由自动驾驶催生出的汽车整车电气架构的更迭和变革正在为更多SoC和智能芯片厂商提供一个新的赛道,在这个领域的芯片玩家仍然以国外企业为主,包括英伟达、高通、英特尔、AMD等都在持续投资和较力中。这一赛道内也涌现出越来越多的本土玩家,但目前更多集中在中低阶算力的领域。从市占率的角度,国产智驾芯片和ADAS芯片的市场占有率都在逐步提高,为更多本土主机厂提供了多元化的选择。
从市场趋势看,行泊一体将成为主要的ADAS平台,在2023、2024年仍然以高阶智驾平台为主,但从2025年、2026年开始,中低阶算力平台将会快速发展,这也是高端性能向中低端车型渗透的必然趋势带来的,也为国产智驾芯片企业提供了重要机会窗口。
虽然这个机会窗很大,但国产智驾芯片要面临的挑战同样不少。
首先是芯片层面。包括PPA、内存墙和可靠性这些依然是本土智驾芯片企业需要克服的难关。具体到PPA,伴随智能驾驶功能的不断升级,从目前主流的L2发展到未来的L3、L4,现有的工艺是不是仍能满足性能需求将是个考验;在内存墙方面,虽然我们看到后摩尔时代如超越摩尔等新的芯片设计范式出现,但内存墙始终是高算力芯片性能评价中很关键的一个技术攻关点;最后,对车规芯片而言,可靠性的重要性毋庸置疑,这给芯片前端设计开提出了非常高的挑战。
其次是软件。近些年,软件定义汽车这个概念被越来越多提及并得到业界的普遍认同,也有越来越多的主机厂建设自己的软件团队。从与芯片强相关的底层软件层面,也需要考虑更多包括供应链、操作系统和中间件这些系统性的支持和最终实现,这里面同样也有安全性的问题。
此外还有标准。欧美国家作为传统的汽车强国,一直以来主导汽车产业的各项标准的制定。但在新兴的智能驾驶领域,中国车企已经快速崛起并形成了更强大的技术和市场优势,如何在汽车智能化进程中发挥我们的影响力和行业主导性,对标准制定的积极参与是很重要的一种体现,近几年我国确实也在加大投入,积极推动组织和制定一系列的相关行业标准,这一点对整个产业上下游的参与者都将是一个利好。
接下来,人工智能的发展也将是智驾芯片领域一个很大的加速剂和变量。尤其伴随大模型的应用和成熟,过去是CCN到现在的Transformer,这个迭代速度会不断加快。国际企业因为上车和落地的先发优势积累起来的大数据会让后来者的竞争差距拉的越来越大。可以说留给后来者的时间窗口不会很长。
最后是架构。目前从传统模块化架构向端到端大模型演进被认为是未来智驾的发展趋势,但这个过程不会一蹴而就,在未来相当一段时间内,这两种模式将并存。这也给相关芯片企业提出了极大的挑战:首先要支持Transformer框架,对于数据量的提升,新算子的引入等等,包括对架构的变动,这些都会带来挑战;同时聚焦到AI引擎NPU的结构,还要做一些特殊的设计,以匹配性能的提升,达到最高效的能力;此外还要考虑兼容性,在CNN和Transformer两种架构共存的情况下,如何做到两者的兼容,同时还要确保PPA做到最优,这些都是非常大的挑战。
基于以上的机会和挑战,可以说本土智驾芯片企业任重道远且有非常的紧迫感。能够快速推出好用、易用、耐用的智驾芯片,且快速导入市场,在应用快速迭代,是最大考验。
为旌科技有限公司运营副总裁赵敏俊
“我们在2022年左右立项,开始设计为旌天权NPU,作为我们在智驾芯片最核心的计算引擎,主打的是高灵活性、高效率、可扩展性,我们通过两百多个算力,固化到NPU里面,作为加速引擎,同时通过混合精度的量化模式,更好的提升Transformer的效率。”近日,在无锡举办的第十一届汽车电子创新大会暨汽车电子应用展(AEIF 2024)期间,智能芯片领域的初创企业为旌科技有限公司运营副总裁赵敏俊介绍,“跟竞品的比较,为旌天权NPU在传统的CCN上大概实现1.5倍的性能提升,在SwinT上面整个性能比竞品要高6倍,在同级别产品中效率是非常高的,性能也是非常好的。同时支持可扩展性,我们可以和合作伙伴一起定义算子,通过自定义算子的方式增加可扩展性。”
在前面提到的几大挑战方面。针对软件,“供应链是核心的与天权NPU搭配的最关键的部分,我们的工具链已经成熟发布了,同时在跟一些合作伙伴真正应用起来了,整体上打造了一个能够让客户的工程师快速方便的落地、工程化的能力。”赵敏俊如是说。
从内存墙的角度,赵敏俊提到,“在这个问题上我们从源头去思考,如何降低整个内存墙的影响以及功耗,我们是通过四级的存储架构方式,把对DDA的访问降下来,同时在芯片片内不会产生太大的面积占用,整体可以提升60%,以达到最优的性能表现。”
同时,结合上面提到的AI计算引擎,以及在SoC系统层面的设计,“我们应用在了去年年底发布的为旌御行系列芯片,主打高计算效率,支持端侧的BEV+Transformer架构,兼顾安全性和集成度,内置了一个MCU,同时在功耗表现上实现全芯片低于10W,可以达到自然散热的条件,以及低延时性能,整个端到端的出图时间小于0.5秒,这是我们的优点。御行芯片已经通过相应的车规认证,能够支撑行业应用。”
“为旌科技的定位是聚焦在Tier2,我们的核心能力是做芯片,同时不断寻找算法和整体应用方案方面的合作伙伴,在国内和Tier1域控制器的合作伙伴一起,打造最优的解决方案,来服务主机厂,这是我们在行业内坚定的发展战略。”赵敏俊最后强调。