在智能汽车时代,芯片和软件的话语权正在不断被强化,伴随中国自主品牌的高速崛起,他们在智能驾驶领域的布局与投入正是地平线这些芯片创企爆发式成长的肥沃土壤。中国智能汽车产业“电力有宁德时代,算力有地平线”并非臆想,但需要冷静看待中国的芯片安全不可能指望一家企业突围,我国在芯片制造领域的短板依然路远坑深。

 

AI芯片公司地平线在今年春天开了个媒体沟通会,创始人余凯说:“电力和算力将是智能汽车的两大基石,我希望,未来中国的智能汽车产业电力有宁德时代,算力有地平线。”

 

彼时宁德时代已是世界第一大动力电池供应商,而地平线虽然已引起业内关注,但除了长安汽车UNI-T,尚不方便透露其合作量产的车型。

 

昨天宁德时代对外发布了最新研发的纳离子电池,电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;这是宁德时代在动力电池领域里程碑式的进步。

 

巧合的是同一天在上海,地平线发布了面向全场景整车智能的中央计算芯片征程5,其单颗芯片AI算力高达128TOPS,支持16路摄像头感知计算,毫秒级协同,支持自动驾驶所需要的多传感器融合、预测和规划控制等需求。

 

最多支持8颗征程5芯片组合形成自动驾驶域控制器,最高算力可达1024TOPS。

 

对于自动驾驶而言,在保持高精度物体检测的前提下,计算帧率每秒1283帧,成为目前所有亮相芯片最强的计算性能。

 

现今市场上已经推出的大算力车规级智能驾驶芯片主要有特斯拉 FSD、英伟达 Orin和Mobileye Eye Q4等。

 

其中经常被拿来对比的是特斯拉自研的FSD双核芯片,其单芯片算力可达72TOPS。

 

不过真正的算力之王是采用更高工艺7nm制程的英伟达Orin芯片,其单芯片算力高达254TOPS。

 

所以如果客观看待余凯所说:“它的性能将超越特斯拉的FSD芯片。”单纯对比几方公布的数据,余凯并没有夸大。

 

征程5当前宣称的算力水平,已经可以支持L4级自动驾驶。

 

主机厂最捧场的芯片发布会

在发布会现场,地平线宣布与上汽集团、长城汽车、江汽集团、长安汽车、比亚迪、哪吒汽车、岚图汽车众多汽车厂商达成征程5芯片首发量产合作意向,并与理想汽车达成基于征程5的预研合作,与大陆集团成立合资公司。

 

地平线作为一家成立刚刚6年的新创企业,召唤了中国自主品牌近三分之二的领军人物直接为其站台。

 

而他背后,宁德时代、长城、上汽、广汽都是它的股东。

 

截至目前,地平线芯片出货量已经达到40万片,拥有40多个前装量产项目,同时,超过13款车型宣布采用了地平线的芯片。

 

此外,上汽荣威宣布将在明年的RX5车型中搭载征程3芯片,一汽红旗的多个车型将在明年采用地平线的芯片。

 

进入2021年,地平线有如抱着火箭一般飞速生长,成为中国主机厂争相拥抱的红人。

 

中国智能汽车产业“电力有宁德时代,算力有地平线”的念想有了成真的征兆。

 

不过一味追求算力并不能解决智能汽车最核心的智联交互和智能驾驶问题。

 

它需要平衡成本与安全,更需要低延时,低功耗和高可靠性。

 

在核心架构上,这也是地平线的核心技术,征程5的CPU部分采用8核心ARM Cortex A55,AI运算单元采用具有自主知识产权的双核心BPU(Brain Processor Unit)第三代架构贝叶斯架构。

 

这一架构采用大规模的异构进程计算,针对场景配比最佳的计算模式,从而大大降低计算的功耗和延迟,并提升计算效率。

 

征程5芯片还有2个ISP核心、计算机视觉引擎、2个DSP核心、视频编码解码单元。

 

