大计算芯片量产之战

有人说，2022年将是全球自动驾驶大算力芯片量产之年(单颗芯片的算力超过100TOPS，1TOPS意味着处理器每秒可执行1万亿次计算)，围绕大算力芯片的竞争将异常激烈。因为今年NVIDIA自动驾驶芯片Orin将量产，高通骁龙Ride也将量产，中国创业公司的大计算能力芯片也将量产。

在不久前举行的黑芝麻智能5周年沟通会上，黑芝麻智能的CMO杨雨欣透露，黑芝麻算力芯片将于今年在公交车上量产，正式加入全球自动驾驶算力芯片量产之战。同一天，中国另一家汽车芯片公司——新驰科技的陈也宣布，新驰科技将在今年第四季度推出200TOPS车级处理器。此外还有地平线、寒武纪、华为等。都已经宣布了大算力芯片的计划，而多方角力下的大算力汽车芯片市场会越来越有看头，火药味也会越来越浓。

下一个核心战场是大计算芯片。

目前，汽车芯片市场是半导体市场最耀眼的部分。Gartner数据显示，2022年全球汽车半导体市场规模将达到651亿美元，占全球半导体市场的12%，是半导体细分市场中增长最快的部分。

在汽车芯片中，自动驾驶芯片是大家关注的焦点，因为自动驾驶的竞争其实就是计算能力的竞争。此前，黑芝麻智能创始人山张继曾在接受媒体采访时表示，汽车正不断从L1、L2向L3、L4、L5挺进。从某种意义上说，这是一场计算能力的竞争，每上一步都意味着对计算能力的更高要求。

寒武纪星格CEO王平也表示，随着智能驾驶的发展迭代，对计算能力的需求呈几何级数大幅增长，大计算能力和开放性成为智能驾驶主控芯片的两大趋势。领先的车企开始统一部署车、云、边、终端的协同计算能力，从而建立高效的智能驾驶运营和迭代体系。

杨雨欣给出了一组数据：2014-2016年特斯拉ModelS的计算能力为0.256TOPS，2017年蔚来ES8为2.5TOPS，2019年特斯拉Model3为144TOPS，2021年智己L71070TOPS，2022年蔚来ET7为1016 TOPS。这组数据进一步证实了这样一个事实：智能驾驶每向前迈一小步，都需要通过计算向前迈一大步。

然而，目前的自动驾驶芯片无法满足汽车公司快速增长的计算能力需求。最近也有一家自动驾驶芯片公司受代工邀请，“甲方”和“乙方”之间的态度发生了微妙的变化。

根据预测，从2022年到2023年，计算能力超过100TOPS的芯片将实现量产加载。2025年，500TOPS芯片将量产装车。2030年，运算能力超过1000TOPS的芯片开始流行。

信驰科技自动驾驶负责人沈涛给出了同样的判断：“我们认为，2023年将是L3自动驾驶芯片的量产时代，2025年将是L4规模研发的时代。”

因此，不断推高自动驾驶芯片的计算能力，成为汽车芯片企业追求的珠穆朗玛峰。

计算汽车核心强度的难度

既然自动驾驶计算芯片是“车芯”大赛的珠穆朗玛峰，那么在设计清晰度芯片的时候，如果把参数设置得更高，岂不是就能和对手跑在前面？

其实没那么容易，因为自动驾驶大计算芯片面前有一系列的挑战。

王平透露，具有强大计算能力的智能驾驶芯片面临四大挑战。首先是芯片系统架构的挑战。200TOPS以上的芯片对内存访问的要求非常高，需要支持更高的带宽，这大大提高了系统架构设计的复杂度。二是通用AI软件栈的挑战。目前智能驾驶的算法还在不断进化的过程中，激光点云算法和多传感器融合算法也在快速迭代，因此千变万化的算法需要OTA以通用的硬件架构和软件栈来支持算法的不断升级。这是三尺寸芯片工程的挑战。大功率芯片的尺寸非常大，在封装、电源和热量管理、成本控制、良率等方面都存在严峻的挑战。第四，先进技术平台的挑战。大功率芯片需要7nm甚至5nm的先进技术，只有先进的技术才能实现更高的集成度和更低的能耗。

“汽车芯片之所以难做，除了计算能力的竞争，还需要处理各种数据，感知各种系统，涉及激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头等各种操作。芯片的参数非常复杂。除了汽车本身的功能安全之外，还需要把整个系统中的路径规划、决策和控制算法放在芯片上，所以CPU、传感器融合、路径规划算法等。单注说。

汽车级汽车芯片与消费电子芯片有很大不同。信驰科技创始人兼CEO邱玉晶此前表示，与消费类芯片注重性能和计算能力、迭代速度快不同，汽车芯片的生命周期长，关系到人们的生命安全，其安全性、可靠性和耐用性更为重要。

