2000 TOPS 算力！

在今年的英偉達(dá) GTC 上，英偉達(dá)憑借新一代自動(dòng)駕駛芯片 Thor刷新了自動(dòng)駕駛的算力天花板。

一顆自動(dòng)駕駛芯片能不能上車，車企一般有 5 個(gè)評(píng)價(jià)維度：

性能（即算力）、成本、功耗、易用性（或易開發(fā)性）和同構(gòu)性（芯片對(duì)其他系統(tǒng)的兼容性）。

算力，首當(dāng)其沖成為評(píng)價(jià)一輛汽車是否智能的重要指標(biāo)，這也是在用戶端最容易被感知的一個(gè)指標(biāo)。

行業(yè)里有一種說(shuō)法，算力越大，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)就越聰明。這意味著產(chǎn)品經(jīng)理和工程師可以往自動(dòng)駕駛系統(tǒng)里裝入更多、更高級(jí)的功能。

從 2015 年開始，英偉達(dá)開始以一年一代產(chǎn)品的節(jié)奏，迭代出了 DRIVE PX、DRIVE PX2、Drive PX Xavier、DRIVE PX Pegasus、DRIVEAGX Orin、DRIVE Thor 等自動(dòng)駕駛芯片平臺(tái)。

算下來(lái)，英偉達(dá)芯片的算力以每年數(shù)倍的速度在提升，甚至還有車企和自動(dòng)駕駛公司向英偉達(dá)要求更多的算力。

但問(wèn)題來(lái)了：算力越高，芯片公司就能徹底統(tǒng)治自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)嗎？

今天我們就來(lái)聊一聊當(dāng)前自動(dòng)駕駛芯片的眾生相。

01、英偉達(dá) Orin：大算力，完善的工具鏈，新勢(shì)力的一致選擇

「我們從眾多車企交流獲得的消息來(lái)看，除了一汽外，基本都在使用和測(cè)試英偉達(dá)的芯片。在 L2+、L3 這個(gè)市場(chǎng)，英偉達(dá)基本上處在一個(gè)壟斷地位。」一位熟悉汽車行業(yè)供應(yīng)鏈的知情人士表示。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在電動(dòng)乘用車領(lǐng)域，英偉達(dá)已經(jīng)拿下了全球 30 家主流車企中20 家的訂單，包括奔馳、捷豹路虎、沃爾沃、蔚來(lái)、理想、小鵬、智己、飛凡、極氪等。

在自動(dòng)駕駛卡車領(lǐng)域，英偉達(dá)拿下了全球 10 家主流企業(yè)中 7 家的訂單，包括圖森、智加、Navistar 等。

在自動(dòng)駕駛出租車（Robotaxi）領(lǐng)域，則拿下了主流自動(dòng)駕駛公司：滴滴自動(dòng)駕駛、文遠(yuǎn)知行、小馬智行、元戎啟行、輕舟智航等。

事實(shí)上，面向下一代高端旗艦類產(chǎn)品，有大算力需求的車企都在追捧英偉達(dá) Orin，而車企中智能化標(biāo)桿的蔚來(lái)、理想、小鵬先后選擇 Orin，給英偉達(dá)帶來(lái)了巨大的「破圈效應(yīng)」。

