由于在算力、能耗、車規、量產等方面的諸多挑戰，在ai芯片領域，自動駕駛芯片常被比作其中的珠穆朗瑪峰。面對這個AI芯片的制高點，各家公司可謂各顯神通，無論是谷歌、英特爾等計算平臺巨頭，或是特斯拉這樣的新秀，還有做單點技術的初創公司，都在不斷嘗試在自動駕駛芯片上尋求突破。

近日，地平線發布了其在自動駕駛芯片上的最新進度：新一代車載AI芯片征程3。這家成立于2015年的公司，是國內AI芯片領域的先行者，它在2019年發布了中國首款車規級AI芯片征程2，并實現了規模性量產。在過去的5年內，地平線成為了中國自動駕駛AI芯片的代表，它的一舉一動，不但牽動著整個行業，也決定了中國自動駕駛芯片在世界的話語權。

自動駕駛芯片的演化

自動駕駛的實現，是傳感器數據融合、深度學習、車聯網、地圖、人機交互等多種技術耦合的結果。在這其中，芯片是貫穿始終的。在芯片硬件的選擇上，最早人們使用MCU/CPU/DSP等芯片，后來發現GPU在圖像處理上的優勢，讓GPU芯片成了用于技術研發主流。以顯卡聞名的英偉達開發了價值數千美元的PX2計算平臺，里面包括2個獨立的GPU，12個CPU核心，16nm制程，水冷系統等等，性能上相當于150個MacBook Pro，一次能搞定8顆傳感器（相機、雷達和超聲波傳感器）傳輸的數據。這在傳統汽車上是完全見不到的。

這類高性能芯片，往往需要大量的計算資源，它們普遍存在能耗高、發熱嚴重、噪聲大等問題，配套散熱設備后，往往會大幅擠占汽車后備箱的空間，無法滿足嵌入式的要求。即便是英偉達這樣頂級GPU大廠，在滿足超高算力的同時去降低高能耗也顯得捉襟見肘、狼狽不堪。更進一步的講，對于現在的通用型計算平臺而言，要么選擇超高算力，要么選擇超低能耗…魚和熊掌不能兼得。于是，行業出現了新的芯片解決方案，除了傳統的GPU外，還出現了FPGA和ASIC。通俗來講，這三者的關系可以理解為從“通用”“專用”的進階。

CPU的通用性最強，可以勝任很多工作，但在解決計算機視覺信號上，效率比不過GPU，而GPU在某些方面又不如專用的ASIC芯片（專用集成電路，意思就是面向專門計算用途打造的芯片）。

英偉達推出的PX2，曾用在特斯拉的車上，2019年4月，特斯拉推出Autopilot 3.0系統，就是基于自研的ASIC自動駕駛芯片。

據馬斯克透露，這款專用芯片能以不到100瓦的功耗輸出144TOPS的算力，比英偉達的PX2有10倍以上的能效比，“也就是說，在相同的能耗和成本下，它的工作效率將會提高10倍。”車企其實不一定非要自己研發芯片，與科技廠商合作研發是當下大多數傳統車企所采用的路線。比如英特爾和寶馬收購了Mobileye并與寶馬、克萊斯勒等車企結盟，小鵬等多家公司也繼續沿用了英偉達的方案。特斯拉自研芯片的考慮首先是對于成本的控制，以Dirve PX 2為例，單塊價格為1.5萬美元。特斯拉有全球最大的電動車保有量，自研芯片+代工的模式，雖然短期成本投入比較大，但長遠來看是相當劃算的買賣。同時，自研芯片也可以讓車企具備核心技術，提高護城河；可以讓自己的算法在一個更加合適的平臺去實現價值。

雖然好處多多，但是芯片開發的成本是巨大的，而且回報周期很長，如果沒有相當足的技術積累、體量，和在自動駕駛上的決心，可能絕大多數車企都不會去效仿特斯拉。

地平線的商業化路徑

回到中國的自動駕駛芯片，地平線一直致力于低功耗的邊緣AI芯片，通過算法和芯片的深度整合，提升芯片有效算力，在同等性能的情況下大大降低功耗和成本，保證實時性。相比于高性能芯片，地平線的方案可以做到快速部署，在成本和推廣上有著先天的優勢。高性能芯片雖然算力更高，但受制于成本法規等因素，目前能實現的功能有限，比如小鵬P7中搭載的英偉達DRIVETM AGX Xavier，雖然運算能力達到了30 TOPS，但功耗也高達30W，根據小鵬的介紹，P7可以實現：

在特定高速公路設定導航目的地，P7將根據路線指引，實現自主變道、切換高速路線，并在行車中實時選擇最優路線。相比于Mobileye推出的EyeQ4輔助駕駛芯片和征程3，Xavier不僅成本更高，高速中的輔助駕駛也存在諸多限制。地平線切中的正是中國的乘用車現存市場，雖然存量市場有對于智能化和自動化的需求，但國內能提供解決方案的公司卻寥寥無幾。

目前征程2已經在奇瑞螞蟻SUV，和長安汽車UNI-T車型上使用，地平線已簽下20余個前裝定點項目，預計裝車量可達數百萬臺，2020年內將有6款搭載地平線車載AI芯片的量產車型上市。地平線已與廣汽研究院，廣汽資本簽署戰略合作協議，計劃在未來的車型中搭載征程3芯片。作為最新的產品，征程3從28nm轉換到了臺積電的16nm工藝，AI算力達到了5 TOPS。地平線CEO余凱表示，“如果我們對標這幾個芯片，比如英偉達Xavier、TI TDA 4，我們的功耗可以做到他們的1/10，僅為2.5w。而我們的AI計算可以實現每秒鐘422鄭”

事實上，征程3的性能已經超越了行業翹首Mobileye的EyeQ4系列芯片(以3W的功耗，實現2.5Tflops的計算性能)。和前代征程2主打的智能座艙功能不同，征程3可以實現自動泊車、駕駛員監控、輔助駕駛、智能座艙等功能，可實現更高的圖像處理能力：支持4-6路camera接入；支持[emailprotected]圖像處理；HDR寬動態；支持3d降噪、畸變矯正；支持3A（AE/AWB/AF）功能。

總體來看，征程3依然是應對當下中國自動駕駛市場的一款產品，配套目前主流的攝像頭、毫米波雷達傳感器，能在很多量產車上實現自動泊車等非常實用的功能。同時，為了促進芯片的落地，地平線也為Tier1和主機廠提供了更加開放的工具鏈，以更好地將視覺感知產品與其他傳感器融合，實現更多效果。而應對中國未來市場對更高等級的自動駕駛需求，地平線計劃在明年年初發布征程5，單芯片算力達到96TOPS，搭載這款芯片的量產車型可能會在2022年第二第三季度推出；而征程6的算力更是到達400TOPS。

當初，基于人們對于自動駕駛的想象，各種高算力平臺層出不窮，但此后人們逐漸意識到完全角態的無人駕駛遙遙無期，“輔助智能駕駛”就成了行業落地，進行商業化的關鍵。從2018年開始，行業人士愈發意識到自動駕駛落地的重要性，開始尋求更容易實現，更具性價比的解決方案。

地平線就是其中一個代表，用足夠的算力和低功耗低成本等思路，在中國自動駕駛市場找到了真正落地的機會，讓它有實力和資本去嘗試更多的可能，也讓未來自動駕駛芯片的全球競爭中，不缺乏來自中國的力量。

編輯：jq