在保障稳定运行方面,征程5采用了安全岛设计。

在安全认证方面,取得了ASIL-B级别功能安全产品认证,同时基于征程5的系统达到ASIL-D级别安全要求和AEC-Q100 Grade 2级别认证。

在信息安全方面,征程5拥有完整的加密引擎,支持多种加密算法,包括国密算法。

在接口方面,支持4x4 MIPI共16路摄像头输入,2个千兆以太网接口、4个CAN-FD,用于雷达系统集成,以及2个PCIe 3.0 用于车载计算平台。

在延迟方面,通过8兆摄像头采集超高图像的输入,完全感知结果的输出,征程5仅有60毫秒的延迟,相比竞争对手150毫秒以上的延迟是维度上的提升。

 

而只有30W的低功耗对于系统的稳定运行至关重要。

 

以上这些硬核指标,都让征程5成一款为高等级自动驾驶(L3、L4)而生的芯片。

 

覆盖L2到L4级别的智能驾驶完整解决方案

不过在今天的智能驾驶领域,一款好的芯片还需要解决三大问题:算力浪费、生态缺失和数据风险。

 

为此地平线发布了一系列围绕征程5打造的产品:

以征程5为基础的高性能大算力整车智能计算平台MATRIX 5中央计算平台、

集成全场景自动驾驶和车内外联动体验于一体的Horizon Matrix SuperDrive整车智能解决方案, 

开源安全实时操作系统TogetherOS、 

以及针对智能汽车产业链上下游合作伙伴的生态合作理念。

 

从芯片到整车智能解决方案再到智能汽车操作系统,从硬到软,从产品到服务,地平线在智能汽车领域的布局,隐隐间感觉华为在智能汽车领域最有份量的竞争对手已经出现。

 

Horizon Matrix SuperDrive整车智能解决方案之于Huawei inside;开源安全实时操作系统TogetherOS之于鸿蒙车机系统。

 

布局何其的相似。

 

这不由让人期待阿波罗、华为、地平线上演一幕智能汽车时代的三国杀。

 

再回到地平线的具体产品,我们如何评价征程5的发布让地平线具备了提供从L2到L4级别智能驾驶能力的完整解决方案呢?

 

在今年上海车展期间,地平线发布了三套智能驾驶解决方案:

Horizon Matrix Mono辅助驾驶解决方案、

Horizon Matrix Pilot领航驾驶解决方案、

Horizon Matrix FSD全自动驾驶解决方案,

以及针对智能座舱的Horizon Halo 车载智能交互解决方案。

 

Horizon Matrix Mono辅助驾驶解决方案是以征程2芯片为核心,Horizon Matrix Pilot领航驾驶解决方案则是以征程3芯片为核心,Horizon Matrix FSD全自动驾驶解决方案则是建构在刚刚发布的征程5芯片之上。

 

这三套方案正好覆盖L2到L4级别智能驾驶能力,它实际上解决了算力浪费问题,通过不同的组合搭建不同配置、不同价位的车型。

 

智驾君今年在上海车展期间体验了以征程3芯片为核心的Horizon Matrix Pilot领航驾驶解决方案,它面向10万元级别的自主品牌可以实现接近L3级的自动驾驶功能。

 

事实上它对于智能驾驶在大众消费者层面认识、接受自动驾驶意义深远。

 

这一解决方案目前正在众多车型中测试,其量产车型今年即有望正式上市。

 

智驾君在上海车展期间亲身体验了这一系统,在没有配备激光雷达的情况下,基于摄像头的识别感知能力,可以在高速公路实现正常并线、匝道并线、变道超车、领航辅助等功能。

 

让智驾君颇为惊讶的是其在出高速拥挤的路段,在自动驾驶状态下居然做到了安全加塞并线。

 

这一方案意味着,中国销售量最大的中端和经济型车市场有望在今明两年拥有多场景应用的L2级自动驾驶能力。

 

事实上也回答了15万元以下能不能打造智能汽车的争论。

 

这对于中国智能汽车的普及和推广以及基础设施的建设意义深远。

 

