1、比亚迪半导体
比亚迪半导体是国内自主可控的车规级IGBT领导厂商,该企业主要业务覆盖功率半导体、智能控制 IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售,拥有包含芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用在内的一体化经营全产业链,目前比亚迪半导体已经拥有多年的研发积累、充足的技术储备以及丰富的产品类型。
2、紫光国微
北京紫光智能汽车科技有限公司成立于2018年,目前该企业旗下的超稳定晶体石英晶振、DRAM、FPGA/CPLD,车载控制器MCU和智能安全芯片均达到车规级水平。其中自主研发的THD89系列产品2019年成功通过AEC-Q100车规认证,成为国内最高水平的车载芯片之一。
3、黑芝麻智能科技
这是一家专注于自主研发自动驾驶人工智能芯片和视觉感知算法核心技术与应用开发的高科技企业,目前该企业推出的车规级智能驾驶芯片“华山二号A1000”是唯一可以支持L3自动驾驶的国产芯片。
4、芯驰科技
芯驰半导体致力于研发智能汽车的核心芯片,是成功突破全球汽车工业核心芯片的中国创新芯片企业,目前该公司针对智能座舱、自动驾驶、中央网关应用场景发布9系列高性能SoC系统级芯片,并同期架构完成了更高功能安全级别的车辆底层域控制芯片。
车东西
文 | 俞岳
上周末,延误了半年有余的2020北京国际车展正式开幕,因疫情防控需要,北京车展可能也是今年全球最大规模的车展。
在本届北京国际车展上,最大的看点之一莫过于L2级自动驾驶逐渐成新车标配,自主品牌L3甚至L4级自动驾驶正逐渐落地;华为等科技公司拿出自动驾驶解决方案“秀出肌肉”;多家自动驾驶芯片创企推出性能炸裂的解决方案……让本届北京国际车展宛如一场汽车科技秀。
国内自动驾驶芯片创业公司黑芝麻首次展出FAD自动驾驶计算平台,其算力最高可达280TOPS,从数据上看甚至全面超过特斯拉自研的FSD自动驾驶电脑。
那么,黑芝麻FAD自动驾驶平台真的这么强吗?FAD是如何碾压特斯拉FSD的呢?
一、北京车展最强自动驾驶计算平台 算力最高可达280TOPS
车展首日,国内自动驾驶芯片创企黑芝麻正式发布并展出了FAD(Full Atonomous Driving)全自动驾驶计算平台,同时也首次对外展出了第二款自动驾驶芯片华山二号A1000系列。
FAD最大的优势就是算力强,从数据上看,甚至已经超过特斯拉最强的自动驾驶计算电脑HardWare 3(实际算力大约72TOPS),单个控制器的算力最大可以达到280TOPS,高算力也让FAD支持L2+~L4级自动驾驶。
▲北京车展现场展出的黑芝麻FAD自动驾驶平台
今年6月,黑芝麻正式发布了华山二号A1000系列芯片,单颗芯片算力最高可以达到70TOPS,功耗小于8W,单颗芯片就能支持L3级自动驾驶系统。而FAD自动驾驶平台就是基于华山二号A1000芯片打造,单控制器最多可集成4颗华山二号A1000芯片,也就能够实现最大280TOPS的算力。
即便有这样强大的算力,FAD自动驾驶平台最高功耗也就几十瓦,能效比达到6TOPS/W。
这样的性能数据和能效比数据即便放到全球自动驾驶芯片领域,都处于领先地位。
此外,为适应不同汽车制造商和不同车型,车企也可以选择1颗、2颗或4颗华山二号A1000芯片集成的域控制器,分别可以实现最大70TOPS、140TOPS和280TOPS的算力,对应L2+级、L3级和L3/L4级的自动驾驶系统。
实际上,这就是满足车企的成本需求。
据了解,FAD自动驾驶平台支持多种传感器接入,包括激光雷达、毫米波雷达,同时接入多路摄像头,还内置有GNSS+IMU+RTK组合高精度定位模块,可以实现车道级定位,实现更精准的自动驾驶。
可以说,黑芝麻FAD自动驾驶平台凭借其高算力、低功耗,已经成为本届北京国际车展上最强大的自动驾驶域控制器之一。
二、支持L2+~L4级自动驾驶 黑芝麻FAD真能打趴特斯拉FSD?
