中美貿易摩擦和芯片荒,客觀上為國內電子產業發展帶來了新的機會。中美貿易摩擦致國內更多行業的市場參與者意識到,需要構建本土供應鏈;與此同時,缺芯潮又將這樣的趨勢和意識再推了一把。汽車電子大概是其中受到影響最為深遠的領域。
由于芯片供應商和整車廠中間還隔著Tier 1或其他角色,“6個月前,車企的供應鏈列表里芯片還隔著好幾層。但這6個月來,車廠都直接和芯片廠商接觸,甚至在上海成立專門的辦公室,任務就是保供。這是特別現實的問題。”黑芝麻智能CMO楊宇欣在近期的媒體溝通會上說。這對黑芝麻這樣的芯片供應商而言,構成了重要的市場發展機遇。
與此同時,“中國新能源車、智能駕駛發展比全球快,這就要求符合其技術迭代速度的供應商。”楊宇欣說,“這是我們的機會。這波機會,能夠培養出一批中國的車規芯片廠商。這次機會,是汽車產業鏈給國內車規芯片廠商開的一個口子。我們認為這個口子的周期不會太長,3-5年的時間。”
“一旦新的供應鏈體系成熟,比如一條盡可能采用國產的供應鏈體系形成,這個窗口就關上了。我們要抓住這3、5年的時間周期,將我們的產品做進去。”即便在這樣一個難度并不小,也遠未成為競爭紅海的賽道上,機遇似乎也是轉瞬即逝的。黑芝麻借此機會向我們梳理了他們眼中,汽車“自動駕駛計算芯片”的發展之道。
黑芝麻智能CMO楊宇欣
芯片邊界決定了“戲臺”大小
黑芝麻對于同類汽車自動駕駛芯片“算力”一詞的理解給我們留下了比較深刻的印象?!叭绻f,我們把自動駕駛當做一臺戲,那么芯片就是舞臺。芯片的邊界決定了舞臺的大小?!睏钣钚勒f,“為什么大家去爭奪大算力,是因為我們不知道這臺戲要唱成什么樣——大家還在不斷探索——所以我們盡可能把舞臺搭得更大。至于唱戲怎么選角、唱什么戲,是大家一起來探討、協同的?!?/p>
楊宇欣列舉了PC、手機行業的例子,提及很多行業在發展初期普遍是在堆砌硬件算力的,包括PC發展前期普遍受到關注的是處理器主頻,智能手機早期則會有很多人在意處理器的核心數量?!爱斢布l展到一定程度,不會成為軟件性能瓶頸的時候,大家就會把注意力和賣點放在軟件上。”“現在正是智能汽車時代發展的開始,硬件的角逐非常重要。”
“我聽說一件很有意思的事,一些4S店反饋說已經有用戶問車是多少T的算力了。雖然這不是多數,但是一個現象。”從起初Mobileye芯片不到1TOPS算力,到現如今智己、蔚來的新車型都說要突破1000TOPS,這個硬件理論性能積累的過程是必不可少的,也是實現包括自動駕駛、汽車智能的基礎。
既然算力這么重要,不妨先看看黑芝麻從2016年公司成立以來,已推出華山系列芯片的特點,以及黑芝麻對于“算力”的理解,和黑芝麻產品的既有優勢在哪兒。
黑芝麻于2019年推出華山一號A500芯片,去年推出華山二號A1000系列芯片——并稱這是“國內首顆自研車規級核心IP自動駕駛計算芯片”“首個符合車規、可量產的單芯片支持行泊一體域控制器的國產芯片平臺。這類芯片是近未來汽車電子電氣架構集中化大趨勢的”大腦“所在。此前我們撰文介紹過汽車電子與軟件架構的發展趨勢,以及軟件定義汽車等對汽車行業的革新技術,像A1000這樣的”大芯片“也是革新的硬件基礎之一。
從更具體的產品來看,華山二號A1000系列當前有A1000、A1000L和A1000 Pro,其中A1000 Pro是今年流片成功的。
黑芝麻智能應用工程副總裁鄧堃博士介紹說,A1000L相比A1000是更偏輕量化的產品。A1000芯片NPU部分的算力是58TOPS(Int8精度),A1000L則為16TOPS,用以滿足不同場景的需求。而”A1000 Pro是我們今年發布的一款全新的高算力芯片,具有106TOPS Int8算力,未來可用于L3級別以上車輛的一款芯片?!?/p>
這其中比較值得一提的是,黑芝麻并未將注意力完全放在NPU這樣的AI inference專核上,而更偏重將此類芯片當做一個完整的系統對待。
