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车规级7nm芯片量产“吹响”国产汽车芯片总攻号角
2023-04-27 来源:网络整理
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关键词: 芯片 智能AI MCU

如今各行各业都需要用到芯片,包括汽车行业也不例外,虽说在汽车领域大多采用90nm制程工艺的芯片,但是随着科技不断发展,智能AI汽车的概念越来越普及,特别是自动驾驶技术与万物互联技术的成熟,汽车行业对芯片的要求也越来越高,所以我们许多汽车芯片都需要从国外进口,也正是因为如此,国内企业很早就开始实现自主研发。


比如比亚迪自主研发的车规级芯片,虽然只是90nm制程工艺,但是其性能和稳定性都吊打国外厂商,同时也彻底解决了我国在汽车芯片领域的市场空白,可是随着燃油车逐渐向新能源智能汽车转型,我国汽车行业对汽车芯片的制程要求也变得更高,可是一些汽车顶级芯片总要从国外进口,这也给了美国卡住我们脖子的机会,如今终于迎来好消息,国产顶级车规级芯片正式量产,中国汽车产业即将解决被卡脖子的问题。

可以说,这次和以往并不一样,以前我们总是听说7nm芯片诞生的好消息,但是大多都不是在研发之中,就是刚刚流片成功,可是今天要说的国产顶级车规级芯片,是真正的已经做到了正式量产。



2023年3月30日,我国汽车行业迎来天大的好消息,国产车规级顶级芯片龙鹰一号正式量产,该芯片采用的是7nm制程工艺,这也是我们经常听说的国内首款7nm智能座舱芯片,是由武汉经开区的湖北芯擎科技有限公司主导设计并研发制造,该芯片不仅做到了打破国外技术垄断,特别是还实现了从“一芯多屏”到“跨域融合”,所谓的一芯多屏,就是在汽车里除了可以使用某一块屏幕进行导航,还可以使用其它屏幕用来听音乐、玩游戏、看电影,总之就是可以在汽车里通过一颗芯片,就可以实现多块屏幕的系统运行,可以说这才是真正的智能座舱芯片,因其带来的沉浸式座舱体验,以及高级辅助驾驶都是国外厂商无法与之相比的,这也将有助于我国汽车行业再次腾飞,并且彻底赶超国外那些汽车厂商。

2019年,龙鹰一号芯片产品的研发项目正式立项,2021年就已经完成了流片生产,如今2023年终于迎来好消息,龙鹰一号已经正式量产成功,这意味着我们在芯片领域又向前迈进了一小步,可以说这不仅是芯片行业的一小步,也是汽车行业向前迈进的一大步,更是中国科技向上腾飞的又一核心科技。

据行业人士透露,该芯片集成了87层电路,以及88亿颗晶体管,并且采用了车规级芯片最先进的7纳米工艺制程,目前国外汽车芯片厂商最先进的制程工艺,同样也是7nm制程,也就是说我国在汽车芯片领域,已经做到了和国际汽车芯片厂商相抗衡的技术实力,实在是可喜可贺。


冲出黎明前的黑暗

在国产汽车芯片方兴未艾之时,并没有获得太多的关注和信任。

由于汽车芯片与人身安全密切相关,对安全性非常敏感。车规级的安全认证繁琐且周期冗长,车企对更换芯片方案天然缺少足够的积极性,特别对于初出茅庐,还未经市场充分检验的国产汽车芯片,车企的最初满是怀疑和不信任。

甚至对安全性能非常敏感的汽车芯片在创业初期经常要接受车企的连环“灵魂拷问”:谁用过这个芯片?安全性如何保障?出了问题谁负责?

