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热点聚焦 | 芯片巨头们的下一个战场

2021-06-11 19:53

 

最近几年,自动驾驶的春风一浪接着一浪,同时也带动了半导体产业的发展,英伟达、英特尔、AMD、特斯拉和华为等,都将目光锁定在自动驾驶汽车的芯片上。

谈到汽车芯片,按功能不同主要分为三类,第一类是智能驾舱芯片、第二类是负责自动驾驶功能的芯片、第三类是车身控制MCU芯片。

除此之外,还有多种其他功能的芯片,如摄像头芯片、AMP芯片、功率半导体芯片、胎压监测芯片TPMS、BMS芯片等。

01

特斯拉自研芯片之路

特斯拉是当前全球唯一可以自研量产自动驾驶芯片、全栈自主软件/算法,以及整车制造的的车企,但特斯拉也并不是一开始就自研芯片的。起初,特斯拉与Mobileye展开合作。

Mobileye是一家以色列公司,成立于1999年,全球ADAS行业的龙头,也是全世界第一家做ADAS的企业。

荣誉的背后也有不为人知的黯淡时刻,在成立之后的8年时间里,Mobileye没有获得一张订单,直到2007年相关产业正式商用后才打开市场,后来产品被用在通用、宝马、大众、福特、日产等厂商的汽车中。

△Source:Mobileye

真正让Mobileye走进大众视野的是因为其与特斯拉的合作。2013年,Mobileye与特斯拉展开合作,起初的合作很愉快,仅仅一年时间,特斯拉就推出了自动驾驶系统的初版硬件HW1.0。

但好景不长,双方后来的两年时间里,由于发展理念不合,数据基础不共享等原因出现了分歧,并且在2016年发生了特斯拉Autopilot系统故障事件,随后双方矛盾升级,最终无奈分手。

与Mobileye分道扬镳之后,特斯拉又与英伟达展开合作。2016年10月,特斯拉发布了基于英伟达Drive PX2计算平台的HW2.0。一年后又发布了基于英伟达Drive PX2+计算平台的HW2.5。

历史总是重复,这次合作也没有持续多久。当时的特斯拉像极了如今的苹果,苹果是一边用着英特尔的芯片,一边自研芯片,而特斯拉是一边与英伟达合作,一边自研FSD芯片。

就在HW2.5发布的当月,特斯拉自研FSD芯片测试成功,四个月后,第一次试验芯片并成功,2019年3月,特斯拉的Model S和Model X生产线安装FSD芯片,一个月后,特斯拉与英伟达正式分手,结束了这段只有两年的“婚姻”。

特斯拉的这款FSD芯片采用的是三星的14nm工艺,面积为260平方毫米,封装了大约60亿个晶体管,并且该芯片集成了一个CPU、一个GPU、2个NPU(神经网络处理器),以及ASIC全定制型处理器,其中NPU是特斯拉FSD的核心竞争力。

02

特斯拉的竞争力

与手机芯片一样,自研自动驾驶芯片,不仅能够让自身的芯片和控制器的底层软件不再依赖供应商,还能够免除专利和许可费的困扰。更为重要的是,一旦汽车大规模出货,芯片的成本会被摊薄,这样让特斯拉有足够的盈利空间。

另一方面,如果选用传统供应商的硬件,那么特斯拉只能跟其他OEM共享主流的技术,这种情况下,一是无法保持品牌调性,增加品牌的溢价能力。再者很有可能出现的情况是,特斯拉在供应商身上投入了巨大的研发成本和精力,最后Tie 1供应商通过零件很快卖给其他跟随上来的OEM,这样特斯拉的优势不会持久。

从软件层面上来讲,自研芯片和自己的算法可以深度耦合,就如同苹果的iOS操作系统可以和其A系列芯片深度融合一样,这样更能够建立起更深更广的护城河。

03

AMD搭上特斯拉的车

在特斯拉与Mobileye和英伟达分道扬镳之后。近期,有消息传出特斯拉会与AMD展开合作,不过这次合作的不是自动驾驶芯片,而是智能驾驶舱的车载信息娱乐系统。

其实在去年年底的时候,就有消息爆出特斯拉正在向AMD寻求合作,为其搭载AMD Navi 23 GPU,来提升特斯拉用户的游戏体验。今年年初,特斯拉公布改款的Model S以及Model X时,在其车内的横屏上赫然显示出3A大作《巫师3》的画面,这也算是变相承认特斯拉与AMD的合作。