黑芝麻智能應用工程副總裁鄧堃博士
像華山A1000這樣一顆完整的SoC,其上的主要IP包含有CPU、GPU、NPU、ISP、DSP,各部分的具體算力如上圖所示。具體規格本文就不列了。這里比較令人在意的是GPU和DSP分別最大的價值是什么。鄧堃博士解釋道,CPU進行邏輯運算、狀態交互、系統調度;GPU當然是做圖形計算,具體”比如車輛360°環視拼接;還有3D車模、透明車體“,”可以實現6-12萬面的3D模型渲染“;ISP作為圖像處理器,其性能具體為1.5 GigaPixels/s。
NPU如前所述,是進行AI推理運算的。A1000之上的NPU,單芯片能夠處理多路(15+)攝像頭數據,”處理10路攝像頭的話,每路大概有5TOPS左右的算力,能夠實現全功能自動駕駛場景的識別?!?/p>
比較值得一提的也在于DSP。A1000的DSP”做數據運算,包括數據的前處理、后處理;還有可能會有一些定制化的AI模型,是NPU里面沒有考慮到的,就能通過DSP來實現“。所以DSP在此的角色更多是定制化能力體現。
其中最能體現黑芝麻技術優勢的在于ISP和NPU的IP,鄧堃博士強調這兩者都是黑芝麻自主研發的。這對圖像感知、處理和計算而言的確是核心優勢,且ISP與NPU的pipeline融合也是趨勢。這對黑芝麻而言會是十分有利的技術資產。國內似乎還沒有具備這兩個自研IP的其他汽車芯片企業。
這也呼應了黑芝麻對于自身DNA解讀中包含成像、互聯、智能的定位,ISP自然對應于成像;NPU則對應智能;互聯在于打通云邊端數據,建立一體化數據通路。
這個賽道難度很大
”以前中國做芯片設計的公司,大家都不敢碰汽車。因為難做,而且周期又長。“楊宇欣說,”我們自己算過,芯片從開始定義到最終汽車問世要5年。也就是說,這一顆芯片5年內都不會產生收入?!啊爆F在市場不錯,大家可以去做了,以前基本都是繞著走的。“
即便撇開規格、算力部分,車載產品天然具備獨有的開發難度,畢竟汽車在很多情況下都面臨比民用、工業應用場景更嚴苛的工作環境。這對車載產品的可靠性、穩定性、安全性都提出了更高的要求。加上汽車電子技術,以及汽車聯網大趨勢的發展,更多網絡安全相關的挑戰也在出現。
”汽車這個行業和一般電子行業的節奏不一樣。芯片拿出來以后,一方面芯片本身要去過認證;而且客戶需要進行比較長時間的測試和驗證,對技術指標、智能指標進行測試和驗證。這個周期至少需要1年的時間。“
”我們的芯片很復雜,車廠以前也沒有用過這樣的芯片。車廠也在學習和了解的過程中。“
這其中比較值得一提的是車規相關的認證,用楊宇欣的話來說黑芝麻是”真正的持證上崗“。”做車規需要3個證,團隊的證、產品的證、流程的證,我們都拿到了?!?/p>
”汽車行業是安全為第一保障的行業。我們在做芯片的過程中,將相關認證都做到提前部署、及時完成。“ 鄧堃博士說,”早期認證是對團隊人的認證,包括團隊是否具有對應的素質和能力去滿足功能安全開發的流程;第二個ASIL-B認證,是對團隊設計的這款芯片,整個設計原理圖、設計的整個系統是否滿足功能安全要求的認證。
“今年我們拿到了安全流程認證,流程認證不僅包含設計,也包含從設計到研發,到生產、制造、封測的整個流程——我們滿足ASIL-D,最嚴苛的功能安全認證。” 鄧堃博士在采訪中也提到,“目前主要是以車規、功能安全認證為主。未來我們會考慮更多的,比如信息安全認證,以及其他一些國家標準認證?!?/p>
除了芯片,還有算法、數據和軟件
在黑芝麻的預想中,華山系列芯片要覆蓋不同級別的自動駕駛解決方案,賦能場景包括乘用車、商用車、特種車輛,以及車路協同等相關的組成部分。從單顆A1000L應用L1/L2 ADAS,到A1000 Pro實現L3和L3以上“智駕域控”等…
要實現這一點,除了芯片之外,還需其他組成部分。鄧堃博士實則在開篇就提到了黑芝麻“致力于打造完整的平臺”,“芯片、數據、算法和軟件工具,是我們認為能夠支撐完整自動駕駛體系的4大支柱。前文談完芯片,后續就接著說說數據、算法和軟件,乃至完整的解決方案。
