告别“无中国芯”时代：车规级AI芯片“交作业”，明年初量产车型上市“GGAI头条”

8月30日，对于中国自动驾驶行业来说，意义重大。几年前成立的一批国产智能网联汽车核心零部件初创公司到了“交作业”的时间。

就在当天的世界人工智能大会，边缘人工智能芯片企业地平线正式宣布量产中国首款车规级人工智能芯片——征程二代。这也被视为打破了一直以来，中国智能网联前装市场“无中国芯”可用的尴尬境地。

征程二代搭载地平线自主创新研发的高性能计算架构BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超过4 TOPS的等效算力，典型功耗仅2瓦。

在具体应用方面，征程二代一方面能够高效灵活地实现多类AI任务处理，对多类目标进行实时检测和精准识别，可全面满足自动驾驶视觉感知、视觉建图定位、视觉ADAS等智能驾驶场景的需求；

同时，征程二代也可以应用于座舱内语音识别，眼球跟踪，手势识别等智能人机交互的功能需求。用地平线公司的话说，这款车规级芯片充分体现BPU架构强大的灵活性，全方位赋能汽车智能化。

在能效比和开放性方面，征程二代芯片具备极高的算力利用率，每TOPS AI能力输出可达同等算力GPU的10倍以上。与此同时，征程二代还可提供高精度且低延迟的感知输出，满足典型场景对语义分割、目标检测、目标识别的类别和数量的需求。

同时，地平线宣布征程二代全面开放，提供从参考解决方案，到开放的感知结果，再到芯片及工具链的基础开发环境，并可依据客户的不同需求提供不同层次的产品交付和服务。

当天，地平线AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer（地平线“天工开物”）也正式亮相，包含面向实际场景进行AI算法和应用开发的全套工具。模型训练工具、检查验证工具、编译器、模拟器、嵌入式开发包等悉数亮相，工具链中还有参考模型样例、参考整体软件方案支持客户快速产品落地。

地平线创始人&CEO余凯表示, 此次地平线率先推出首款车规级AI芯片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。

一、关键词“车规级”

此次发布的征程二代芯片，关键词是“车规级”。

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(Journey)”系列芯片，该款芯片主要应用于后装领域的产品。

作为一家初创的AI芯片公司，能够在初期成功流片，并在业内得到应用，并不是一件容易的事情。但在汽车领域，车规级的前装芯片，尤其是自动驾驶SoC芯片才是“珠穆朗玛峰”。

小试牛刀的地平线，并不满足于研发一款后装领域的芯片，而是志在研发车规级的AI自动驾驶芯片，因为那里才有更广阔的前装大市场。

但研发车规级的芯片，难度更大。

车规级需要满足严格的“高安全性、高可靠性、高稳定性”技术标准要求，如汽车电子可靠性标准AEC-Q100，需要经过严苛的研发、制造、封装、测试和认证流程，产品开发周期长，难度大。

征程系列芯⽚研发负责⼈、上海地平线总经理吴征表示，车规级芯片研发的难度要远远大于普通消费电子类芯片，同时也高于工业领域芯片，多年来车载领域芯片一直被国际少数的大厂垄断，鲜少有企业能够在这一领域有所突破。

吴征从事芯片/半导体行业超过二十年，拥有多年的海外工作经历，曾在飞思卡尔（Freescale)、三星半导体、矽玛特（SigmaTel）和摩托罗拉等多家跨国公司担任中国区高管职位。

对于中国自主研发芯片来说，领军人才至关重要。吴征有丰富的芯片设计、量产和管理经验，曾带领芯片设计和solution开发团队成功开发出了二十多款百万片级销售规模的芯片产品。

在Motorola半导体/飞思卡尔工作10余年期间，吴征领导芯片团队成功设计并量产了多颗符合AEC-Q100车规级芯片，包括早在2002年就推出的国内第一颗车载音频DSP芯片, 基于PowerPC架构的汽车Telematics芯片，基于ARM Cortex架构的Infotainment芯片，产品被业界的 Tier1及车厂广泛采用。

二、可靠、安全、零缺陷

吴征在传统车载芯片领域有多年的工作经验，对车规级芯片的研发深有感触。车载芯片需要在可靠性、质量系统、安全系统方面得到保障，尤为严苛的是，零缺陷率，以及根据ISO26262功能安全的要求，芯片要覆盖系统失效情况下的安全隐患。

芯片的诞生过程包含设计、封装、测试、验证等过程，每一个环节对于创业公司而言都是考验。

车规级芯片的设计流片通常需要18-24个月，芯片架构设计；车规级认证系统方案开发需要12-18个月，其中包含AEC-Q100、功能安全ASIL-X、系统软件开发；24-36个月的车型导入、测试验证，包含项目竞标、整车集成和功能开发、测试验证；最后才是量产部署，选型。

