AI核心突破 猛追世界先進製程
國內自動駕駛晶片從研發、量產到裝車，幾年時間就實現了零的突破，證明了國內晶片設計的實力。對於自動駕駛晶片來說，最重要的核心之一就是負責AI計算的核心。而恰好，國內幾家頭部自動駕駛晶片企業的AI核心都是自研的。
其中，地平線的征程2、征程3都採用伯努利架構BPU（Brain Processing Unit），而更高算力的征程5晶片採用了貝葉斯BPU，這已經是地平線的第三代AI專用加速計算核心。
貝葉斯BPU支援EfficientNet和Transformer，針對自動駕駛場景的特點，專門針對低批次高效能的模式進行最佳化，實現自動駕駛晶片計算延遲大幅降低。
▲地平線貝葉斯BPU架構
貝葉斯BPU具有張量、向量、深度學習等專用計算所需的計算核，是一個異構的計算單元，每一個計算單元都有L0儲存，並透過高頻寬資料傳輸通路與L1級2D儲存相連。地平線還利用了
跨層聚合（
Layer binning
）技術實現本地化計算多個模型層級，提升近存資料複用率。
算力強大隻是紙面引數，地平線貝葉斯BPU在物體檢測能力上具有更強的表現。
在MS CoCo物體檢測測試中，輸入512*512解析度的影象，
保證
mAP
精度達到
34。6%
的前提下，英偉達
Xavier
的處理速度是
143FPS。由此推算，效能7倍於Xavier的英偉達Orin晶片幀率為1001FPS。而地平線征程5在這一測試中取得的成績是1283FPS，並且擁有更低的功耗。
▲地平線征程5的AI效能表現
華為MDC所採用的昇騰系列晶片，這一系列的晶片目前已經用於華為的人工智慧解決方案之中，覆蓋智慧邊緣方案和資料中心方案。
昇騰晶片採用達芬奇架構，集成了豐富的計算單元，能夠滿足不同型別的計算。從華為官方的MDC610平臺邏輯架構可以看出，AI模組、ISP模組、CPU模組整合在一顆SoC中，並與外部通訊，也是一顆異構架構的SoC。不過MDC300的架構有所不同，雖然也有昇騰310 AI晶片，同時還有一顆鯤鵬920S作為整個域控制器的主控晶片。
目前，華為所公佈的MDC所用AI晶片的引數並不多，但可以肯定的是，昇騰系列AI晶片是海思的自研產品。
黑芝麻同樣如此，在黑芝麻最強晶片華山二號A1000 Pro中，就搭載了黑芝麻自研的影象處理器NeuralIQ ISP以及DynamAI NN神經網路加速器。
其中，DynamAI NN神經網路加速器算力巨大，能夠讓A1000 Pro晶片的INT8算力達到106TOPS，INT4算力達到196TOPS。
▲華山二號A1000晶片內部
在此前釋出的黑芝麻華山二號A1000晶片的DynamAI NN神經網路加速器中，擁有4個3D卷積陣列，主頻為1。2GHz，算力能達到39TOPS；同時還有1個2D GEMM矩陣乘法陣列，主頻800MHz。另外，晶片內還有5個獨立DSP，讓整個晶片的算力可以達到43TOPS。
芯馳科技V9T晶片中，也集成了AI運算加速單元、視覺運算加速單元和3D/2D圖形加速單元，實現1TOPS的算力。同時，也能透過PCIe擴充套件AI算力。
此前推出的V9L/F兩款晶片更注重駕駛輔助，依託CV加速引擎，直接從底層啟動環視元件，啟動時間可以縮短至1。8秒。在先前的採訪中，芯馳科技並沒有透露更多自研核心的資訊。
凌芯01使用了完全自主智慧財產權的核心，使用8核心神經網路處理器，可以根據應用需要，任意組合核心的個數。凌芯01神經網路處理器的最大算力為4。2TOPS，但零跑汽車沒有公佈這顆核心的更多細節。
國內自動駕駛晶片在自研AI核心具備一定的實力，非常值得點贊，這一個AI核心很可能就會決定未來自動駕駛的走向。
而在製程方面，國內自動駕駛晶片或許是未來一個階段需要迎頭趕上的領域。目前，地平線的征程2採用28nm HPC+製程，征程3採用16nm FFC（FinFET Compact），征程5採用16nm FinFET製程；華為昇騰310採用12nm製程；黑芝麻A1000、A1000L以及A1000 Pro三款晶片全部採用16nm FinFET製程；芯馳科技也採用16nm製程；凌芯01則採用28nm HPC+製程。
而目前量產自動駕駛領域，英偉達現有Xavier晶片為16nm製程，特斯拉Hardware 3。0採用14nm製程，Mobileye EyeQ4晶片採用28nm製程，似乎和國內一種自動駕駛晶片沒有太大差距。
但實際上，今年下半年，Mobileye EyeQ5就將搭載與極氪001，採用7nm製程；明年大量裝車的英偉達Orin晶片，採用7nm製程，高通即將上車的Snapdragon Ride自動駕駛解決方案採用5nm製程。有傳言說，特斯拉也正研發下一代自動駕駛電腦Hardware 4。0，採用5nm製程。
而明年前裝上車的國內自動駕駛晶片，大多仍使用16nm製程晶片，其效能表現可能會落後於更先進製程晶片。
三、海外巨頭依然很強 霸主地位能否被撼動？
