地平线车规级芯片量产后,打入主机厂及后续运营之路如何走

作为人工智能产业的珠穆朗玛,高性能的自动驾驶芯片被行业定义为破局自动驾驶的关键。然而当前自动驾驶芯片被国外头部公司垄断。在满足车规级需求方面,市面上仅 Mobileye 的 EyeQ 系列、赛灵思(Xilinx)的部分 FPGA 芯片等少数厂商产品能够达标。近期,对标Mobileye的EyeQ4芯片,国内人工智能企业地平线的征程二代芯片Journey 2也宣布量产。这也是中国首款车规级AI芯片,并已打进汽车前装市场。

与Mobileye相似,地平线同样拥有强大的感知算法及车规级芯片,提供基于“算法+芯片”的ADAS和自动驾驶方案。目前地平线的车规级征程二代芯片已获得全球5个国家的多家前装定点。最快到明年上半年,公众即可看到搭载征程二代的量产车型。

基于征程二代车规级芯片,地平线也推出了AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer、面向ADAS市场的征程二代视觉感知方案、全新Matrix自动驾驶计算平台。详见《车规级AI芯片“征程二代”量产,地平线前装商业化开启加速跑》

“这不仅实现了中国车规级AI芯片量产零的突破,也补齐了国内自动驾驶产业生态建设的关键环节。”地平线创始人、CEO余凯在征程二代发布时如此表述。

国内芯片领域的现状是:过去很长一段时间内中国本土没有出现类似于英特尔、英伟达这样的世界性芯片企业。中国在芯片产品和技术方面的需求若要得到满足,绝大部分都依赖于进口。公众可以看到,汽车上的MCU、信息娱乐等芯片目前并没有中国品牌的身影,应用到汽车方面的半导体芯片的门槛非常高。

地平线的“征程二代”的出现,可以说是填补了中国车规级自动驾驶芯片的空白。更重要的是,相比Mobileye的EyeQ4芯片,征程二代更适用中国市场:更适应中国场景,支持更拥堵的场景、倒计时红绿灯、各种各样的车道线等;除了面向常见的报警、避撞等ADAS应用外,地平线还可以支持客户进行ARHUD、DMS等应用的开发;更具开放性,支持客户将其算法模型部署在征程系列芯片上,同时地平线的算法工具链将确保客户的算法同样可以高效的使用BPU计算资源。

自动驾驶芯片车规级道路阻且长

先来回顾一下地平线“征程(Journey)”系列芯片的发展历程:

  • 2017年底,地平线发布并量产了中国首款边缘人工智能芯片——专注于智能驾驶的“征程1.0”,可用于L2级别的高级驾驶辅助系统(ADAS)。该款芯片主要应用于后装领域的产品;

  • 2019年初,搭载地平线第二代BPU的车规级人工智能芯片“征程二代”流片成功;

  • 2019年8月底,搭载地平线第二代BPU的车规级人工智能芯片“征程二代”宣布量产,并已获得全球5个国家的多家前装定点。

从流片成功到实现车规级量产,从后装跨越至前装,这对于芯片行业而言并非易事。不同于用在一般消费产品方面的芯片,用于汽车方面的半导体面临的环境更严苛,对可靠性要求高。而车辆感知决策关系着汽车与人身安全,对功能安全要求更高。

  • 温度方面:消费级芯片使用温度一般在0°—70°;工业级半导体使用温度更宽一点;在汽车上,温度需要低至-40°,高温要到125°甚至150°;

  • 从使用周期来看:消费型半导体为1—3年,而一辆汽车的寿命至少为10—15年;

  • 从现场失效率来说,消费等级的是小于10%, 而汽车芯片的目标要求为零失效率;

  • 值得一提的是,汽车半导体需要通过AEC-Q100认证;

  • 在质量认证方面,除零失效率,汽车半导体产商还需经过TS16949质量管理认证和10年以上的支撑体系。和安全相关的芯片应用到汽车上,需经过功能安全认证,来保证安全护航。这是对后面的自动驾驶处理器很重要的一点。

车规级芯片的特殊要求,决定研发企业在芯片设计之初就要考虑多层面问题:芯片架构,IP选择,前端设计,后端实现,各合作伙伴的选择;从设计全周期考虑产品零失效率以及车规质量流程和体系的建立。

车规级芯片的流片和制造还要依赖一家具备车规资质的制造厂商,芯片的封装同样要满足车规级的要求。据雷锋网新智驾了解,征程二代采用台积电28nm HPC+车规工艺 和17*17mm的BGA封装。

芯片回来后,要经受一系列的功能验证, 性能和特性测试, 高低温测试,老化测试,模拟长生命周期的压力测试等等,看芯片是否符合AEC-Q100标准,确保其真正达到车规级。

据地平线上海芯片研发中心总经理吴征介绍,从早期芯片规划,芯片设计, 流片到最终拿到AEC-Q100认证,征程二代需要20到24个月。

显而易见,一套芯片,从设计到测试、到前装量产的每一个环节都有着考验。获得车规级认证也需要花费很长的时间。据雷锋网新智驾了解,汽车芯片进入供应商或主机厂,从导入设计到设计采纳,一轮轮测试与验证,一款芯片与主机厂磨合成功,并实现真正量产至少需要3-5年。这是一笔很大的投入。

据调研结果显示,成功设计出一款在架构上有创新,算力和功耗上可用的芯片,并且成功完成流片,整个成本将在 5000 万至 1 亿人民币之间,后续随着优化和迭代,同时去适配主机厂达到车规级要求,其成本也将随之增加。吴征提到一个细节,为了选择符合车规的IP和合作伙伴,地平线“真金白银”投入了大量资金。

地平线作为已经发布相关芯片产品的创业公司,上一轮6亿美元的融资给足了“底气”,30至40亿美金的估值在创业公司中更有优势。

打入主机厂及后续运营之路

汽车级芯片投资较大,周期较长。从开始设计到上量回报需要四五年的时间;且该领域进入门槛较高,初创公司进入一级供应商及主机厂的供应商体系较难;对车规级及供货体系、质量体系要求都比较高。

自动驾驶芯片大规模商用之路漫漫。余凯告诉地平线的伙伴们更要耐得寂寞。这是地平线创立之初敲定的核心价值观之一。

车规级芯片量产开启后,接下来更大的挑战是真正应用之后,是否有主机厂及一级供应商接纳及后期芯片运营问题。

据雷锋网新智驾了解到,车规级芯片流片成功后,地平线已在高级别自动驾驶、辅助驾驶(ADAS)、多模交互等方向获得5个国家的客户的前装定点,并有望于明年上半年获得双位数的前装车型定点。率先搭载地平线车规级AI芯片及解决方案的量产车型最早将于明年年初上市。

智能驾驶芯片创业公司在行业发展早期都很有机会,但技术过硬、且能与主机厂建立深度合作关系才是长久之道。在这一时间点,加速实现车规级、前装量产、商业化落地成为公司发力重点。地平线已跑在国内自动驾驶赛道前列。

更重要的是,因前装市场的高准入门槛,前装定点及量产被视为评判车规级AI芯片大规模商业化能力的首要指标。前装破局,也意味着地平线征程芯片的商业化将迎来新的增长。地平线副总裁、智能驾驶产品线总经理张玉峰透露,征程芯片两年内将有百万量级的前装装车量,五年内则有望完成千万量级的目标。

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作者: admin

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