FAD除了使用超强芯片,算力超强,还有哪些强大本领呢?
昨天上午,车东西与黑芝麻创始人兼CEO单记章与创始人兼COO刘卫红进行了深入访谈,找到了问题的答案。
1、对标特斯拉、英伟达 性能全面领先
在全球自动驾驶芯片大厂中,能实现黑芝麻FAD这样高算力水平的也就英伟达、特斯拉两家。
从算力上看,英伟达Xavier计算平台的算力有30TOPS,特斯拉FSD计算平台(HardWare 3)算力为144TOPS,两颗华山二号A1000芯片集成的黑芝麻FAD计算平台就有最高140TOPS的算力。
▲北京车展现场展出的黑芝麻FAD自动驾驶平台
而在算力利用率上,三者的差距比较悬殊,黑芝麻FAD可以达到80%以上的利用率,特斯拉有55%,而英伟达Xavier计算平台大约在20%左右。
单记章说道,用CPU、GPU进行AI运算,算力利用率太低,必须要使用专用的神经网络处理器进行AI运算,算力利用率才能达到比较高的水准。
实际上,这也是特斯拉放弃英伟达自动驾驶芯片,改用自研芯片的原因之一。
在功耗上,英伟达Xavier计算平台和黑芝麻FAD都在30W左右,特斯拉FSD功耗则翻了一倍还多,达到72W。另外,英伟达Xavier计算平台的能效比仅有1TOPS/W,特斯拉稍好,为2TOPS/W,黑芝麻FAD则能做到6TOPS/W。
据介绍,虽然三者的整体功耗比较低,但也需要进行严格的热管理优化。如果能效比太低,芯片发热难以控制,可能导致整体安全性、稳定性降低。
今年5月,英伟达发布了基于安培架构的自动驾驶芯片的迭代产品,算力较上一代Xavier计算平台有很大提升,并且有10TOPS、200TOPS、2000TOPS算力的三个产品。不过目前英伟达还没有公布太多有关安培架构自动驾驶平台的消息,量产时间也被定在2022年下半年,距离真正装车还有一定的距离,而黑芝麻预计FAD已经能够在2021年下半年量产装车。
2、神经网络引擎性能超强 支持多种AI运算
当我们透视华山二号A1000芯片就能发现,其主要由一颗8核心主频为1.6GHz的CPU,GPU,内存控制器,神经网络处理器,数字信号处理器(DSP),图像信号处理器(ISP),安全岛以及I/O接口控制器等处理器组成。据了解,这颗SoC中共有22个处理器。
▲华山二号A1000芯片内部
而这么多核心和计算单元,都集成在了不到90mm?的区域内,相当于指甲盖大小。芯片封装后的大小也只有约250mm?。
其中,“占地”面积最大的就是DynamAI NN神经网络处理器。据了解,这个区域中有4个3D卷积阵列,主频为1.2GHz,算力就已经能达到39TOPS;同时还有1个2D GEMM矩阵乘法阵列,主频800MHz。另外,芯片内还有5个独立DSP,让整个芯片的算力可以达到43TOPS。这还不包含CPU、GPU、CV加速的算力。
实际上,这还是黑芝麻华山二号A1000芯片最基础的算力,其最强算力可以达到70TOPS。
同时,因为有多种不同的神经网络处理器,让整颗SoC能够保持很强的灵活性和均衡性。
3、降低开发门槛 符合车规标准
当前,大部分整车企业和自动驾驶公司采用自研自动驾驶软件,购买自动驾驶硬件的方式,研发或量产自动驾驶。但各个厂商在感知、识别、决策算法方面的进度各不相同,所使用的神经网络也各不相同,这就要求硬件厂商必须紧密配合整车企业的软件开发流程。
