智能汽车“中国芯”2.0时代开启：从产品验证到量产抢市“GGAI视角”

2020年，对于全球尤其是中国汽车制造业来说，是一个关键的过渡年。这其中，电动化、智能化、网联化仍处于渗透率快速提升周期。来自ADAS、数字座舱等智能化功能配置将带来全球汽车半导体行业的持续增长。

一直以来，汽车半导体行业是一个竞争激烈的市场，但对投资者来说，回报最为丰厚。原因是，每台新车的芯片使用量和成本占比都在不断创造新的纪录。一些机构甚至判断，到2025年，每辆汽车上所搭载的芯片（成本）将增加10倍。

目前占汽车制造成本不到30%的电子元件，到2030年将占50%。而汽车制造商比以往更需要更多的半导体制造商来保持他们在快速发展的市场地位，在这个市场上，未来的行业巨头正在形成。其中，具备嵌入式人工智能技术的芯片无疑将是未来的主角。

而高级驾驶员辅助系统(ADAS)是第一个接受挑战的主战场。

如何让今天的汽车更安全，并使自动驾驶汽车的出现成为可能，正在挑战汽车半导体工业，使其在复杂性、性能和安全性方面达到新的水平。相比于其他应用，ADAS系统是整车安全链中一个特别关键的环节。

同时，在考虑安全之前，提供足够处理能力来运行复杂的多线程嵌入式软件的芯片本身就是一个相当大的挑战。对于汽车芯片行业来说，“失败不是一个选项”。

在过去，汽车供应链很容易解释。汽车制造商从一级供应商购买系统和模块。在那里，一级供应商从二级供应商采购芯片。几十年来，几乎没有什么变化。产业链中的每个人都知道设计要求是什么，以及现有技术的局限性。

如今，由于对车载信息娱乐、无线连接、各种形式的ADAS和ML/AI等应用的需求快速变化，情况发生了根本性变化，这些应用提供了图像处理、对象检测和识别、传感器融合等高计算能力的要求。

随着这些变化，新的玩家出现了。

一些汽车芯片行业的初创公司，正在使用敏捷方法开发IP和解决方案来验证技术成熟度。挑战在于实现质量、可靠性和功能安全性，这是汽车工业的三大支柱。

而ADAS市场现在是汽车行业最具吸引力的细分市场之一，每年将有数千万辆汽车安装不同等级的自动辅助驾驶系统。

2019年8月，来自中国的汽车AI芯片公司——地平线，宣布正式推出中国首款车规级人工智能芯片——征程二代。车规级，意味着在智能驾驶领域，这是第一家中国汽车芯片初创公司拿到了前装量产的准入资格。

征程二代集成地平线第二代BPU架构（伯努利架构），可提供4 TOPS的等效算力，典型功耗2瓦，能够更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。

芯片支持被动散热、结温工作范围最高可达125℃。结合地平线优化后的感知算法，芯片BPU利用率可达到90％以上。

征程二代芯片的片上系统包括双核ARM Cortex A53、32位 LPDDR4接口、MIPI CSI摄像头接口、一个ISP和一套包含千兆网口的标准外设接口。

作为开放式可扩展车载边缘 AI 计算平台，基于征程二代，地平线能够面向自动驾驶视觉感知、众包高精地图与定位、视觉ADAS和智能人机交互等智能驾驶场景提供低功耗、高性价比解决方案。

而在具备极致效能优势的同时，地平线可提供面向征程二代的完整工具链，为客户提供全面开放的赋能服务。

作为完整的芯片解决方案，地平线还推出了包含面向实际场景进行AI算法和应用开发的全套工具（OpenExplorer），用户可通过OpenExplorer AI工具包在征程二代芯片上开发神经网络，完成模型训练、优化和部署。

此外，基于国内首款车规级芯片征程二代，地平线研发了面向ADAS市场的视觉感知解决方案，可在100毫秒延迟内有效感知车辆、行人、道路线、交通标志、车牌、红绿灯等六大类近百种目标的检测和识别。此外，还专门针对中国道路和场景进行了优化。

相比于传统汽车芯片厂商的单一计算能力，嵌入式AI能力也保证了下游客户的隐性开发成本。目前，这套单目视觉ADAS解决方案可实现10类动态目标感知、50类静态目标感知、23类语义分割，在具体性能指标方面实现1080p@30fps、2W典型功耗以及关键区域检测率>99.98%。

