“AI”成為了近幾年無孔不入的科技發展關鍵詞,也逐漸開始為各個行業賦能。對於當下火熱的半導體行業來說,AI晶片同樣市場潛力巨大。全球AI晶片市場規模有望在2021年達343億美元,2025年將逾700億美元。而智慧汽車是整個人工智慧終端的重要落地的場景。特斯拉、蔚來、小鵬、比亞迪等帶動智慧汽車市場爆發,也帶動了車載AI晶片市場的大幅度增長。
汽車——AI晶片的黃金賽道
Gartner資料顯示,全球汽車半導體市場2022年有望達到651億美元,佔全球半導體市場規模的比例有望達到12%,併成為半導體細分領域中增速最快的部分。
具體到AI晶片領域,預計到2025年,全球汽車AI晶片市場將以31%的年複合增速飆升至236億美元。中國汽車AI晶片的市場將達到68億美元,2030年為124億美元,年複合增長率預計可達28.14%。
高級別智慧駕駛的到來,更智慧的汽車需要處理更大量的圖片、影片等非結構化資料,僅依靠傳統MCU晶片不能滿足運算需求,而AI晶片則可以實現算得快、準、巧。
AI晶片是一輛汽車從“傳統汽車”進化為“智慧汽車”的關鍵,它負責著自動駕駛感知、人機互動的計算和處理。整合更多AI單元是智慧晶片技術路徑發展的大趨勢。
目前,AI晶片的主要技術路徑有GPU、CPU、ASIC、FPGA和N-SoC。
CPU擅長邏輯控制和通用型別資料運算,具有不可替代性;GPU擅長大規模平行計算;FPGA算力較高,適合小規模定製化開發測試;ASIC具有算力最高,能效比優等特點;N-SOC是指在晶片中整合更多的神經網路單元,以實現快速的CNN(卷積神經網路)運算。N-SOC並不是一顆完全通用晶片,僅支援少量的演算法。
AI晶片透過新增神經網路單元實現AI運算的更高效。目前市場對未來汽車AI晶片採用通用GPU、FPGA、ASIC晶片方案仍有較大爭議,汽車資料處理晶片不斷異構化,透過不斷新增神經網路單元實現AI運算是未來發展的主要方向。
除了海思、地平線、寒武紀等AI晶片不斷增加神經網路單元外,而作為通用GPU的代表供應商英偉達的自動駕駛系列晶片,也透過新增神經網路單元,以實現對AI處理越來越高效。但總體而言GPU豐富的通用模組可實現對各種場景的適用性,但也帶來了成本過高,功耗過高的問題。
而新出現的N-SOC雖不是ASIC固定演算法,具有成本/功耗較低等優點,但其針對各種場景的適應性仍較弱。在汽車領域,兩者未來效能、成本等方面會有相互靠近的趨勢。
汽車行業或成國產AI晶片的突破點
目前,中國晶片的對外依存度較高,汽車晶片由國外廠商佔據主體。我國自主汽車晶片規模僅佔全球的4.5%,汽車晶片對外依賴度高達90%。根據中國海關總署的資料,2019年中國的晶片進口額達到3055.5億美元,出口額為1015.8億美元,晶片貿易長期處於逆差狀態。
國外晶片廠商依託在傳統MCU晶片領域建立起來的絕對優勢,依然佔據汽車晶片市場的主導地位。國內汽車晶片還處於起步階段。但是汽車AI晶片仍然在國內的利好環境下,看到了屬於自己的光。
產業發展利好
中國的AI產業在AI演算法人才、應用場景、資料來源和工業化能力等方面均佔據優勢。雖然傳統MCU晶片廠商在AI演算法和AI晶片設計方面能力欠缺,但是網際網路巨頭、科技公司、新興車企紛紛聚焦汽車AI晶片領域。在政策和資本利好的情況下,各類晶片“玩家”憑藉自身優勢,選擇不同的路徑展開競爭,將共同推動汽車AI晶片技術的發展。
消費市場反推