征程二代车规级芯片，是AI芯片，在设计阶段就需要按照车规级的要求来做。比如芯片中会有非常多的IP，公司选择、采购IP的过程中，要对IP有车规级的要求。

在设计过程中，DFT，ESD等方面的考虑，后端实现中EM Issue，Aging Effect等，最终-40度到125度的Timing Sign-off都需要格外注意。区别于传统消费类芯片，车载芯片对抗干扰、高低温、长生命运行周期等有严苛要求，这些在芯片设计，验证和测试阶段都要有体现。

在芯片的设计制造领域，有着各种各样严苛的标准规范，其中AEC-Q100便是必须要过的坎儿。包括环境压力加速测试，使用寿命模拟测试，封装组装整合测试，电气特性确认测试，瑕疵筛选监控测试，封装凹陷整合测试，芯片晶圆可靠度测试。

征程二代从设计之初就严格按照汽车电子可靠性标准AEC-Q100的要求进行。接下来，就是封装、测试验证。车载芯片的使用环境复杂，生命周期少则10年，多则20年都有，芯片作为核心器件，必须要保证其设计的使用周期能够覆盖汽车的整个生命周期。

为了保证其正常工作，验证使用寿命，厂商会在出厂前对芯片进行老化、高温高压的各种压力测试，模拟实际使用环境，验证芯片的工作可靠性。

这一部分的工作，是对芯片设计者工作成果的考验。芯片需要在-40°~125°的温度条件下，长时间保持正常工作，同时还要在震动、信号干扰的环境下正常运行。

另外在生产阶段，针对车规级芯片，全球目前TSMC拥有最先进的生产制造工艺，通常车载芯片的客户会有独立的车规级生产线，用于专门生产车载芯片。

当然这种待遇并不是一般芯片公司能够享受到的，能跟TSMC合作的，都是能够保障一定规模产量的公司。最后，芯片的封装也是要符合车规级要求，和地平线合作的也是业界一流的供应商。

对于初创公司而言，在车载芯片领域获得客户和上下游厂商的信任，是第一步。这一点，地平线在早期已经做到了。

2019年初，征程二代流片成功，正式量产前，地平线已完成芯片功能性和稳定性测试、系统软件开发和稳定性调试，并和合作伙伴一起基于征程二代的相关方案进行了多番打磨。

目前，征程二代芯片开发套件已完全就绪，可支持客户直接进行产品设计。

三、自主AI自动驾驶芯片机遇

对于车规级芯片的国产化，芯片研发完成只是第一步，只有具有大规模的产销，才能在后期完成利润的兑现。否则，少量的应用对于一款芯片而言就意味着亏本。

目前自动驾驶芯片的市场并不大，且未来真正成长起来，也尚需时日。

余凯在发布会现场就表示，从目前市场的反馈以及OEM的修订计划来看，L3级自动驾驶系统的量产时间点已经推后，乐观估计在2025年可能才会有规模化的L3量产。而在此之前，ADAS相关的应用将成为市场主流。

传统车载芯片巨头对此深知肚明，因此对于更高性能的AI自动驾驶芯片，观望居多，实践者较少。对于中国的芯片企业而言，这段时间的空窗期，正是大力投入，追赶的好机会。

因此地平线在未来一段时期内，将会着重发展中低等级自动驾驶应用的AI芯片，在市场还未有太多巨头进入的情况下，抓住发展的机遇。

车规级芯片成功流片后，地平线已在高级别自动驾驶、辅助驾驶（ADAS)、多模交互等方向斩获多达5个国家的客户的前装定点，并有望于2020年上半年获得双位数的前装车型定点。

根据地平线公司披露的信息，率先搭载征程二代车规级AI芯片及解决方案的量产车型最早将于2020年年初上市。

吴征表示，作为一家创业公司，芯片能够获得产业界的认可，尤其是OEM的前装定点，表明了对公司产品的信任。

但在国产AI自动驾驶芯片的前装之路上，通过AEC-Q100的认证，只是刚起步，未来还要完成汽车领域的ISO26262的认证，以及完成更先进更复杂的域控制器SoC芯片研发和设计。

搭载地平线高性能计算架构BPU3.0的征程三代芯片，符合AEC-Q100和ISO 26262车规级标准，正在全力开发过程中，预计将于明后年正式推出。

三代的征程芯片，基于更先进的车规工艺，定位L2.5到L3自动驾驶，功能安全在系统级要达到ASIL D，算力将达到48TOPS，功耗保持在12w。

而更远的未来一代征程芯片，已经在规划，它将能够支持L4级自动驾驶系统，基于业界最先进的车规级工艺。