幸运的是,凭借缺芯的“天时”和国产的“地利”,供应链危机的大背景下,国产车规芯片一时间成为了保证供应链安全的必要存在,得到了崭露头角的机会。

缺芯阴云下,车企迎来了史无前例的减产。

根据汽车行业数据预测公司AFS的统计,2022年底,仅一周时间里,全球就减产了数万辆汽车。2022年全年,全球减产汽车逾400万辆。甚至有车企被迫选择「散装」发货,如某国产新能源车企就因雷达芯片短缺,在交货时间的压力下,只得先向客户交付部分智能驾驶功能缺失的汽车。在缺芯潮的警醒下,车企们意识到一颗小小的芯片就能卡住整条产业链。

原本入不了厂商们“法眼”的国产芯片开始作为备胎方案存在。国产芯片厂商们也抓住机会,取得了长足发展。

在汽车智能化最重要的智能驾驶和座舱赛道上,地平线征程系列出货量已经突破三百万片,与超过20家车企120款车型达成了定点合作。黑芝麻智能的华山系列也成功上车红旗等车型。布局全场景的芯驰,则分别实现了智能驾驶、座舱、MCU、网联芯片的量产。

随着智能化发展,国产芯片面前,一扇新的机会大门已经打开。

汽车功能不断增加,ECU数量越来越多,不仅堆高了硬件成本,还将整个系统复杂化。

易航智能创始人、董事长陈禹行认为,汽车从L2级别自动驾驶到高级别自动驾驶中间存在过渡态,在过渡态中有的企业做泊车系统,有的做行车系统,有的做完泊车系统后可能会再加一个行车系统。但这还只是功能模块的增加,仍然是传统汽车电子的思路。

如果要让智能驾驶真正走向高阶,这种“堆料”思路必须改变。

数据是体验的核心,不论是用户的需求还是技术的演进,起点必然是数据的采集和处理。但汽车与手机不同。手机只有一个SoC,系统简单,控制点少,因此生态迭代相对简单。但汽车有很多功能和节点,如果采用分布式架构,这些数据无法互通,数据的采集和处理都会变得非常困难。

一方面,以功能为核心的分布式架构已经不能满足自动驾驶等功能继续发展的需要。另一方面,无论是行泊一体这样的功能整合还是驾舱一体这样的跨域融合,功能的合并和域控的拆解都已经成为一股不可逆的激流。




新势力“内卷”,国产芯不再是备胎

在国产智能手机的发展史中,经历了三次跃进,从最初空有其形的山寨机到后来与苹果、三星等龙头分庭抗礼,再到现在走出了自己的路径与差异化特色。

当产品迭代速度狂飙猛进,需求自然也疯狂生长。全面屏、屏下指纹、屏下摄像头等新手机市场的需求开始在国产手机中出现。一个飞速内卷的市场中对需求到落地的速度要求非常严格。C端产品的狂飙,反哺了供应链的完善。

如今飞速内卷的新能源车上,历史似乎又在重演。后续因为曾经的江湖地位,或许是惯性使然,供应链中的“老江湖”们已经有些无法适应越来越快的节奏。

比如前两年出现的大屏、多联屏趋势中,老牌的座舱供应商无法提供足够迅捷的技术支持,愿意“放下身段”,配合车厂需求对产品及时迭代的国产新锐们,成了比老牌豪强们更受欢迎的存在。

从完全分布式的ECU方案到扁平的域控制器方案再到中心计算架构,芯片厂商与汽车“灵魂”的距离越来越近。传统的汽车芯片供应链中一条层级分明的直线:芯片企业将产品卖给一级供应商,他们根据整车厂的需求做成ECU,然后将其提供给整车厂。随着汽车电子电气架构的革新,车厂对供应链的需求也越来越复杂多样。供应链逐渐演变成围绕着主机厂和用户需求的“环状结构”。

在行泊一体、中心化计算等新技术趋势量产上车的新赛道上,国产芯片厂商正在积极布局。

地平线凭借着高算力J5和轻算力J3两款征程芯片的组合,推出了包括行泊一体、舱驾一体等多种需求下的不同算力配置。

黑芝麻则瞄准性价比,推出了实现跨域融合的武当系列首款芯片C1200。单颗芯片能够满足CMS系统、行泊一体、跨域计算等多场景需求。

走全场景路线的芯驰,则在原有座舱、智驾、网联产品的基础上进一步进行升级与融合,对“舱之芯”与“驾之芯”进行了升级。发布了为“一芯多屏”场景设计,性能升级的X9SP智能座舱芯片和针对行泊一体场景设计,能够实现行泊一体的V9P处理器并发布了第二代中央计算架构SCCA2.0。