△Source:特斯拉

在最近的Computex主题演讲中,AMD首席执行官苏姿丰(Lisa Su)博士证实,特斯拉的新款旗舰轿车和SUV的确将采用AMD的RDNA 2 GPU架构。

苏姿丰还强调,AMD的RDNA 2显卡已经获得诸如索尼这样的游戏公司的订单,并且该显卡并不仅仅局限于笔记本电脑和游戏主机之中,未来它还将出现在电动汽车里面。这也算是AMD从另一个方面切入自动驾驶领域,考虑到特斯拉和英伟达之前的微妙关系,这项合作可谓情理之中。

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特斯拉的“前任们”

2016年,Mobileye与特斯拉一别两宽,一年之后,Mobileye就以153亿美元卖身英特尔。其实对于Mobileye来说,失去特斯拉在盈利上并没有太大的影响,因为特斯拉只占其营收份额的1%左右。

长期以来,Mobileye在单目摄像头方案的ADAS芯片市场上享有近乎垄断的地位,这是一门可以躺着赚钱的生意,几乎一大半传统车企都要与Mobileye进行合作,只不过是特斯拉的名声太大而已。

△Source:Mobileye

据Mobileye数据,EyeQ系列芯片出货量由2014年的270万片提升至2020年的1930万片,年均复合增速38.8%。截至2020年底,Mobileye累计售出约7330万颗芯片,搭载超过7000万辆汽车,EyeQ系列芯片在全球ADAS市场占有率约为70%。

目前EyeQ3和EyeQ4是Mobileye在市场上的主流产品。在2017年末,英特尔就宣布将于2020年推出EyeQ5芯片作业系统,采用7nm FinFET工艺,单片算力可达12TOPS,平台算力可达24TOPS,相较上一代EyeQ4平台的2.5TOPS算力提升近10倍,单位功耗可提供算力增加至三倍。但目前这一芯片仍未大规模商用。

除了收购Mobileye之外,英特尔还于去年5月以9亿美元的价格收购了以色列城市交通数据创企Moovit ,完善自己在自动驾驶领域的拼图。

至于英伟达,虽然没能和特斯拉最终走到一起,但其也从未放弃。在与特斯拉分手之后,英伟达在自动驾驶芯片领域走得更加迅猛,其在2019年推出了第三代算力254TOPS的“Orin”,采用7nm工艺,可实现每秒200TOPS运算性能 ,相比上一代Xavier系统级芯片运算性能提升了7倍。

△Source:英伟达

今年4月份英伟达又发布了第四代算力为1000 TOPS的“Atlan”样品,该芯片将应用于L4及L5级别自动驾驶,预计2023年向开发者提供样品,2025年左右上市的车型就可能搭载。

如今英伟达的自动驾驶芯片已经遍地开花,不仅蔚来、上汽等车企采用英伟达的芯片,而且在L4级自动驾驶研发领域,滴滴、小马智行、AutoX也采用了英伟达的自动驾驶芯片,其他OEM厂商中,已有奔驰、沃尔沃、现代、奥迪宣布采用英伟达的自动驾驶芯片。少了特斯拉似乎对英伟达并没有大的影响。

△Source:英伟达

05

华为入局

自动驾驶是一份令人口舌生津的饕餮大餐,不仅仅是特斯拉、英伟达和英特尔在奋发图强,华为也早已布局。

虽然华为“造车”这件事,最近被频繁提及,但其实华为在2014年就设立了车联网的实验室,后来又和爱立信、英特尔、高通、奥迪等多家厂商一同成立了5G汽车通信技术联盟,共同致力于智能汽车的开发。

在自动驾驶芯片方面,华为在2018年10月的全连接大会上推出了 MDC 600 智能驾驶计算平台。该平台继承了华为的自研芯片,包括CPU、AI芯片、ISP芯片、SSD控制芯片等,其中AI 芯片为「昇腾(Ascend)310」,CPU 芯片为「鲲鹏 920」。