9 月 20 日，在英偉達(dá) GTC 上發(fā)布的新一代自動(dòng)駕駛芯片 Thor，算力達(dá)到 2000 TOPS。

黃仁勛表示，只用一顆 Thor 芯片就能集成智能汽車所需的算力需求，包括高階自動(dòng)駕駛、車載操作系統(tǒng)、智能座艙、自主泊車等。

用黃仁勛的話說(shuō)，One chip to rule them all！而首發(fā)搭載 Thor 芯片上車的是車企，則是極氪。

為什么英偉達(dá)的芯片方案大受這些公司的歡迎？

這就要從英偉達(dá)的老本行 GPU 視覺(jué)圖像處理說(shuō)起。

相比 CPU，GPU 更適合 AI 時(shí)代的神經(jīng)元算法，能夠進(jìn)行算法的大規(guī)模吞吐并行處理。

而圍繞智能汽車，英偉達(dá)提供的不僅僅是一顆芯片，更是圍繞硬件、算法、完整工具鏈以及整合多傳感器生態(tài)的方式，為車企提供更為靈活的解決方案。

首先，英偉達(dá)提供覆蓋全面的算法。

從相對(duì)成熟的 CNN，RNN 到現(xiàn)在熱門 Transformer, GAN 以及RL 和各類新算法，英偉達(dá)都能夠提供成熟多種算法供開發(fā)者調(diào)用。

其次，英偉達(dá)提供DRIVE Hyperion Developer Kit 自動(dòng)駕駛開發(fā)套件，包括：

• Drive AGX 可以作為裝車硬件參考；

• DGX 系列提供數(shù)據(jù)處理，訓(xùn)練；

• Constellation 提供虛擬仿真硬件。

這是一套智能駕駛汽車參考架構(gòu)，可加速生產(chǎn)過(guò)程中的開發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證。

基于 Hyerion 8 開發(fā)套件受到不少車企的歡迎，包括即將在 2024 年和 2025 年上市的奔馳和捷豹路虎車型。未來(lái)還有比亞迪，Lucid 等車企。

而 Hyerion 9 將在 2026 年推出。

其三，在軟件層面，英偉達(dá) Drive OS 提供基礎(chǔ)軟件堆棧，包含嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) (RTOS)、Hypervisor、CUDA 庫(kù)、TensorRT 和其他訪問(wèn)處理芯片的模塊組成。Driveworks 綜合模塊庫(kù)類似于軟件的中間件，方便進(jìn)行開發(fā)調(diào)用。

相比 Mobileye 的「黑盒」交付，開放、靈活的英偉達(dá)更深受車企以及自動(dòng)駕駛公司的青睞。

當(dāng)然，英偉達(dá)的 GPU 方案并非完美。

比如英偉達(dá)芯片的功耗和利用率上一直在行業(yè)內(nèi)被詬病。

「Xavier、Orin 的利用率基本上是 30%，怎樣優(yōu)化基本都是 30%?！挂晃恍袠I(yè)人士透露。

但即便如此，這位行業(yè)人士表示，「從短期來(lái)看，三年以內(nèi)能夠最有競(jìng)爭(zhēng)力的計(jì)算平臺(tái)依然英偉達(dá)。雖然它的功耗高，利用率也不高，但是它有非常好的算子庫(kù)。

如果我們給它的算子庫(kù)打 90 分，國(guó)內(nèi)基本上最好的也就是在 60-70 分之間，差距挺大的?！?/span>

對(duì)于在上層進(jìn)行 AI 算法開發(fā)的一些工程師而言，這個(gè)算子庫(kù)的豐富程度非常有價(jià)值。

這是因?yàn)?，由于每家芯片公司的底層架?gòu)不同，任何一個(gè)模型在不同的芯片和硬件平臺(tái)上運(yùn)行，一定要做優(yōu)化。如果算子庫(kù)足夠豐富，能夠把自動(dòng)駕駛模型更快、更高效地鏈接到計(jì)算平臺(tái)上。

02、德州儀器 TDA4 ：中低端車型最受歡迎的芯片方案

「TDA4 芯片原來(lái)是給座艙用的芯片，后來(lái)逐漸在駕駛的域控上開發(fā)應(yīng)用，有著非常好的效果。TDA4 雖然算力只有 10T 左右，但整個(gè)芯片的優(yōu)化、成熟度與開發(fā)度還是非常好的。目前國(guó)內(nèi)的車廠選擇 TDA4 的車型，粗略統(tǒng)計(jì)大概是 40%-50% 之間的覆蓋率?！?/span>