如今的国产芯片,已经发起了对Old Money的合围。大算力领域,算力不断攀升的挑战者们正在削弱英伟达的旧日王权。轻算力领域,在性价比和响应速度的旋风下,大面积的国产替代则正在发生,一个属于国产芯片自己的“朋友圈”正在慢慢形成。

一方面,更多车企开始信任并使用国产芯片:上海车展期间比亚迪、哪吒汽车等车企都官宣了国产芯片的上车计划。

另一方面,国产芯片厂商们也开始聚拢抱团。


国产芯片的进攻时刻

截至目前,地平线公布的出货量累计数据已经达到三百万片。另一家玩家黑芝麻智能,2023年大概会有几十万片出货。

国产芯片之所以能迅速扩张,与智驾芯片的玩法变化有很大关系。早期跟Mobileye只能以黑盒方式合作,让蔚小理纷纷转投英伟达阵营。至于TI,在软件方案支持上,也不像国内芯片玩家那样提供全面服务。“要在TI(TDA4) 的芯片上做软件方案是有难度的。某种程度上,这也是地平线的J3和J5扩展迅速的一个重要原因。”

行业媒体从业者宇多田援引一位技术大佬的话表示,“地平线保姆式做法,就是芯片上自搭了感知,特别是J2和J3。”保姆式的做法,芯片公司称为参考算法。



车展期间,地平线副总裁兼软件平台产品线总裁余轶南向HiEV在内的媒体透露,“地平线去年已经向客户开放了一套BEV的参考算法。我们现在是完全支持占用网络的,未来在合适时间会围绕包括占用网络这样的算法向合作伙伴分享。”

比Mobileye开放,比TI、英伟达的服务支持更全,国产芯片才能在真枪实弹中活下来,走得更远。地平线所做的事情,比如在芯片和工具链的基础上,向客户提供部分已经适配好的参考算法和一些简单的Demo,帮车企扫清基本的工程问题等,这些服务恰好是算法能力不强的自主品牌所需要的。除了算法,国产芯片公司也在做好新架构的布局。

这届车展媒体日上,地平线用了大篇幅的时间来讲自家的BPU Nash纳什架构。BPU纳什是为大参数量Transformer、大规模交互式博弈而设计的架构,可以面向前沿算法优化提供更好的算法效率,通过AI辅助设计来提升架构可编程性,且具有超异构计算架构,可以增加算力的多样性。

“这是一个可伸缩的架构,包括里面的计算单元、存储单元,无论是单核还是多核系统。如果不考虑满足车规级的话,它其实是可以做到1000 TOPS这样的水平。”地平线CTO黄畅透露。

地平线在BPU架构领域的深耕在于,他们认为,未来的应用发展趋势,是面向大规模数据驱动、大参数模型、去规则化的一套方法。瞄准数据驱动、大模型,这正是车企研发高阶自动驾驶时所需要的。客观来说,国产芯片走到今天,并非完全没了包袱。

以当下大热的BEV来说,一位熟悉BEV研发的本土头部智驾Tier 1高管告诉HiEV,部分国产大算力芯片对于BEV的支持并不顺利。因为,这些芯片在最初流片设计时,并不支持BEV算法,而是需要进行后期的适配。“硬件不用动,主要是芯片的底层软件需要做好适配,需要支持一些特别的算子。有时候不能直接支持算子的话,需要有替代方案。标准的BEV算子,现在很多的芯片都不支持。大家都在用很多的算子去绕过芯片不支持的能力,以实现同样的效果。”上述高管表示。

不过,我们看到国产芯片公司已经给出了时间表,今年年内便可以支持BEV,相信在车企和芯片公司的深度合作下,跨过BEV这道技术门槛并非难题。逛完这届上海车展,我们的感受是,国产芯片在大算力领域正在削弱英伟达Orin的话语权,低算力芯片,更是将国外玩家逼到艰难的境地。和早期的智能手机埋头拼外型、应用相比,智能汽车直接开始卷“大脑”,汽车行业的眼光放得更加长远了。