而基于征程5的高算力、高功能安全等级,以及匹配的高性能感知算法和完善的开发验证工具,地平线打造的Horizon Matrix FSD全自动驾驶解决方案可支持12路摄像头方案,可选用激光雷达,实现点到点无接管自动驾驶、城区泊车和自动唤车,全场景覆盖的自动驾驶。

 

这一方案在征程5的发布会上进一步融入了座舱智能交互和车内外联动的整车智能,更名为Horizon Matrix SuperDrive全场景整车智能解决方案。

 

它以征程5为核心,融合了47个传感器,可互为补充,能够满足高速、城区、泊车以及智能人机交互等全场景整车智能需求。Horizon Matrix SuperDrive可打通车内外功能,基于车外路况和车内驾驶员状态融合判断主动介入;或基于车内场景感知和理解动态调整驾驶策略,从而建立人机互信的人车共驾体验。

 

目前基于征程5的视觉感知算法原型也已成功打通,完成了多摄像头的感知、端到端模型的部署,从系统角度实现从数据标注学习到模型训练以及部署的迭代,为L3/L4级别自动驾驶解决方案的落地打开了量产落地之门。

 

当然它也是一款可以针对不同场景的需求和落地车型的定位与价位进行不同配置和应用的方案。

 

今年年底Horizon Matrix SuperDrive将能实现城区L4级复杂自动驾驶的DEMO车演示。明年四季度,Horizon Matrix SuperDrive会进入SOP量产阶段。

 

这一解决方案的核心是以征程5芯片为基础的高性能大算力整车智计算平台Matrix 5,它为多种整车智能应用场景提供算力、算法、开发效率的协同支持,实现效能最大化。

 

Matrix 5 单板4颗征程5,算力512 TOPS,双板联合1024TOPS AI算力,能够满足ADAS、高等级自动驾驶、智能座舱等多场景需求,并且拥有丰富的接口;包括48路摄像头输入通路,最高可支持多路800万像素、多路毫米波雷达、4D成像雷达、激光雷达、超声波麦克风阵列的接入,使车内外能够实现全方位、多模态感知。

 

Matrix 5在前视感知、360°视觉感知、全自动驾驶、多类传感器融合、定位决策规划、多模感知等方面创造更多智能化可能,助力前视辅助驾驶、领航辅助驾驶、限定场景自动驾驶、智能座舱等应用场景的智能化与个性化开发。

 

基于这一平台,四家Tier 1像大陆集团、东软睿驰、立讯集团、联成开拓同一时间对外宣布推出了基于Matrix 5平台多形态的域控制器。

 

定位Tier 2与打造智能汽车时代Wintel的野望

在介绍完征程5和围绕它打造的Matrix 5平台之后,我们有必要重点介绍一下此次余凯发布的基于安全微内核架构的开源实时车载操作系统——TogetherOS。

 

基于基于开源微内核seL4开发,是一款既可向上兼容,也可向下兼容的实时操作系统。

 

TogetherOS能够满足高等级自动驾驶实时性要求和功能安全要求,可覆盖自动驾驶、智能交互、智能网联、智能车控等车载应用场景。

 

它的强大在于,不仅适配征程芯片,也适配英伟达、高通等业界多种SoC。

 

同时兼容Linux、安卓、斑马、QNX以及鸿蒙等多种操作系统。

 

在这一系统内它同时融合了可大幅降低开发门槛的AI开发工具链——Horizon OpenExplorer天工开物全链路AI开发平台,以及完整沉淀智能汽车AI软件研发Knowhow的AI开发工具平台——地平线艾迪。

 

它支持汽车客户与合作伙伴AI软件产品的个性化开发与量产,也支持实现软件迭代流程的自动化。

 

在余凯宣布的TogetherOS首批生态合作伙伴中有AutoCore、长安汽车、长城汽车、江汽集团、雄狮科技、斑马智行、上汽集团。

 

它解决了芯片的生态问题。

 

在PC时代,微软和英特尔建立的Wintel联盟是一个超越国界的帝国。它不仅将比尔·盖茨推上世界首富,也垄断了PC时代的数字基础设施建设。

 

而征程芯片+TogetherOS会成为智能汽车时代的Wintel吗?