黑芝麻针对不同整车厂和自动驾驶公司给出了完善的开发解决方案。
首先,黑芝麻提供自研的算法神经网络,也能提供常用神经网络模型库。例如,在ADAS算法神经网络中,就包括路牌、路标、车道线、预测目标运动趋势等网络,黑芝麻将这些算法神经网络作为SDK提供给客户。也能将常用的、公开的神经网络制作成模型库,作为开源软件提供给客户。
第二,黑芝麻为客户提供神经网络开发工具,可以不断优化算法。即便在交付之前,也能在虚拟环境下运行开发者的网络。开发者可以通过黑芝麻的云端平台测试,甚至不需要在本地安装。
第三,如果客户完全没有开发自动驾驶软件,黑芝麻也可以提供硬件、工具链、软件库、 *** 作系统打包交付。
在安全流程标准和车规认证方面,FAD平台满足ASIL B、ASIL D汽车功能安全要求以及CC EAL5+的车规级安全认证要求。升级到板级产品后,FAD 平台的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,满足前装产品的设计要求。通过双芯片冗余,支持ASIL 安全分解,配合ASIL-D级别的控制MCU,实现系统级的ISO26262 ASIL-D安全流程标准。进一步达到系统级自动驾驶平台的SOTIF和RSS的安全设计要求。
可以说,黑芝麻FAD自动驾驶平台已经能够在硬件算力、整体效能、软件开发、安全认证方面领先于市面上大多数自动驾驶芯片,一些参数已经超越同级别的特斯拉FSD。
三、行业老兵组队造芯 FAD即将步入量产阶段
根据黑芝麻创业团队的介绍,公司于2016年成立并投入研发自动驾驶芯片,和特斯拉自研FSD芯片的启动时间大致相同,这也就让两家公司几乎站在同一起跑线上。
2017年,蔚来、芯动能等资方向其投资了近亿元。2019年4月,黑芝麻又获得了上汽、SK中国、招商局等机构的B轮投资。
这些投资让黑芝麻有能力大力投入研发自动驾驶芯片,现在投入的研发资金已经超过1亿美元(超过6.8亿元人民币),要知道黑芝麻的研发团队也就只有300来人,且都是来自芯片、汽车、算法等各个科技高地的顶尖人才。
▲左右分别为黑芝麻CEO单记章、COO刘卫红
黑芝麻CEO单记章此前是全球视觉芯片领军企业OmniVision创始团队成员,在硅谷芯片行业打拼了20多年,在图像处理芯片和软件算法上具有丰富的经验和技术积累。
CTO齐峥是英特尔奔腾二代芯片主要设计成员、CSO曾代兵是中兴微电子总工程师,COO刘卫红则曾是博世中国ADAS主力部门——底盘与控制系统事业部的中国区总裁。
正因为有超强的研发团队,让黑芝麻这家初创公司可以在3年时间内做出ADAS芯片华山一号A500并量产上市,在今年推出华山二号A1000芯片,发布FAD自动驾驶平台。
今年以来,新车如果没有配备L1/L2级自动驾驶,都“不好意思卖”,自动驾驶的普及程度正在快速提高,而更高等级的L3级甚至L4级自动驾驶也已经到了量产前夜,行业内对自动驾驶芯片和计算平台解决方案需求呈爆发性增长态势。仅自动驾驶芯片的市场规模,都有望达到万亿美元级别,成为半导体行业最大单一市场。
因此,FAD此时进入自动驾驶市场可谓正当其时。