中國是未來智慧汽車消費最主要的市場之一。中國汽車消費者對智慧汽車的接受度更高,更樂於接受科技創新。相比於全球60%的平均水平,中國有87.5%的消費者將汽車的智慧化體驗作為首選。中國消費者對安全、節能、舒適、環保、減輕駕駛負擔、提高交通效率的訴求,將進一步推動廠商加快汽車智慧應用的商業化腳步。
除此之外,國家釋出的積體電路和人工智慧相關政策也為國內的汽車AI晶片產業鋪好了“花路”。
國內企業不負眾望,衝鋒汽車AI晶片市場
在多種利好環境下,有很多頭部國產晶片廠商憑藉AI演算法與晶片,在汽車AI晶片領域取得了優勢。
地平線
地平線成立於2015年,專注於邊緣端AI晶片,具有領先的人工智慧演算法和晶片設計能力。地平線戰略聚焦於車規級智慧駕駛AI晶片+AIoT邊緣AI晶片的研發和產業落地,對外主要提供解決方案類產品(晶片+軟體演算法)。其釋出的征程系列晶片主要用於智慧駕駛領域,旭日系列晶片主要用於物聯網領域。合作伙伴包括奧迪、博世、長安、比亞迪、上汽、廣汽等國內外的頂級Tier1,OEM廠商。
黑芝麻
成立於2016年的黑芝麻技術迭代飛速。黑芝麻推出的基於A1000晶片的級聯FAD方案,最高算力可以達到280TOPS,直接叫板特斯拉的FSD自動駕駛電腦。2021年4月,黑芝麻又拿出了新一代A1000 pro,算力將達到106TOPS,重新整理了國內自動駕駛計算晶片的算力記錄。目前,黑芝麻已經和一汽、蔚來、上汽等車企,博世等汽車零部件巨頭,滴滴等網約車平臺,以及中科創達等軟體企業展開合作。其中,黑芝麻和一汽紅旗深度繫結,未來有望在紅旗的車型上,看到黑芝麻的產品。
海思半導體
海思目前已經建立起了比較完善的晶片產品體系。在汽車專用領域,目前昇騰310、昇騰910分別用於汽車端自動駕駛推理和企業雲端訓練,鯤鵬920作為智慧駕駛CPU晶片用於通用計算,巴龍5000為5G通訊晶片,麒麟710A為座艙域的SoC。
寒武紀
寒武紀專注於人工智慧晶片產品的研發與技術創新。今年年中寒武紀官方表示,其全資子公司寒武紀行歌將增加註冊資本1.7億,並在此增資擴股,使其註冊資本上漲為2億元。行歌科技這家子公司最早成立於 2021年1月,主要針對人工智慧軟體研發以及基礎資源和技術平臺,也是此次寒武紀涉足汽車智慧晶片的主體。此次的增資擴股中,寒武紀也引來了麒麟創投、蔚然投資、尚欣投資、問鼎投資等公司的加入,他們分別代表著蔚來汽車、上汽集團、寧德時代等知名品牌。
芯智科技
從成立至今,芯智科技圍繞著車規級AI晶片的研發,全力打造具有完全自主智慧財產權的車規級AI晶片和端對端人機互動系統。截至目前,公司已與戴姆勒賓士汽車、馬來西亞寶騰汽車、吉利汽車(吉利,領克品牌),沃爾沃,SMART和Lotus等多家國內外車企達成戰略合作協議。
AI在汽車領域掀起了一場場技術革命,這也給汽車廠商帶來了不小的挑戰。這也使得眾多汽車晶片廠商紛紛爭奪汽車晶片領域的技術優先權。
吉利
吉利釋出了首款自研智慧座艙晶片SE1000。根據吉利介紹,SE1000是中國第一顆7nm車規級SoC晶片,採用87層電路,集成了88億顆電晶體。SE1000智慧座艙晶片將會在2022年開始量產。此外,吉利還有一款自研5nm晶片計劃在2024到2025年推出。此前吉利表示,未來五年將拿出1500億人民幣用於技術研發。
結語
晶片廠商逐步佈局,初創企業開始發力,汽車廠商也積極探索,披星戴月的摸索之後,得到的精益求精的產品和來之不易的曙光。而晶片和駕駛體驗的深度融合,甚至智慧駕駛和整個智慧交通的同步發展,也都應該AI晶片企業需要深度思考的問題。