 

相信现在相信这一判断的人并不多,汽车产业太庞大,竞争对手也大多,以今天地平线的体量而言尚无法支撑这样的梦想。

 

但以地平线6年来的发展到今天被主机厂环绕,其成长速度,令人惊叹。

 

这种过快的成长速度,事实上也让余凯和他创办的地平线有种如履薄冰之感。对于提供芯片和操作系统的供应商,在智能汽车时代绝对是妥妥的Tier1角色。但显然地平线也怕惊动主机厂的灵魂与躯壳之辩。

 

明明做着Tier1的活,地平线却在这个夏天高喊始终定位为Tier2。做Tier1曾是余凯和地平线的梦想,但逐渐在智能驾驶芯片市场占据一席之地后,地平线聪明地开始以Tier 2的形式寻求建立更广泛的联盟。

 

余凯在发布会中向众多合作伙伴承诺:“地平线将始终定位Tier 2,不做量产硬件、不做软件捆绑、不做封闭打包方案。”

 

这背后与华为在汽车业的处境有相似之处。

 

其围绕征程5芯片打造的整车智能方案,事实上可以以Tier1的形式直接卖给主机厂。但无疑这也意味着地平线直接在市场上诸多提供一体化解决方案的企业宣示竞争。

 

在当前自动驾驶能力的构造中,主要有三种类型:

其一由主机厂主动购买芯片进行算法研究;

其二是由科技公司和零部件企业联合提供整套自动驾驶技术;

第三种则是由零部件企业单独直接提供算法和芯片。

 

自动驾驶技术需要大量的数据积累和软件算法已是常识,但当前多数汽车品牌不具备自研的实力和体量,因此软硬件打包的自动驾驶解决方案目前在市场上广受欢迎。

 

但地平线的聪明之处在于,地平线主动将芯片+工具链开放给主机厂,帮助他们做算法研发。

 

而另一个趋势是在智能汽车时代,芯片和软件的话语权正在不断被强化,如同华为也很难将其定位为Tier1还是Tier 2,于是华为干脆跳出这种传统定位,称自己为智能汽车赋能者。

 

所以地平线的Tier 2定位是一种对传统格局的安抚与有意藏锋。

 

行文至此,再回到开头那个问题,地平线会成为像宁德时代一样具有世界影响力的智能电动汽车的企业吗?

 

机会当然是存在的,鉴于中国自主品牌的高速崛起,他们在智能驾驶领域的布局与投入正是地平线爆发式成长的肥沃大地。

 

在征程 5发布之后,性能更为强劲的汽车智能芯片征程 6(Journey 6)也已在路上,它采用车规级 7nm 工艺,人工智能算力超过 512 TOPS 。

 

从这个角度而言,“电力有宁德时代,算力有地平线”并不是虚妄的臆想,而是中国汽车工业的现实需求。

 

中国的车载芯片供应安全依然是短板

但是在地平线这样的高光时刻,智驾君仍要不合时宜的泼一点冷水,中国的芯片安全不可能指望一家企业突围。

 

需要指出的是,地平线在算力层面呈现出了让人激动的产品,在智能驾驶领域已是中国本土市场最为耀眼的一只独角兽,但是它与众多新创芯片公司一样,属于芯片设计公司,它的生产制造依然要依赖台积电。

 

连日来,在车载芯片领域,超星未来、芯驰科技、黑芝麻智能等创立不到五年的公司都宣布了最新的芯片流片,不少喊出了比肩英伟达的口号。

 

但是他们与地平线一样,都属于芯片设计公司,都受制于台积电的产能限制。

 

正如华为创立的海思一样,中国在芯片设计层面已经追平世界一流,但就整个产业链而言,特别是在生产制造方面尚有短板,即便是被寄予厚望的中芯国际尚不能承担此任。

 

这个短板同样制约着我国智能汽车芯片供应的稳定与安全。

 


来源:盖世汽车