今年8月,一汽智能网联开发院与黑芝麻达成技术合作协议。一汽智能网联开发院将启动基于华山二号A1000的智能驾驶平台的开发,以满足后续量产车型需求。双方将共同推动人工智能技术在汽车工业领域的应用,加速国产智能驾驶芯片的产业化落地。
另外,黑芝麻也已经签约多个FAD定点车型,预计明年就将有搭载FAD自动驾驶平台的车型上市。此外,国内外也已经有多家企业开始测试FAD自动驾驶平台,测试车辆已经上路。
黑芝麻在自动驾驶芯片和域控制器中取得的巨大成功,让行业研究机构开始重视这家刚成立4年有余创业公司。今年4月,硅谷最强智库之一的CB Insights发布中国芯片设计企业榜单,黑芝麻在车载芯片领域上榜,成为中国芯片设计企业65强之一。
今年7月,黑芝麻华山二号A1000芯片也亮相世界人工智能大会,与平头哥、依图、寒武纪等高端人工智能芯片同台亮相。
可以说,黑芝麻经过四年多的发展,已经成为全球领先的自动驾驶芯片设计公司,甚至已经有能力和芯片行业的老大哥们一较高下。同时,黑芝麻的快速进步,也推动着国内自动驾驶芯片设计再上新台阶。
在与两位创始人的交谈中,他们还透露了一个彩蛋,明年黑芝麻将发布性能更强的芯片,届时搭载这一芯片的FAD自动驾驶平台最高算力有望突破1000TOPS,其算力已经可以进行完全自动驾驶。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
在电气化和智能化的推动下, 汽车 成为了半导体向前发展的新领域。 汽车 半导体作为一个新兴领域,也被众多企业所垂涎,因而,在近几年中发生在 汽车 半导体行业的并购越来越频繁,甚至还出现了几宗超百亿美元的超级收购。这些并购当中,不仅涉及了传统的 汽车 半导体厂商,还包括了一些计算芯片领域的巨头企业。在众多厂商纷纷开始布局 汽车 半导体的局势之下,是否也意味着 汽车 半导体领域的竞争进入到了加速阶段?
汽车 半导体领域的头把交椅发生变化
众所周知,2015年当中发生了很多并购案,其中,NXP收购飞思卡尔是当年半导体领域中的一大重大变化,而这也促使 汽车 半导体领域发生了变化。
根据市场研究机构IHS Technology在2014年发布的数据显示,在没有发生该笔并购之前,2013年全球 汽车 半导体供应商排名中,前十名供应商的名次与2012年完全相同,当时位居榜首的是瑞萨,紧随其后的是英飞凌和意法半导体。
(2013年全球 汽车 半导体供应商排名)
由于NXP收购飞思卡尔后,这两者的合并销售额得到了大幅度的提高,从而,NXP于2015年跃居 汽车 芯片市场龙头宝座。瑞萨则下滑到了第三的位置,有报告指出,瑞萨 科技 的下滑是由于受到美元对日圆汇率眨值而持续受挫。
在NXP蝉联 汽车 半导体榜首数年之后,伴随着英飞凌收购赛普拉斯的方案的敲定,这种格局再次发生了变化——在 汽车 半导体方面,英飞凌将以13.4%的市场份额超越其竞争对手恩智浦,成为最大的 汽车 半导体供应商。而在 汽车 微控制器领域,英飞凌也将跻身前三。
我们都是知道,无论是飞思卡尔还是赛普拉斯,他们在 汽车 半导体领域中的地位都不算低,但他们却都走向了被收购的结局。而收购他们的也都同样是在 汽车 半导体领域中享有盛名的企业,这种发生在细分领域巨头之间的并购,是否也意味着这个细分领域市场将要爆发?