在談到德州儀器推出的 TDA4 這顆芯片時(shí)，一位業(yè)內(nèi)人士這樣表示。

德州儀器的 TDA4 芯片有若干個(gè)版本：

• TDA4 VL，算力 4TOPS

• TDA4 VM，算力 8TOPS

• TDA4 VH，算力 32 TOPS

目前已經(jīng)量產(chǎn)的是 TDA4 VM。

據(jù)了解，德州儀器推出的下一代芯片 TDA5，算力將突破 100 Tops。

2020 年 1 月，德州儀器發(fā)布了Jacinto 7 處理器平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)首先面世的兩款汽車級(jí)芯片，其中一顆是應(yīng)用于 ADAS 的 TDA4VM 芯片。

這款面向新一代智能駕駛應(yīng)用所推出的 TDA4 系列芯片，在性能和功耗方面都有較大提升，可以提供 8TOPS 甚至是更高的深度學(xué)習(xí)性能。

它配有包括 Cortex A72、Cortex R5F、DSP、MMA 等在內(nèi)的不同類型處理器，由對(duì)應(yīng)的核或者加速器處理各自擅長(zhǎng)的任務(wù)，讓計(jì)算平臺(tái)的效率得以提高。

可以說(shuō)，多級(jí)處理能力和低功耗是 TDA4VM 芯片的兩大特點(diǎn)。

• 支持深度學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)圖像處理

• 5-20W 的功耗和性能效率便可以執(zhí)行高性能 ADAS 操作，無(wú)需主動(dòng)冷卻

• 帶有通用軟件平臺(tái)的有針對(duì)性的集成 Soc 能夠降低系統(tǒng)復(fù)雜性和開發(fā)成本

• 單芯片支持接入 4-6 個(gè) 300 萬(wàn)像素?cái)z像頭，可以提升車輛感知和環(huán)視處理能力

TDA4VM 集成了各種加速器、深度學(xué)習(xí)處理器和片內(nèi)存儲(chǔ)器，可以做到全功能可編程的集成平臺(tái)，在處理器上可支持 800 萬(wàn)像素的攝像頭的接入，無(wú)論是在雨天、霧天，更大尺寸的攝像頭的接入能夠讓車輛看得更遠(yuǎn)。

作為車規(guī)級(jí)芯片的老牌供應(yīng)商，TI 也能夠提供一整套解決方案。

隨著電子電氣架構(gòu)升級(jí)（從分布式向集中式升級(jí)），行泊一體的方案在成本上更具優(yōu)勢(shì)。

包括百度、大疆、紐勱（Nullmax）、易航智能、禾多、追勢(shì)等眾多的自動(dòng)駕駛解決方案公司，都基于 TDA4 芯片開發(fā)行泊一體方案。

據(jù)了解，通過(guò)泊車與行車功能的集成以及傳感器的共用，可實(shí)現(xiàn) L2+的增強(qiáng)感知能力，提高安全性和用戶體驗(yàn)，相比傳統(tǒng) 1V1R+APA 的技術(shù)方案，成本可以節(jié)省 20%~30%。

過(guò)去幾年，第一代產(chǎn)品往往是以Mobileye EyeQ4 芯片為主導(dǎo)，有成熟的感知算法，性價(jià)比較高，容易走量。但受制于 Mobileye 的「黑盒」交付，算法修改較為困難。

而以德州儀器 TDA4 芯片的行泊一體方案，算力相較于 Mobileye EyeQ4 有明顯提升，同時(shí)增加感知和規(guī)控算法的開發(fā)度。

其次，是在泊車域＋行車域的設(shè)計(jì)大趨勢(shì)下，系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算平臺(tái)的算力的要求更上一層樓。

與此同時(shí)，車廠需要一個(gè)供貨穩(wěn)定、足夠大、有足夠的影響力且安全性極強(qiáng)的芯片。

用業(yè)內(nèi)人士的話說(shuō)，德州儀器這顆 TDA4 就「更靠譜」了。

還有一個(gè)事情值得一提：

2021 年 11 月，德賽西威與德州儀器簽署合作備忘錄，開展聯(lián)合研發(fā)與深層合作，共同發(fā)布了全新智能駕駛解決方案――IPU02 智能駕駛域控制器。