△Source:华为

昇腾310采用的是台积电的12nm制程,最大功耗仅为8W,算力达16Tops,支持同时识别包括车、人、障碍物、交通标志在内的200个不同物体;一秒钟内可处理上千张图片。

在车联网系统中,车与车、车与路侧设备间的数据传输与转发,都需要用到通信芯片,而华为的巴龙系列芯片正是当前主流的通信芯片。

巴龙芯片取名自西藏的巴龙雪山,是华为的通信基带芯片品牌,目前已经走过十多个年头了。2018年2月华为发布全球首款8天线4.5G LTE调制解调芯片Balong 765(巴龙765),该芯片可为智能网联汽车提供更安全稳定的联接,并成功应用于自身LTE - V2X车载终端和RSU产品上。

2019年1月,华为发布5G基带芯片Balong 5000,该芯片是全球首个支持V2X的多模芯片,可用于汽车端的车联网、自动驾驶领域。为了进一步推广车载端巴龙5000 5G通信芯片的应用,华为于2019年4月在上海车展上发布了基于前者的5G汽车模块MH 5000。

△Source:华为

据测试,MH5000的最高下行峰值速率达2Gbps,最高上行峰值速率为230Mbps,这样的速率可以让车载端秒下高清电影成为可能。

06

国产芯的机会

或许是受到特斯拉的启发,汽车厂商们都开始自研自动驾驶芯片。

去年4月,丰田与电装成立合资公司MIRISE Technologies开发自动驾驶芯片;5月,北汽产投与芯片IP供应商Imagination成立合资公司核芯达,研发智能网联车规级芯片;10月,吉利旗下亿咖通与ARM成立自动驾驶芯片设计公司芯擎科技。

△Source:黑芝麻

关于蔚来也有传言要自研自动驾驶芯片,小鹏近期则确认涉足芯片自研,并且有望在今年年底或明年年初流片。

但毕竟自研芯片是一个长期活儿,短期内还是要与专业的自动驾驶芯片企业合作,目前国内的自动驾驶芯片除了华为之外,还有地平线与黑芝麻等几家公司。

今年4月,黑芝麻推出了其第三款自动驾驶芯片——华山二号A1000 Pro,采用16nm制程,CPU采用16核心Arm v8核心,典型功耗仅有25W,预计将在今年Q3提供工程样片,Q4提供开发平台,距离搭载进入量产车已经不远。

在合作伙伴上,黑芝麻不仅与比亚迪、一汽等车企是重要的合作伙伴,在2018年和2019年还分别获得了蔚来和上汽的投资。

本月初,有消息传出,地平线考虑计划在美国IPO,筹资规模可能高达10亿美元。上个月,地平线征程5系列芯片流片成功并顺利点亮,预计将在年内发布,该芯片是地平线第三代车规级产品,面向L4级自动驾驶适用范围。

△Source:地平线

征程5系列单颗芯片的AI算力最高可达128TOPS,官方称其是业界第一款集成自动驾驶和智能交互于一体的全场景整车智能中央计算芯片。

在合作伙伴上,理想在上个月发布的新车上搭载了两颗地平线“征程3”自动驾驶芯片,而在此之前,理想一直采用的是相对封闭的Mobileye芯片方案。目前,征程2、征程3已在长安、长城、岚图、广汽、江淮、理想、奇瑞、上汽等多家中国品牌车企的多款车型上实现前装量产(包括近期即将量产)。

结语

自动驾驶已经成为芯片巨头们的下一个战场,在这场争夺战中,造芯新势力与传统芯片厂商的差距并不会大的不可想象,相反像地平线和黑芝麻这样起步早,且专注自动驾驶领域的企业,反倒做出了一些成绩,如果真的说芯片突围,那么自动驾驶领域或许是一个很好的突破口。

另一方面,作为车企来说,尤其一些造车新势力,想一步跨入自动驾驶芯片领域并不容易。因为芯片团队管理和车企本身的节奏和管理方式不同,车企更偏集成,制造管理和销售,而芯片企业重研发。再者芯片本身也是一个技术积累的过程,芯片企业在技术方面的积累,也是车企短期内不容易追上的。所以对于车企来说投资发展本土的芯片企业或许是一个不错的选择。

 

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