当前,国内外智驾芯片市场呈现出显著的差异化特征。在国内市场,尽管英伟达和特斯拉的芯片占据了大部分高端车型的市场份额,全球范围内,Mobileye仍然是最大玩家,与其他玩家拉开了较大差距。
(图:Yole)
根据盖世汽车统计,2023-2024年间,以智驾域控制器为代表的国产芯片市场占有率正在逐步提高,前十大供应商中外国厂商的占比从85%降到了75%,下降趋势明显,Mobileye在中国市场的表现远远落后于全球市场。
(数据:盖世汽车)
中低阶算力平台在未来几年将迎来快速发展期,智驾技术将从高端车型逐步向下渗透,最终成为所有车型的标配。行泊一体作为最主流的ADAS方案,近年来大规模落地。根据佐思汽研统计,2023年行泊一体装配量超过170万套,预计2025年将超过300万套,2029年超过1000万套,到2030年,出货量将与前视一体机市场基本持平。
中低算力行泊一体将是快速增长的主力方案,特别在2024~2026年这3年中将保持每年翻番的增长速度,中算力平台将在2026年超过高算力平台的出货量,成为未来最主要的智驾算力区间。未来5年智驾将快速下沉至20万以下车型,并成为各车型的标配。
“国产芯片厂商的大量崛起,为智驾芯片提供了更多选择,前十大供应商的占比从2023年的98.6%降到了94%,但仍然占有非常高的份额,头部效应依然明显。但国内中算力市场中,国外芯片厂商优势不明显,中算力行泊一体市场将成为国产芯片厂商的竞争高地。”在日前于无锡举办的第十一届汽车电子创新大会(AEIF)上,上海为旌科技有限公司运营副总裁赵敏俊在演讲中表示,“我们选择了从中算力切入市场,通过快速的产品迭代和优质的客户服务,逐步扩大市场份额。”
上海为旌科技有限公司运营副总裁 赵敏俊
会后,他在接受《电子工程专辑》等媒体的采访时,从芯片层面、软件层面和标准层面阐述了智驾芯片设计的挑战,并详细介绍了为旌科技的解决方案。
智驾芯片的设计挑战
国产化的机会窗非常大,但挑战也非常大。赵敏俊从芯片、软件和标准三个层面进行了分析,并提出了为旌科技的解决方案。
在芯片层面,首先要考虑的是PPA(性能、功耗、面积)。随着智驾水平从L2向L3、L4提升,芯片性能需不断提升,现有工艺面临挑战。为旌科技在2022年立项,开始设计为旌天权NPU,作为智驾芯片最核心的计算引擎。天权NPU主打高灵活性、高效率和可扩展性,通过两百多个算力固化到NPU中,作为加速引擎,同时通过混合精度的量化模式,提升Transformer的效率。
赵敏俊同时指出,端到端大模型架构是智能驾驶技术发展的未来方向,但模块化架构仍将是当下重要的技术框架。模块化与端到端大模型将在未来五年甚至更长时间内共存,将形成中低阶和高阶智驾车型长期共存的格局。所以智驾芯片设计还需要解决CNN和Transformer的兼容性问题,确保芯片能在不同架构下都能发挥最佳性能。“在这方面,为旌科技做了很多细节工作,如优化数据调度和减少数据搬运,以提高整体计算效率。”
其次要考虑内存墙,数据量增大带来的内存访问瓶颈是性能提升的关键卡点。为旌科技在SoC系统层面采用四级存储架构,有效降低了内存墙的影响和功耗,通过优化数据访问路径,整体性能提升了60%。第三是可靠性,与消费类和工业类领域不同,在智驾领域,芯片的可靠性直接关系到人身安全。为旌科技通过严格的车规认证(ISO 26262 ASIL-D级别产品认证),确保芯片的可靠性。
在软件层面,“软件在汽车行业中的地位不断提升,特别是在‘软件定义汽车’理念的推动下,软件成为差异化竞争的关键。主机厂纷纷建设软件团队,但底层软件的开发和优化对芯片设计企业提出了全新的挑战。” 赵敏俊指出。
