自動駕駛大算力計算芯片發展現狀簡述

經不完全盤點，從上游芯片、元器件，到自動駕駛汽車計算平臺、系統方案以及下游應用，汽車的智能化供應鏈逐漸生成、擴張，并對原有的傳統汽車供應體系形成前所未有的沖擊和顛覆。作為自動駕駛技術的重要組成部分，自動駕駛芯片的快速發展值得人們關注。

一、功能特征

硬件架構升級需要芯片算力需求大幅提升，汽車需要處理大量圖片、視頻等非結構化數據，同時處理器也需要整合雷達、視頻等多路數據。這些都對車載處理器的并行計算效率提出更高要求，具備AI能力和超強算力的主控芯片成為主流。

二、技術競爭

歐美發達國家在自動駕駛大算力芯片研究上取得較大進展，已有若干家企業研發出算力強勁的自動駕駛大算力芯片，在全球處于領先地位。

2021年4月，英偉達推出全新的自動駕駛SoC Atlan芯片，單顆SoC的算力能夠達到1000TOPS，戰力爆表。相比上一代Orin芯片算力提升近4倍，比大多數L4級自動駕駛車輛整車的算力還要強?；诖诵酒?，英偉達推出了目前世界上算力最強的自動駕駛芯片方案——Drive AGX Robotaxi。特斯拉則是采用自研芯片的“全鏈路”路線，自研的FSD芯片已經在Model 3量產，其FSD業務在2020年就進賬10億美元。特斯拉預計FSD未來的收入將會超過賣車。FSD芯片擁有32M的SRAM，雙核心，算力達到有720TOPS的，不論是處理能力還是算力都非常強悍。但是僅是處理圖像、視頻數據的能力凸出也是它的不足之處。

作為汽車芯片制造大國，中國也已經成為全球頂級汽車智能芯片的“角斗場”，而規劃更高性能、更大算力的計算芯片，正是國內新興芯片設計商們為數不多的突圍之路。過去一年，國內幾家自動駕駛芯片企業密集推出芯片方案，正加速芯片量產上車的進程。

2021年，華為與極狐共同開發了極狐阿爾法S華為HI版車型，搭載華為自動駕駛中央超算域控制器（ADCSC），僅適用于華為全棧自動駕駛解決方案，分為400TOPS和800TOPS兩個算力版本，是目前國產算力最為強悍的芯片。2021年7月，地平線發布了動力最為強勁的“數字發動機”——全場景整車智能中央計算芯片地平線征程5。單顆芯片AI算力最高可達128 TOPS，支持16路攝像頭感知計算。這是國內車規級芯片廠商開始攀登整車智能芯片新高度的一次成功嘗試。2021年上海車展上，黑芝麻智能發布了華山二號A1000 Pro芯片，其中DynamAI NN神經網絡處理器的算力達到106TOPS（INT8）或196TOPS（INT4），實力不容小覷。

三、市場份額

隨著自動駕駛滲透率快速提升，預計車載AI芯片市場規模超過手機側AI芯片規模。隨著智能化對算力需求的指數級增長，ADAS功能逐步成為智能汽車標配，預計到2025年70%的中國汽車將搭載L2-L3級別的自動駕駛功能。觀研天下預測全球自動駕駛汽車上的AI推斷芯片，其市場規模將從2017 年的1.42 億美元，年均增長135%至2022年的102億美元，相比之下手機側AI芯片市場規模為34億美金，汽車AI芯片市場規模遠超手機側。自動駕駛汽車上AI推斷芯片銷售額增長情況如圖一所示。

四、重要政策

作為推動交通運輸行業發展和方便居民出行的前沿技術，自動駕駛技術已被我國上升到戰略高度。國內自動駕駛芯片政策也是利好不斷。如2015年國務院頒布《中國制造2025》，對自動駕駛技術提出明確的發展規劃，2018年工信部印發《車聯網（智能網聯汽車）產業發展行動計劃》，要求進一步加快車規級芯片等關鍵零部件的研發。這些政策有力推動我國自動駕駛大算力計算芯片的產生和發展。表一列舉近年推動自動駕駛芯片發展的代表性政策。

1.《中國制造2025》

《中國制造2025》中對智能網聯汽車的發展做出重要規劃，指出到2025年掌握自動駕駛總體和關鍵技術，并建立完善自主研發和生產體系，完成汽車行業的轉型升級。圖二為《中國制造2025》在國務院網站上的公示情況。

2.《智能汽車創新發展戰略》

國家發展改革委等11部委于2020年2月聯合印發了《智能汽車創新發展戰略》，提出到2025年實現有條件自動駕駛的智能汽車達到規?；a，實現高度自動駕駛的智能汽車在特定環境下市場化應用。展望2035到2050年，中國標準智能汽車體系全面建成，逐步實現智能汽車強國愿景。圖三為中國發展改革委網站上《智能汽車創新發展戰略》政策的公示情況。

這些政策客觀推動自動駕駛技術的發展，也推動自動駕駛芯片的革新和發展。大算力芯片和自動駕駛技術雖然是部分和整體的關系，但卻對自動駕駛技術的發展起到基礎性作用，猶如人腦對掌握知識、學習技能起到基礎性作用那樣。只要自動駕駛技術要持續發展，大算力芯片的發展就須臾也不會停止。

五、品牌介紹：以黑芝麻智能為例

作為一家初創公司，黑芝麻智能專注于研發高算力自動駕駛芯片。經過科研攻關和技術積累，黑芝麻智能的自動駕駛芯片日趨成熟，在國內市場中已經擁有舉足輕重的地位。圖四為2款該公司的代表性自動駕駛芯片。

2020年6月發布的黑芝麻華山二號A1000芯片擁有超過40TOPS的算力，其中神經網絡處理器DynamAI NN擁有39TOPS的算力，加上5個獨立DSP可以讓芯片算力達到43TOPS，此外CPU、GPU、CV加速器也能提供一定算力。與華山二號A1000同期發布的還有A1000L芯片，屬于A1000的簡配版，具備16TOPS的算力。

而在2021年上海車展上，黑芝麻還發布了華山二號A1000 Pro芯片，其中DynamAI NN神經網絡處理器的算力達到106TOPS（INT8）或196TOPS（INT4）。這樣的算力能夠支持高級別自動駕駛功能，實現從泊車，城市內部，到高速場景的無縫銜接。A1000 Pro是目前國內算力較高的自動駕駛計算芯片，采用異構多核架構，16核Arm v8 CPU ，16nm工藝制程，典型功耗僅為25w，支持16路高清攝像頭輸入，支持ASIL-B級別功能安全，內置ASIL-D級別安全島，具有高性能、低功耗、安全可靠的特點。圖五為華山二號A1000 Pro芯片的實物圖。

六、未來展望

近兩年，國內已涌現若干成功研發高算力自動駕駛芯片的企業。這些企業芯片產品的更新較為迅速，在短短幾年甚至一年的時間里實現自動駕駛芯片算力的大幅提升。這樣的發展速度十分喜人。此外，國家高度重視汽車領域的科技創新工作，為汽車自動駕駛技術的發展提供政策支持，也明確提出要支持智能車載終端、車規級芯片等關鍵零部件的研發，表明我國高算力自動駕駛芯片取得突破和進展是很有希望的。立足我國汽車缺芯的現狀，自動駕駛芯片的研發將有益于推動汽車芯片技術和生產取得突破，緩解我國汽車“缺芯”的現狀。自動駕駛芯片的研發既有助于促進自動駕駛技術的發展，又有利于“缺芯”問題的解決，不可不謂一舉兩得。