这恰恰是作为芯片初创公司的“聪明”之处。

在过去几年如何衡量汽车SoC和ADAS SoC，行业内没有统一的标准。每秒运行万亿次（TOPS）以及单位功耗，成为了行业内唯一评判不同芯片的性能指标。

而实际上，当Tier1和汽车制造商在设计ADAS系统时，需要考虑优化各种计算资源的使用。同时，不同的用户在同样的芯片平台上存在很多实际开发应用的性能差异，因为有太多的HW/SW配置元素。

在过去，很多企业从拿到芯片、到开发板再到算法及功能验证，需要消耗大量的时间和精力，而且没有太多的本地化参考设计及底层基础算法框架的支持。而这些恰恰是中国本地企业的优势所在。

同时，配合高级别自动辅助驾驶对人机交互，尤其是驾驶员监控的需求，地平线的DMS方案提供了一套完整的驾驶员行为检测系统，可用于支持驾驶员身份认证，驾驶员安全行为检测和预警功能，如驾驶员疲劳、左顾右盼、低头、抽烟、接打电话等危险行为。

由于采用红外摄像头，在驾驶室内强光、暗光、测光等多种光照条件下，以及驾驶员佩戴墨镜的情况下，也能准确的获取驾驶员的面部特征，进行有效的实时监测。

基于地平线征程处理器的单目摄像头方案具有高性能、低成本、接口灵活的特点，方便整车厂进行集成。这也是全球首个在芯片级实现ADAS与DMS集成应用的解决方案，大大减轻用户在不同芯片平台进行适配和跨芯片融合的弊端。

为中国本土市场提供安全可靠的“智能驾驶解决方案”，同时为传统汽车零部件厂商提供AI支持，将成为地平线等中国AI芯片公司的优势所在。2019年，随着征程二代量产并成功批量部署前装定点，地平线国内外业务增长迎来了新的拐点。

一个月前，地平线宣布与中国ADAS方案商福瑞泰克 (Freetech)从产品、技术层面开展深度合作，助力后者研发和量产应用高性能、低功耗的ADAS解决方案。此外，双方将通过这次全面合作，共同打造极具竞争力的中国本土智能驾驶产业链体系。

而在全球市场，中国AI芯片企业也正在“走出去”。此前，地平线已经与包括奥迪、SK电讯在内的多家海外企业展开深度合作。

近日，地平线宣布再次与全球汽车零部件巨头佛吉亚正式签署战略合作框架协议，这是首个对外公开的与国际顶级Tier1达成的战略合作。双方将致力于共同开发多模态感知人工智能解决方案，推动智能座舱系统和高级驾驶辅助系统（ADAS）领域相关技术的商业应用。

此次佛吉亚与地平线达成战略合作伙伴关系，将充分发挥双方在技术、供应链、生产制造和客户关系等方面的优势，加速助力实现个性化的座舱体验和高级驾驶辅助辅助驾驶系统（ADAS）的人工智能技术。

按照地平线官方数据，作为商业化的关键一年，公司与全球多家顶级Tier1s在ADAS、自动驾驶、多模交互等领域展开多维度合作，其中2019年智能驾驶业务订单高达数亿元。预计2020年前装定点项目将达到两位数，2022 年征程系列芯片年出货量将达到百万级别。

包括大陆、SK 电讯、Freetech、英博超算等部分合作项目预计于2020年内实现前装量产。其中，地平线将从提供系统参考解决方案，到全面开放感知结果，再到工具链的全栈解决方案。

在本届CES展上，基于征程二代车规级 AI 芯片的地平线Matrix2自动驾驶计算平台首次公开亮相，迭代后的Matrix 2具备更高性能、更低功耗和成本等特点，可满足多个国家、不同场景下高级别自动驾驶运营车队以及无人低速小车的感知计算需求。

相比上一代，Matrix 2 在性能方面装配有16TOPS的等效算力，而其功耗仅为原来的 2/3。在感知层面，Matrix 2可支持包括摄像头、激光雷达等在内的多传感器感知和融合，低延时实现最多23类语义分割以及五大类目标检测。

特别要指出的是，地平线在Matrix 2上实现的感知算法能够应对复杂环境 ，即使在特殊场景或极端天气的情况下也能输出稳定的感知结果。目前，搭载地平线Matrix平台的自动驾驶车辆已达到近千辆规模。

同时，今年内，地平线将会陆续推出新一代车规级AI芯片，为加速自动驾驶落地注入新的势能。此外，地平线将继续深耕“算法+芯片+工具链”基础技术平台，坚持底层赋能者定位。

这意味着智能汽车中国芯正式进入2.0时代，从产品验证到量产抢市。