杨新宇认为，自动驾驶芯片有两个难点需要突破：第一个是芯片核心的计算能力需要突破。这不是TOPS的计算能力，而是芯片的CPU计算能力。TOPS计算能力用于加速深度神经网络。如何给终端领域性能要求最高的车带来强大的性能，是一个难点。第二个方面是如何在实现如此复杂功能和强大性能的前提下满足车辆法规标准。“定义芯片时，必须考虑5~10年后的功能需求，因为芯片5年后可能会上总线，供货周期可能需要5~10年。”杨新宇说。

因为困难，才有机会，因为智能汽车时代才刚刚开始。无论是汽车芯片企业还是计算芯片企业，大家都在同一起跑线上。“就像PC和互联网时代的英特尔诞生、移动互联网时代的高通诞生一样，智能汽车时代也有机会诞生新的芯片巨头。”邱玉静认为。

国际巨头抢占量产头

交椅

正因智能汽车对于计算的诉求如此高歌猛进，正因无论传统汽车芯片还是计算芯片企业都处于同一起跑线上，所以越来越多的芯片巨头加入了自动驾驶芯片市场。进入2022年，自动驾驶大算力芯片市场的关键词是“量产上车”。

中国汽车工程学会发布的《2022年度中国汽车技术趋势报告》预测，2022年中国汽车市场的重要趋势之一是大算力芯片量产装车。中国汽车工程学会副秘书长侯福深曾在2021年中国汽车工程学会的年会上表示，当前，自主车规级芯片已形成面向ADAS/智能座舱等功能的批量应用，大算力车规级计算芯片（单芯片算力大于100TOPS）正在开展测试试验。作为高度自动驾驶汽车“大脑”的核心部件，100TOPS（处理器运算能力单位）以上车规级计算芯片将在2022年实现量产并装车。

英特尔旗下的Mobileye算是“老牌”高级辅助驾驶芯片公司，目前其辅助驾驶芯片出货量已经超过1亿片，在不久前举行的2022CES上，Mobileye宣布推出专为自动驾驶打造的EyeQ Ultra系统集成芯片，EyeQUltra的算力为176TOPS，预计将于2023年年底供货，2025年全面实现车规级量产。

与此同时，美国的另一家汽车芯片公司安霸也在CES上宣布推出AI域控制器芯片CV3系列汽车专用SoC，采用了5nm制程、16个Arm Cortex-A78AE CPU内核，单芯片AI算力达到500 eTOPS（eTOPS中的“e”指的是“Equivalent”，意思是等效算力），预计今年上半年将为开发者提供评估样片。

不管是Mobileye规划的176TOPS，还是安霸强调算法的等效算力500 eTOPS，他们描绘得再好，距离量产面市都尚需时日。而比Mobileye、安霸起得更早的英伟达和高通，经过几年卧薪尝胆，其大算力汽车芯片都将在今年进入量产。

高通通过给汽车提供调制解调器芯片、智能座舱芯片等多年历练，两年前推出了Snapdragon Ride自动驾驶解决方案，可为L1/L2、L2+/L3、L4等不同的自动驾驶系统提供从10TOPS到超过700TOPS的算力。目前，面向L2+到L4级别的基于SnapdragonRide的SoC和加速器芯片已出样，预计在2022年开始搭载于长城和通用汽车的量产车型中。

英伟达历时4年投入数十亿美元打造的自动驾驶芯片Orin SoC也将于今年量产。Orin系列芯片可实现254TOPS的运算性能，能够为自动驾驶功能、置信视图、数字集群、车载信息娱乐以及乘客与AI的交互提供算力支持。搭载Orin的车型可通过OTA软件更新实现自动驾驶能力在汽车全生命周期内的持续升级。据英伟达透露，蔚来、智己、沃尔沃等多个品牌采用的Orin芯片都将在今年量产上车。

是骡子是马，量产来看看。谁都可以描绘蓝图，但是从蓝图到流片到上市再到量产，中间会不会跳票，会不会延迟，都面临诸多不确定性。

今年英伟达和高通的大算力芯片（100TOPS以上）将量产上车，这意味着大算力芯片竞赛的第一回合，至少在时间抢先性上这两家已经胜出。

之后的赛程，有后来居上者吗？事实上，除了第一回合，英伟达还为其后续发展布下了“护城河”。2021年的GTC大会上，英伟达公布了单颗算力达到1000TOPS的下一代自动驾驶SoC Atlan芯片规划，比上一代Orin芯片算力提升近4倍，将于2023年向开发者提供样品，2025年量产装车。这样看来，无论是眼下，还是未来，英伟达都处于暂无对手的位置上。

国内车芯争相竞逐大算力

在国际市场上，高通、英伟达、Mobileye咬得很死。与此同时，在中国市场，包括华为、黑芝麻智能、地平线、寒武纪、芯驰科技等在内的几家汽车芯片企业也同样步步紧逼，自动驾驶大算力芯片市场火药味越来越浓。因为未来两到三年将是自动驾驶芯片量产上车的关键节点，而去年和今年则会是大算力自动驾驶芯片拿到项目定点的关键时刻。