算法,是黑芝麻期望讓下游主機廠客戶更快實現功能落地的組成部分。這和現在很多芯片和模組廠商面向開發者都提供一些基本的方法功能庫是一樣的道理。鄧堃博士提到黑芝麻具備”全棧的算法能力、開放的商業模式“,比如說人臉識別與檢測、目標識別、車道線識別等。
而數據在黑芝麻的設想中是要構成閉環生態的?!笨蛻魰写罅康臄祿杉?,比如網聯車在中國各大城市有幾十上百萬輛車在跑。而像主機廠前裝客戶,也會有未來要面市的量產車,在加裝我們的芯片和算法后具備數據采集、數據處理能力?!?/p>
”數據采集和數據處理可以在邊緣端完成。在邊緣進行的好處是,以實時處理的方式針對特定交通場景進行應用落地,比如高速行車、自動泊車。“ 鄧堃博士表示,”識別比如交通標志、車道線等信息。也可以將這些靜態要素上傳到云端服務器來實時更新地圖?!?/p>
”還有一類功能,可以把道路上采集到的數據,在車端就直接進行標注,上傳到云端進行訓練。最終在云端訓練好的模型,又可以通過OTA形式下發到車輛,形成數據閉環。這是我們希望達到的一個生態。“
軟件方面的核心在于黑芝麻提出的”軟硬件解耦的全面開放體系“。說白了也就是為客戶提供更高的靈活性。對于A1000這類”大腦“性質的芯片而言,需要開放、充分、豐富的生態,才能取得真正的成功,用”開放體系“即為必然。
”要讓客戶發揮創造力,一定要將軟硬件完全解耦。所以在芯片之上,我們的軟件都模塊化以后,仍然可以根據客戶需求進行自由替換。“楊宇欣表示,”客戶有自己的操作系統、中間件、算法和應用,我們都可以根據需求做定制?!?/p>
”我們先研發一代硬件,采用硬件預埋的方式達到比較高的算力。這個過程可能是1年?!?鄧堃博士說,”軟件算法則可以利用我們的工具鏈,獨立于硬件開發,繼續采用快速迭代開發的方式進行?!安粌H是基于軟硬件開發周期差異,也在于商業模式角度,這種”軟硬件解耦“也是前期能夠占領市場的必然選擇。
下一個10年,走向全球
”黑芝麻“這個名字挺有趣。黑芝麻智能自己對其解釋為”黑“代表黑科技,而”芝麻“不僅是咒語”芝麻開門“的構成,也是一粒種子。其英文名Black Sesame Technologies同樣包含了Black Technology,以及和Sensing發音相近的Sesame,呼應了公司感知核心技術。而且這個英文名中還隱藏了單詞”BEST“:Best Tech/Best Life是黑芝麻的品牌理念。
楊宇欣在企業介紹中花了比較大的篇幅去強調黑芝麻集結了”20年以上汽車行業從業經驗團隊“和”20年以上芯片設計經驗的團隊“,”我們既懂汽車也懂芯片“。這一點作為黑芝麻的人才優勢,本質在于汽車和芯片都是需要長時間積累的領域。據說黑芝麻從成立之初到現在,”大的戰略方向都沒有做過大調整“,是瞄準自動駕駛不動搖的。這大概是黑芝麻團隊認定可在這一領域有所斬獲的基礎。
”我們現在在國內已經有大量生態合作伙伴。國內也有很多主機廠已經開始和我們展開量產化的合作。相關量產項目也已經簽約,預計明年到后年會大批量出貨。“”我們非常有自信,我們是國內技術最好的自動駕駛芯片設計公司之一。“
在論及黑芝麻未來5年的計劃時,楊宇欣談到汽車需要功能性提升,”作為芯片企業,要通過不斷擴充產品線的方式提高單車的價值量,這是我們接下來很重要的點。我覺得如果我們希望成長為一個立足中國、面向全球的芯片企業,就一定要有豐富的產品線?!?/p>
應了黑芝麻的口號”用芯片賦能未來“ 和愿景”做智能出行的引領者“,楊宇欣說:”我相信未來10-15年,全球10大車企至少能有5家是中國的。作為黑芝麻,我們希望能夠在智能、新能源這波浪潮下,在中國車企發展速度快于全球的時候,我們能陪著他們一汽成長?!?”下一個10年,這是我們最期待的變化?!?/p>
責編:Amy Wu