IPU02 是德賽西威基于 TI TDA4 芯片打造而成的第三款智能駕駛域控制器，也是全球首個(gè)在高級(jí)輔助駕駛落地的 TDA4 量產(chǎn)項(xiàng)目。

據(jù)德賽西威智能駕駛事業(yè)部總經(jīng)理李樂(lè)樂(lè)透露，IPU02 已經(jīng)進(jìn)入了上汽、長(zhǎng)城、廣汽、通用以及造車新勢(shì)力等車企配套體系，大部分項(xiàng)目會(huì)在 2022 年陸續(xù)量產(chǎn)爬坡，而項(xiàng)目落地的高峰可能會(huì)在 2023 年。

03、高通 Snapdragon Ride：自動(dòng)駕駛芯片黑馬

2020 年 1 月，高通發(fā)布了全新的自動(dòng)駕駛平臺(tái) Snapdragon Ride。

這個(gè)平臺(tái)采用了可擴(kuò)展且模塊化的高性能異構(gòu)多核 CPU、高能效的 AI 與計(jì)算機(jī)視覺(jué)引擎，以及 GPU。

同時(shí)包括 Snapdragon Ride 安全系統(tǒng)級(jí)芯片、Snapdragon Ride 安全加速器和 Snapdragon Ride 自動(dòng)駕駛軟件棧。

目前高通已經(jīng)和通用、長(zhǎng)城、寶馬、大眾等車企達(dá)成了合作，將在下一代新車上搭載 Ride 平臺(tái)。

高通 Snapdragon Ride 有兩大優(yōu)勢(shì)：

一是可擴(kuò)展性。

• L1/L2 級(jí)別主動(dòng)安全 ADAS——面向具備自動(dòng)緊急制動(dòng)、交通標(biāo)志識(shí)別和車道保持輔助功能的汽車；

• L2+級(jí)別 ADAS——面向在高速公路上進(jìn)行自動(dòng)駕駛、支持自助泊車，以及可在頻繁停車的城市交通環(huán)境中進(jìn)行駕駛的汽車；

• L4/L5 級(jí)別完全自動(dòng)駕駛——面向在城市交通環(huán)境中的自動(dòng)駕駛、自動(dòng)駕駛出租車和機(jī)器人物流。

針對(duì) L1-L3 自動(dòng)駕駛，Snapdragon Ride 能夠提供硬件+軟件棧的完整系統(tǒng)級(jí)解決方案，可以滿足汽車制造商對(duì)于不同自動(dòng)駕駛級(jí)別的可擴(kuò)展性需求。

二是經(jīng)濟(jì)性和高能效。

能效是車企和車主最關(guān)心的問(wèn)題。

Snapdragon Ride 能夠支持 L1 級(jí)別應(yīng)用所需的 30 TOPS 算力，到 L4/L5 級(jí)別駕駛所需的 700 TOPS 算力，并且最頂級(jí)平臺(tái)上多個(gè) SoC、加速器軟硬件解決方案共同消耗的最高功率只有 130 瓦。

與采用 X86 架構(gòu)的自動(dòng)駕駛平臺(tái)高達(dá) 700 瓦的功率相比，采用 ARM 架構(gòu)的 Snapdragon Ride 平臺(tái)具有巨大的能效優(yōu)勢(shì)。

有業(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià)：

「目前來(lái)看，高通的整個(gè)駕駛芯片的成熟度要比英偉達(dá)低。長(zhǎng)期看，包括高通、華為、Mobileye 以及國(guó)內(nèi)的其他芯片創(chuàng)業(yè)公司，走的是 ASIC 路線。從利用率、功耗這些關(guān)鍵指標(biāo)上來(lái)講，高通可能會(huì)在三年之后，也就是 2024 年 2025 年期間搶走很大一個(gè)市場(chǎng)?！?/span>