2021年是中国汽车大算力芯片的“曝光年”。在2021年上海车展上，黑芝麻智能发布“华山二号”A1000Pro芯片，其中DynamAINN神经网络处理器的算力达到106TOPS（INT8）或196TOPS（INT4）。2021年7月，地平线发布了全场景整车智能中央计算芯片——地平线征程5，单颗芯片最大算力为128TOPS。在2021世界人工智能大会上，寒武纪CEO陈天石披露了正在研发中的行歌车载智能芯片的数据：超200TOPS AI性能、7nm制程、车规级。华为因为众所周知的原因，其没有刻意提及芯片能力，在去年上海车展上，华为展示了赋能智能汽车的全栈能力，推出的多款自动驾驶计算平台MDC可以搭配多种传感器，适用于更多车型。

华为没有刻意提及单颗汽车芯片参数，寒武纪的大算力芯片并没有给出上市的时间表，芯驰科技的自动驾驶大算力芯片到今年第四季度发布，目前看只有黑芝麻智能与地平线的大算力芯片有望今年量产上车。基于这样的市场状态，让黑芝麻智能与地平线竞争的隔空口水战此起彼伏。

在黑芝麻看来，地平线是一家算法芯片公司，其强调的是算法。此前杨欣宇曾表示，决定自动驾驶能力其实是综合能力的体现，这既需要算法、操作系统，也需要芯片，但真正从技术源头来讲，推动自动驾驶发展的一定是芯片。“所有电子行业的发展都是从硬件先开始的，因为芯片决定了整个自动驾驶性能和功能的边界。如果硬件上不能支持的东西，软件是怎么也实现不了的，这是技术规律。”杨宇欣说，“目前能够给自动驾驶提供大算力芯片的只有英伟达、高通，而黑芝麻在全球第一阵营。”

研究AI算法出身的地平线创始人兼CEO余凯则认为，算力也并不代表汽车智能芯片的“真实性能”，芯片计算效率也同样需要关注。正如对于汽车来说，马力不如百公里加速时间更真实地反映整车动力的性能，算力并不反映汽车智能芯片的实际性能，而每秒准确识别帧率MAPS才是更真实的性能指标。“在算法驱动AI芯片设计的软硬结合趋势下，新一代汽车智能芯片的领导者，将会是世界级AI算法公司。“余凯说。

关于算法、数据和软件，黑芝麻智能并不示弱。黑芝麻智能应用工程副总裁邓堃表示，黑芝麻智能目前已经打造了丰富的算法模型、搭建了资深的技术团队和专业的研发体系，推出的山海人工智能开发平台拥有50多种AI参考模型库转换用例，降低客户的算法开发门槛；能够实现QAT和训练后量化的综合优化，保障算法模型精度；支持动态异构多核任务分配，同时还支持客户自定义算子开发，完善的工具链开发包及应用支持，能够助力客户快速移植模型和部署落地的一体化流程。数据方面，黑芝麻智能能够向客户提供面向数据安全的数据闭环体系，确保数据安全可控。软件方面，目前，黑芝麻智能已经能够为客户提供从开发到量产的软硬件全解耦解决方案。

黑芝麻智能与地平线明里暗地较劲很正常，谁都希望成为大算力芯片量产上车的“一哥”。据业内人士透露，地平线的征程5将在今年首先搭载在哪吒汽车上，此外上汽集团、岚图汽车等也是意向客户，而黑芝麻的首款大算力芯片的量产上车也将是国内自主品牌，但未透露客户名字。

自动驾驶大算力芯片竞争的大幕刚刚拉开，究竟是“算法派”更有优势还是强调硬核能力的“芯片派”更能赢得用户，现在市场和用户都还没有做出选择，因为大家都还没有量产。目前汽车大算力芯片玩家们是“八仙过海”各有各的招数，事实上，英伟达做大算力汽车芯片也是在四年前，高通是在两年前，“老牌”辅助驾驶芯片厂商Mobileye的大算力芯片也要明年才出来。这样看起来，无论是成立5年的黑芝麻，还是成立6年的地平线、寒武纪，或是成立3年的芯驰科技，都是前后脚踏到了机会的时间窗口上，目前看地平线与黑芝麻将最先跑完第一棒。

未来究竟谁能够做得“更快、更高、更强”，谁的路径更优，每一家公司有每一家的基因，每一家有每一家的优势。但有一点可以肯定，打造高级别自动驾驶大算力芯片属于跨界融合，既要懂汽车又要懂计算，无论是传统的计算芯片公司，还是传统的汽车芯片公司，都需要补齐短板，所以现在大家彼此并不是对方的“敌人”，真正的敌人是自己——是否能够做出满足用户需求的大算力芯片，技术上是否过硬，是否能够赢得生态和用户的选择，“朋友圈”是不是够给力，才是硬道理。在这场与智能汽车产业同步迭代的大演进中，我们期望中国的创新企业当中能够成长出“小巨人”。