具体来看,底层软件包括了供应链、操作系统、中间件等。为旌科技在底层软件上进行了大量优化,推出了成熟的工具链(如为旌星图TM),提高了开发效率和部署速度。另外随着软件定义汽车时代的到来,软件安全也成为重要议题,为旌科技在软件设计中充分考虑了功能安全、预期功能安全和网络安全。
最后在标准层面,目前大多数国际标准仍基于欧美企业的积累,这对中国企业在标准制定方面提出了挑战。对此,国家近年来在标准制定方面加大了投入,逐步完善了车规领域的各种标准。
为旌御行系列
据介绍,为旌科技成立于2020年,专注于高端智能感知SoC芯片的研发与设计。公司以视觉+AI技术为核心,产品应用于智慧城市、智能驾驶和机器人领域。创始团队来自海思、中兴微电子和高通,拥有十多年的行业经验。在过去四年,为旌科技已完成两条产品线和七颗芯片的发布,并实现了营收。公司目前专注于智慧城市和智能驾驶两大板块。
对于当前智能驾驶采用激光雷达热度降低的趋势,赵敏俊认为虽然特斯拉主张全视觉路线,但在未来相当长一段时间内,多种传感器(如雷达和红外)仍将共存,以确保全场景覆盖。
为旌科技的核心产品——为旌御行系列芯片主打高计算效率、低功耗、低延时、高安全性和高集成度,内置MCU,功耗全芯片小于10W,端到端出图时间小于0.5秒。其中,2023年底发布的VS919作为御行系列旗舰芯片,已通过车规认证,支持端侧的BEV+Transformer,并具备5R7V的感知能力,实现了从基础L2+到高速NOA的行车功能以及APA、RPA、HPA等泊车功能。
此外,御行系列芯片在实车应用中也取得了显著成果。例如,在红外前视场景中,通过红外补光避免强光照射,提高了识别准确性。此外,御行芯片在标准前视、眩光场景、障碍物识别、车道线识别、APA部署、AVM和透明底盘等场景中也表现出色。
“通过与合作伙伴的紧密合作,为旌科技已成功将VS919芯片应用于实际项目中,并实现了从0到1的突破。”会上,赵敏俊展示了为旌科技与合作伙伴共同开发了5R7V的演示方案,包括两颗800万像素的前置摄像头、一颗300万像素的后视摄像头、四颗环视摄像头和五个雷达。这一方案已经在实验室布展,并与合作伙伴完成了相关DEMO的测试。
定位Tier2,坚持“算力理性”
赵敏俊认为,未来智能驾驶行业的发展将与手机行业类似,形成分层解耦又紧密合作的行业生态模式。为旌科技将坚持Tier2的战略定位,聚焦算力芯片平台的研发与创新,与Tier1在算法和控制器层面深度合作,共同打造差异化的解决方案,服务主机厂。
对于智驾行业目前盲目追求大算力芯片的行为,赵敏俊认为,为旌科技坚持“算力理性”原则,公司关注中算力芯片市场,并预计这一市场将快速增长。VS919芯片定位于24TOPS,旨在满足中端市场需求的同时,支持大模型技术,在芯片设计中考虑了兼容性。
高质量的数据闭环和高效运行大模型算法的智驾芯片将是带来极致智驾体验的基础,也是主机厂决战智驾的重要抓手。赵敏俊认为,智能感知和智能驾驶是两大黄金赛道,尽管竞争激烈,但仍存在黄金窗口期。
特斯拉通过Dojo数据中心支撑的高质量数据闭环和高效运行大模型算法的智驾芯片打造了极致的智驾体验,已经与国内智驾企业形成一定的差距,也为国内企业提供了有益的借鉴。他强调,面对特斯拉等全球领先企业的竞争压力,国内智驾产业链需通过深度合作实现加速追赶和超越。
虽然国产芯片在智驾领域的主要机会在于国产替代,但赵敏俊认为主机厂自主研发芯片可能不是最佳选择“为旌科技这样专注于芯片开发的企业可以为多家客户提供服务,实现规模效应,在低功耗和系统层面进行成本优化,通过单芯片方案和低功耗设计帮助客户降低成本。”
据悉在视觉传感器方面,为旌科技已经开始涉足红外方案,并将其在智慧视觉领域的红外热成像能力移植到汽车上。智能驾驶产品也正在与主机厂合作,,预计2025年年底上车。公司计划在未来两到三年内实现智能驾驶领域的收入快速增长,并继续拓展消费视觉和消费类机器人市场。