在哪些方面展开竞速
根据 汽车 市场情况来看,在低碳经济的理念指引下,全球 汽车 产业正朝着能源多元化、智能化、绿色化三大方向不断催生出新的变革。在此驱动下, 汽车 半导体在 汽车 当中将扮演着越来越重要的角色。
根据德勤分析给出的数据来看,半导体成本(即电子系统零部件的成本)已经从2013年的每车312美元增加到了如今约400美元。 汽车 半导体供应商正获益于微控制单元、传感器、存储器等各类半导体设备需求的大幅上涨。到2022年,半导体成本预计将达到每车近600美元。
每量车所带来的600美元成本则来自于多种 汽车 半导体器件,包括MCU、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器及其他。这也是各大 汽车 半导体企业所抢夺的市场。就车用微控制器而言,它在传统燃油车和新能源 汽车 中均能发挥用处,而在NXP和英飞凌完成收购后,他们在车用微控制器方面的实力都有所提升。这也为他们追逐当下 汽车 市场利润提供了支持。
此外,新能源也是 汽车 发展过程中不可忽略的大方向。由传统内燃 汽车 向新能源 汽车 的转变意味着 汽车 要像电气化、电子化方向发展,而电气电子模块中最核心的就是半导体芯片。
根据中商产业研究院的报道显示,电气化和智能化为 汽车 半导体带来的影响主要包括以下三个方面:首先是摄像头雷达等感知层器件的搭载量上升,推动了CIS、激光器、MEMS等半导体器件的市场;其次,自动驾驶从L2向L4升级,带动了用于决策的 ASIC、GPU等计算芯片的用量增加;第三,动力传动系统从燃油引擎向混合动力及纯电动的升级大幅推高功率半导体用量的增加。
以上三个方面为 汽车 半导体领域带来了新的发展契机,也同样带来了新的竞争者。新的竞争者主要出现在车载计算芯片的应用上,计算领域芯片巨头英伟达、英特尔等,纷纷开始投入到自动驾驶领域,其中英特尔更是斥资153亿美元收购视觉ADAS主导厂商Mobileye,以布局 汽车 领域的发展。
除此之外,车载雷达也是 汽车 半导体企业在近些年来着力发展的市场之一,尤其是在车用毫米波市场上,多家企业已经推出了相关产品并展开了竞速,尤其是在77GHz毫米波雷达上竞速已经铺开了,参与其中的半导体企业包括NXP、英飞凌、TI等。
同时,在 汽车 感知层方面中所涉及的CIS领域也有了新的玩家参与。众所周知,安森美是 汽车 CIS领域的龙头,其市场占有率超过50%。而伴随着三星宣布其CIS发展后,它就成为了 汽车 CMOS图像传感器领域中的搅局者,ISOCELL Auto就是三星为强化其CMOS图像传感器在 汽车 领域的应用所推出的品牌。
第三代半导体器件的发展也推动着 汽车 半导体产业向前发展,尤其是在车用功率器件领域,第三代半导体将发挥着巨大的作用。对此,也有很多 汽车 半导体厂商在该领域中进行拓展。英飞凌、罗姆等企业在碳化硅领域中拥有着不错的成绩,同时,意法半导体在今年以来,也增加了其在氮化镓领域的布局,它从合作和收购两方面入手(意法半导体在今年3月收购了氮化镓创新企业Exagan的多数股权),力图未来在 汽车 电子方面取得成绩。
此外,车联网的大趋势也为 汽车 半导体提供了发展的动力,但就市场形势来看,车联网还处于发展阶段,其技术发展路线并没有统一。目前,车联网 V2X通信技术有 DSRC与LTE-V两大路线。NXP主推 DSRC 技术,高通则主推 LTEV 和 5G 标准。
从这些企业在 汽车 半导体领域中的布局,我们不难看出, 汽车 半导体市场的竞争正在加速。
主要营收市场发生变化
汽车 半导体需要依靠 汽车 来发挥它的作用,而 汽车 却不像消费类产品,大部分终端用户不会在短期进行更换,因此, 汽车 市场的需求量可能会极大地影响 汽车 半导体的发展。