04、國(guó)產(chǎn)大算力自動(dòng)駕駛芯片的崛起

國(guó)產(chǎn)自主替代以及相比 Mobileye 更加靈活、開放的交付方案，給了國(guó)產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片新的發(fā)展機(jī)遇。

「我們了解到一些大車企內(nèi)部決策層明確說(shuō)，從 2021 年第四季度開始已經(jīng)明確不用 Mobileye 芯片，也不會(huì)去測(cè)英偉達(dá)。新的平臺(tái)基本上還是選國(guó)內(nèi)的，包括華為、地平線、黑芝麻這樣的公司?！?/span>

可以說(shuō)，國(guó)產(chǎn)自主替代對(duì)國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司、域控產(chǎn)業(yè)提供了非常好的助力。

據(jù)接近供應(yīng)鏈的的人士表示，基本上在今年第四季度會(huì)有搭載國(guó)產(chǎn)芯片的主流車型的量產(chǎn)。

2023 年則是國(guó)產(chǎn)芯片上車大年，國(guó)內(nèi)芯片公司在 2023 年將取得非常好的成績(jī)。

另一方面，ADAS 巨頭 Mobileye，車企對(duì)其是「既愛(ài)又恨」：

• Mobileye 對(duì)芯片的利用率優(yōu)化已經(jīng)接近完美，甚至被一些工程師評(píng)價(jià)為「神一般的存在」。

• 但與此同時(shí)，Mobileye 也被詬病為不開放，隨之帶來(lái)的問(wèn)題是研發(fā)效率的節(jié)奏緩慢。如果車企把反饋意見(jiàn)提交給 Mobileye，Mobileye 內(nèi)部再去研發(fā)，整個(gè)周期基本按「年」計(jì)。

地平線的路線與英偉達(dá)模式非常相似，客戶包括一級(jí)供應(yīng)商、整車廠、和出行服務(wù)商，為他們提供芯片、硬件的參考設(shè)計(jì)，以及提供工具鏈和算法等方案。

截止今年 8 月，地平線已經(jīng)擁有超過(guò) 20 個(gè)合作車企，70 余款前裝定點(diǎn)車型，目前征程系列芯片的出貨量超過(guò)100 萬(wàn)顆。

地平線已經(jīng)與上汽、長(zhǎng)城、江淮、長(zhǎng)安、比亞迪、哪咤、嵐圖等汽車廠商達(dá)成征程 5 芯片的量產(chǎn)合作意向。

因而行業(yè)有一種聲音說(shuō)，地平線的芯片是英偉達(dá)的「平價(jià)替代」。

另一個(gè)玩家是黑芝麻。

黑芝麻通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)感知算法、車規(guī)級(jí) ADAS/自動(dòng)駕駛芯片、配套的底層實(shí)施系統(tǒng)及參考設(shè)計(jì)為車企提供感知系統(tǒng)解決方案。

目前，黑芝麻系列芯片產(chǎn)品包括華山一號(hào) A500、華山二號(hào) A1000 和 A1000L。

黑芝麻華山二號(hào) A1000 系列芯片已完成所有車規(guī)級(jí)認(rèn)證，已經(jīng)與上汽通用五菱、江淮等內(nèi)的多家車企達(dá)成量產(chǎn)合作。

在黑芝麻最強(qiáng)芯片華山二號(hào) A1000 Pro 中，搭載了黑芝麻自研的圖像處理器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器。

其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器能夠讓 A1000 Pro 芯片的 INT8 算力達(dá)到 106TOPS，INT4 算力達(dá)到 196TOPS。

還有一個(gè)不容忽視的重磅玩家是華為。

不過(guò)，華為更多是通過(guò)華為 MDC 呈現(xiàn)在大家的眼前。

華為 MDC 所采用的昇騰系列芯片，主要有昇騰 310 和升級(jí)版昇騰 910 兩款芯片。

從華為官方的 MDC610 平臺(tái)邏輯架構(gòu)可以看出，AI 模塊、ISP 模塊、CPU 模塊集成在一顆 SoC 中，并與外部通信，也是一顆異構(gòu)架構(gòu)的 SoC。

