英伟达/特斯拉再度被超越，行业老兵引领国产智能驾驶芯

shuszhao · 发表于 2020-10-10 08:52:42

智能驾驶，未来人类社会的核心生产力。
根据《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》、《汽车产业中长期发展规划》等政策，到2020年，新车驾驶辅助系统(L1)搭载率将达到30%以上；2025年，汽车DA(辅助驾驶)、CA(有条件自动驾驶)新车装配率将达到80%。按照目前面向低级别智能驾驶芯片50-150美元的价格来看，短期内智能驾驶专用芯片市场规模可达百亿美元。而从长远看来，这一数字将上升至千亿级美元规模。
在刚刚落幕的2020北京国际汽车展览会上，首度出征中国车展的黑芝麻智能科技(Black Sesame)不但携自主研发的车规级芯片华山一号A500、华山二号A1000、融合感知高精度定位产品、以及与博世联合打造的智能驾驶舱驾驶员监控系统等最新产品落地车展，还面向全球市场发布了基于A1000芯片打造的FAD(Full Autonomous Driving)全自动驾驶计算平台，成为本届车展中最值得关注的智能驾驶创新力量之一。

基于黑芝麻华山二号A1000芯片打造的FAD全自动驾驶计算平台

黑芝麻智能科技成立于2016年，是一家专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发的企业。主攻领域为嵌入式图像和计算机视觉，核心业务是提供基于图像处理、计算图像以及人工智能感知芯片计算平台，为ADAS及自动驾驶提供完整的商业落地方案。
2019年4月，黑芝麻完成B轮融资，主要投资机构包括北极光创投、君海创芯、上汽集团、SK中国、招商局资本、芯动能等。同年8月，黑芝麻第一颗车规级智能驾驶芯片华山一号A500在国内首发并开启量产；2020年6月，第二颗车规级智能驾驶感知芯片华山二号A1000发布，成为唯一可以支持L3自动驾驶的国产芯片，预计搭载A1000的车型最快将在2021年底开始量产。

而就在本届车展前夕，黑芝麻还向上汽集团交付了首批基于A500芯片打造的融合感知高精度定位产品，主要针对L2-L3级自动驾驶分米级定位需求。此外，黑芝麻与上汽集团、比亚迪等国内头部车企针对L2+和L3级别自动驾驶项目也正在紧锣密鼓地进行中。

华山一号A500芯片

传统汽车产业链开始重构

2020年2月，国家十一个部委联合发布中国智能汽车国家战略，明确将2025年作为形成中国自主产业链和技术标准的重要时间节点，突破包括复杂系统体系架构、复杂环境感知、智能决策控制、人机交互及人机共驾、车路交互、网络安全在内的多项前瞻性关键技术，推动有条件地区开展城市级智能汽车大规模、综合型应用试点，支持优势地区创建国家车联网先导区。
黑芝麻智能科技COO刘卫红在接受《电子工程专辑》采访时表示，包括车载高精度传感器(摄像头、激光雷达、毫米波雷达)、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台在内的智能驾驶产业，对中国来说是一个新的万亿级的产业创新机遇，不但能够带动整个汽车产业走出传统生产制造模式，步入以核心芯片、人工智能、电池技术、大数据、运营管理为代表的智能驾驶/自动驾驶时代，而且在推动汽车业升级的同时，也给传统产业链带来了变革。
原材料供应商、二级供应商、一级供应商、整车厂、经销商，再到最后的销售网点，这是传统汽车业的生态链条模式，多年未变。但在刘卫红看来，随着越来越多的整车厂开始培育自己的零部件供应商，并日益将“出行解决方案”作为关注的重点，传统生态模式的变革已经开始。

“自动驾驶生态的逐步建立对传统的一级供应商冲击很大，很多整车企业现在更希望直接和二级供应商交流，形成解决方案后找一级供应商生产。同时，出行解决方案公司的大量涌出也给车厂造成很大压力。”因此，黑芝麻智能科技CEO单记章认为，黑芝麻存在的价值，就是通过把算法、操作平台和芯片结合起来，和一级供应商合作，形成完整解决方案后服务于整车厂。
不过，由于不同一级供应商，甚至整车厂的开发能力差异很大，像黑芝麻这样的二级供应商提供的方案，必须具备足够的“灵活性”。也就是说，对于开发能力强的上游厂商，黑芝麻可以向其提供单独的芯片、工具链、软件、开发环境，系统整合工作由对方完成；对于能力相对较弱的厂商，黑芝麻就必须提供完整的“交钥匙”解决方案。