根据Strategy Analytics的《2016年 汽车 半导体厂商市场份额》显示,在该年中, 汽车 半导体厂商的主要收益来源国首次由日本变为中国,这也意味着全球 汽车 电子产业结构转换。同时,根据前瞻研究院的报告显示,中国 汽车 产销量已经连续十年蝉联全球第一,属于全球 汽车 产销大国。
中国不仅是目前全球大的 汽车 市场,也是全球 汽车 制造中心之一。据德勤预计,轻型 汽车 产量在全球范围内的占比将达到近29%,而这些趋势均使亚太地区倍受半导体厂商的青睐。
对于传统 汽车 半导体巨头来说,他们比较熟悉车规的标准,凭借其多年的经验,他们在 汽车 半导体市场中占有着有利的位置。此外,对于类似英伟达和英特尔等通过利用计算芯片打入 汽车 市场的半导体企业来说,由于这类芯片也是 汽车 的新应用,因此,产品性能或许才是重要的。而凭借他们在半导体产业中多年的积累,他们则在技术实力上占据着优势(他们还可以通过积累的资本,以收购的方式来提升他们的实力)。
国产 汽车 芯片新势力
面对国际 汽车 半导体厂商的强劲实力,本土 汽车 半导体企业的发展之路并不平坦,他们不仅要面临着技术和法律壁垒,还要接受国内 汽车 电子产业上下游互动机制尚不完善的挑战。在这种情况下,我国本土仍有一些 汽车 半导体企业在该领域中默默耕耘,试图打破这种困局。这其中不仅包含本土半导体厂商向 汽车 领域进行拓展,还有一些Tire 1企业参与到了 汽车 半导体的研发中来。
就本土半导体企业而言,近期,我们发现有很多企业开始倾向 汽车 领域的发展,且他们所针对的应用也十分多样化,涉及了车控类芯片、CIS、车联网、毫米波雷达等多种领域。
具体来看,四图维新旗下的杰发 科技 就是在这期间成长起来的专注于 汽车 半导体等领域的企业,其车控类 汽车 电子芯片的表现尤为亮眼;大唐恩智浦则致力于于新能源 汽车 及传统 汽车 的电源管理和驱动,在 汽车 半导体领域大展拳脚;AI独角兽企业地平线也开展了 汽车 相关的业务,其地平线征程二代芯片已被一些整车厂商所采用;在车用毫米波雷达领域,也出现了一些初创企业致力于此,包括加特兰、隼眼 科技 、安智杰等企业;同时,还有一些半导体企业增加了 汽车 领域的投资,包括华为投资了车载以太网芯片研发商裕太车通。
此外,国内Tire 1也顺着 汽车 智能化和电气化的发展方向,开始与半导体厂商进行合作,或者自行研发相关的半导体器件。这当中包括,吉利集团控股的亿咖通 科技 与Arm中国合资建立了湖北芯擎 科技 ,规划建设车规级芯片及通讯模组的研发、测试及生产基地。此外,在车用IGBT方面取得了一定成绩的比亚迪也于今年宣布,其半导体业务已完成了拆分,并正式更名为比亚迪半导体有限公司。据悉,引入战略投资者完成后,该公司还将继续深耕于车用IGBT领域。
结语
汽车 半导体已经成为了半导体产业当中最具发展前景的领域之一。同时在电气化和智能化趋势的推动下,传统车厂也开始寻求能够助力其向这个方向发展的半导体供应链,这为半导体产业带来了新的发展机会,由此,也引起了半导体企业在 汽车 领域展开竞速。
同时,伴随着近些年来人工智能等技术的提升,与 汽车 相关的AI芯片也开始渗入到 汽车 中来,因此,也催生了一些专注于计算芯片和感知层芯片的企业能够有机会参与到 汽车 半导体芯片的竞争中来。
汽车 半导体的竞争不仅引起了半导体巨头的注意,在新应用中还吸引了一些初创企业参与其中。因此,我们也看到并购、收购股权这样的事发生在 汽车 半导体领域中。而这都加剧了 汽车 半导体行业的竞争。
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