華為 MDC810，基于 MDC610 的底層打造，算力可以達(dá)到 400+ TOPS，可應(yīng)用于 L4-L5 級(jí)別的輔助自動(dòng)駕駛。

不過(guò)，對(duì)于 MDC810 采用的是昇騰 310 還是升級(jí)版昇騰 910，華為并未公布太多，但可以肯定的是，昇騰系列 AI 芯片是海思的自研產(chǎn)品。

基于華為 MDC 計(jì)算平臺(tái)打造的華為的 ADS 解決方案，已經(jīng)搭載進(jìn)狐阿爾法 S 華為 HI 版車型以及阿維塔 11 的車型中。

華為 MDC610 也搭載在廣汽埃安 AION LX、哪吒 S 等新車型上。

一定程度上，英偉達(dá)這次出擊拉高了大算力芯片的門檻。

Thor 是有史以來(lái)最強(qiáng)的自動(dòng)駕駛芯片——高達(dá)2000 TOPS的算力，是英偉達(dá)上一代芯片 Orin 算力的8 倍，是特斯拉 FSD 芯片的14 倍。

但這并不意味英偉達(dá)在自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)就一騎絕塵。

汽車智能化浪潮吸引了多方玩家入場(chǎng)，逐漸形成了新興芯片科技公司、傳統(tǒng)汽車芯片廠商、消費(fèi)電子芯片巨頭、車企自研四大陣營(yíng)。

一方是由 TI、恩智浦、瑞薩等傳統(tǒng)芯片廠商所把持。

一方由英偉達(dá)以及背靠英特爾的 Mobileye 領(lǐng)銜，高通、華為、地平線緊隨其上，展現(xiàn)了強(qiáng)勁的趕超之勢(shì)。

而在智能汽車競(jìng)爭(zhēng)最激烈的在中國(guó)市場(chǎng)：以華為、地平線、黑芝麻、芯馳科技、寒武紀(jì)等國(guó)產(chǎn)芯片公司也展現(xiàn)出了較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

以特斯拉、蔚來(lái)、小鵬為代表的車企，也先后開啟自研自動(dòng)駕駛芯片的征程。

從車企對(duì)智能駕駛芯片的選擇看，新勢(shì)力更多選擇英偉達(dá)，而傳統(tǒng)車企則通過(guò)選擇多種芯片進(jìn)行多層次的布局。

以蔚來(lái)、理想、極氪為代表的新勢(shì)力，在第一代車型上選擇使用 Mobileye 芯片實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的智能駕駛功能后，開始轉(zhuǎn)為全棧自研，并鎖定大算力的英偉達(dá) Orin 芯片。

而部分傳統(tǒng)車企，由于車型眾多，在目前的 ADAS 方案中，則會(huì)以 Mobileye 為主，同時(shí)布局實(shí)現(xiàn)行泊一體功能的 TI TDA4 以及地平線的 J2/J3 方案，以及更大算力的英偉達(dá) Orin。

可以說(shuō)，當(dāng)前自動(dòng)駕駛芯片行業(yè)的寡頭格局尚未形成，市場(chǎng)格局依然有待重塑。

更加值得期待的是，在大算力芯片預(yù)研上，國(guó)內(nèi)頭部玩家與 Mobileye、英偉達(dá)、高通這樣的巨頭并沒(méi)有拉開太大的差距。

在這場(chǎng)與智能汽車產(chǎn)業(yè)同步迭代的大演進(jìn)中，跑出了萬(wàn)億市值的電池巨頭寧德時(shí)代。而在國(guó)產(chǎn)自主替代的大背景下，中國(guó)的自動(dòng)駕駛芯片公司也有機(jī)會(huì)上位，成為下一個(gè)「寧王」。

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