打造智能驾驶“最强大脑”

针对自动驾驶系统开发，业界普遍认为从L2+辅助驾驶到L4/L5级自动驾驶的渐进式路线是最为可行的路径。这就要求相应的计算平台具备超强的可扩展性，支持系统开发的平滑演进，满足各级自动驾驶对于算力和功耗的差异化要求，提升主机厂等合作伙伴的开发效率。
本次发布的FAD全自动驾驶计算平台，基于两颗华山二号A1000芯片的级联方案打造，双芯片系统可完全独立工作，支持电源和视频采集系统的冗余设计，算力可达70TOPS-140TOPS，完全满足前装产品的设计要求。

按照单记章的说法，FAD是“目前唯一能够对标特斯拉FSD的智能驾驶平台”，完全可以满足从L2+辅助驾驶到L4/L5自动驾驶多级系统的计算需求。

根据规划，未来黑芝麻还会提供四芯片组合的方案，算力将达到280TOPS，整体能效比高达6TOPS/W，配合自研的车规级操作系统和多芯片级联实时软件平台框架，FAD平台将能够满足乘用车、商用车、作业车等不同场景的智能驾驶方案需求。同时，FAD平台还支持多路高清传感器并拥有丰富的接口(例如一颗A1000芯片就可同时支持12路摄像头)，通过FAD SDK对外开放丰富的API能力，并提供开放的自动化神经网络优化工具。
“峰值算力高低只是汽车芯片关注的一部分，这就好比‘十项全能’选手，不能仅仅是某个单项能力突出，而是要做到全面均衡。”除了算力，单记章认为车规级芯片的设计难点还包括信息安全、功能安全、异构架构设计、不同数据类型处理、热管理等多个方面。同时，考虑到软件定义汽车已成为行业共识，因此在设计时，还需要预留出足够的冗余空间以应对汽车架构和AI算法的不断变化。
作为FAD全自动驾驶计算平台的核心主芯片，华山二号A1000采用台积电16nm制程工艺，已于今年4月完成流片。相较于采用28nm工艺的前代产品华山一号A500芯片，A1000在算力上提升近8倍，达到40-70TOPS，相应功耗为8W，能效比超过6TOPS/W，整体性能在全球自动驾驶芯片领域处于领先地位。
该款芯片基于黑芝麻自研的多层异构性TOA架构打造，集成了具有自主知识产权的图像传感技术、图像视频压缩编码技术、计算机视觉处理技术以及深度学习技术IP。A1000内置8颗CPU核心，包含DSP数字信号处理和硬件加速器，支持包括激光雷达、毫米波雷达、4K摄像头、GPS等在内的自动驾驶传感器接入，以实现高级别自动驾驶系统所需的多传感器融合方案。同时，为了满足车路协同、车云协同的要求，A1000还集成了PCIe高速接口和车规级千兆以太网接口，便于开发者进行集成式开发。
安全性方面，华山二号A1000芯片本身就进行了独立车规级安全岛设计，通过R-Lock双冗余互锁架构与多重可靠性设计，提供全方位信息安全体系，支持硬件加密，满足ASIL B/D以及CC EAL5+的车规级安全认证要求。
单记章说智能驾驶行业已经从最初的疯狂逐步回归理性，开始从概念回归量产，这也是为什么行业内更多人开始谈论L2+/L3-阶段的原因。他希望到2025年时，黑芝麻能够占据L2+到L3级自动驾驶市场30%(大约300万辆)的市场份额，并同时强调称，“开放”终将取代“封闭”，成为智能驾驶时代的关键词。目前来看，无论是软件定义汽车，还是将芯片、算法、以及产品迭代能力开放给客户，都在毫无例外的遵循这一原则。