在實際市場表現上，國內自動駕駛晶片行業的幾家頭部企業已經撬開了市場的一角，但是面向豪華高階市場，國內晶片企業的表現還有較長的路要走。
根據全球ADAS頭部企業Mobileye年初發布的報告，2020年，Mobileye EyeQ系列晶片的出貨量達到1930萬片，覆蓋了全球28家OEM廠商，共有49個專案，這一體量非常巨大。
▲2020年Mobileye的ADAS業務規模
今年下半年，基於Mobileye EyeQ5晶片的自動駕駛方案將開啟量產，極氪001將是首款量產車型，相信明年無論是吉利品牌還是其他自主品牌，都將有更多車型搭載基於EyeQ5晶片的方案。
▲極氪001
同時，英偉達的大算力晶片在自動駕駛行業快速崛起，L4級自動駕駛公司基於英偉達晶片做開發，量產車中已有小鵬P7使用了英偉達Xavier自動駕駛晶片。
而在明年，蔚來、上汽R汽車、智己汽車、法拉第未來等造車新勢力都將使用英偉達的自動駕駛晶片。未來，賓士、沃爾沃、現代、奧迪也將採用英偉達的解決方案。
▲蔚來ET7
也就是說，英偉達正在快速佔領高階車型、L4級自動駕駛市場。即便英偉達裝車量並沒有Mobileye高，但基於英偉達晶片的自動駕駛方案，幾乎就是當前自動駕駛金字塔的頂端。
同時，還有特斯拉這一重要玩家，超百萬保有量的特斯拉對比任何造車新勢力都具有巨大優勢，真正的全棧自研確實得到了行業的認可。
此外，明年高通將量產Snapdragon Ride自動駕駛解決方案，長城汽車已經確定搭載使用。明年，高通的Snapdragon Ride或將是首款5nm自動駕駛晶片，其效能表現相信會讓諸多整車廠和自動駕駛公司非常期待。
四、國產方案批次裝車 市場格局正悄然變化
而在國內，幾家自動駕駛晶片廠商的前裝量產之路剛剛開始。與此同時，想要前裝進入合資、進口品牌的車型中，還有更長的路要走。
從去年到今年，地平線汽車晶片的出貨量達到40萬片，其中應用於L2級自動駕駛的車型有奇瑞大螞蟻和2021款理想ONE。奇瑞大螞蟻近幾月的銷量都在百餘臺左右，並不亮眼，選配L2級自動駕駛的車型比例未知。理想ONE的銷量則是節節攀升，2021款理想ONE自今年6月開始交付，當月交付量達到7713輛，7月交付量達到8589輛。
也就是說，地平線自動駕駛晶片已經裝入了超過1。6萬輛新車。
▲左：地平線CEO餘凱，右：中國電動汽車百人會副理事長董揚
就在上個月月底地平線的釋出會前，地平線CEO餘凱帶領供應商和行業人士參觀時，同中國電動汽車百人會副理事長董揚說道，地平線希望到2025年，每年實現裝車1000萬輛。
每年1000萬輛包括智慧座艙和自動駕駛，地平線現在距離這一目標，還有多重困難需要克服。
華為的ADS解決方案今年實現了零的突破，搭載進入極狐阿爾法S華為HI版車型中。根據官方資訊，華為HI版車型將在今年四季度交付，四季度交付目標為1000臺。
而目前，還沒有第二家車企宣佈採用華為的ADS自動駕駛解決方案或者MDC自動駕駛平臺。
▲基於芯馳科技V9T晶片打造域控制器
黑芝麻和地平線兩家公司雖然已經實現流片、成功出貨、為OEM送樣等量產上車前的各項步驟，但車東西獲悉，兩家公司自動駕駛晶片產品的前裝量產時間最早也在明年。
▲黑芝麻FAD自動駕駛平臺
因此，在今年和明年L2級自動駕駛快速普及的時間裡，海外大廠會繼續佔領L2級自動駕駛晶片的市場。
不過，對國內自動駕駛晶片行業現狀也不必過於悲觀，市場格局正在悄然發生變化。
上月月底地平線舉行的釋出會上，上汽集團宣佈旗下榮威RX5將於明年搭載征程3晶片上市，未來也將搭載征程5晶片。
▲搭載地平線晶片的車型
長城汽車表示，在過去4個月時間裡，長城與地平線完成了2022款哈弗H9的開發，基於征程2晶片實現智慧座艙功能。目前，地平線現在正在佈局征程3晶片，應用場景在自動駕駛、智慧座艙多個方面。
國內造車新勢力第四強哪吒汽車也宣佈，目前所有車型都在佈局量產征程3晶片，征程5晶片也正在預研中。
明年，一汽紅旗旗下的多款車型也將搭載地平線征程晶片。
目前，已經有超過14個品牌的車型量產或定點地平線的晶片產品（包括智慧座艙和自動駕駛），各大自主品牌開始使用國內廠商的晶片，也是業內的大趨勢。
同時，地平線的自動駕駛解決方案更傾向於視覺方案，並且還擁有基於視覺的高精度建圖定位方案，這種方案可以不使用高精地圖，因此把晶片和自動駕駛方案賣到海外市場會更加容易。
結語：國產自動駕駛晶片打響突圍之戰
相比於其他科技強國，我國晶片行業的起步較晚。然而經過國內晶片行業加速發展，已經打造了不少國產替代方案，並且實現了規模前裝量產，甚至裝進了理想ONE這樣的30萬元以上的車型。
由此可見，自動駕駛晶片的國產替代方案不再落伍，有實力作為海外替代產品裝進汽車。
在這背後，有著晶片行業多年來網羅優秀人才，才能夠讓晶片設計能力快速提升。與此同時，晶片行業也應居安思危，在晶片製造領域，我國還有大量空白。
因此，在自動駕駛行業中，國產晶片還有很長的路要走，需要全產業鏈的支援。