国产首家汽车AI芯片创业公司地平线，如何实践软件定义汽车？

特斯拉凭借在三电系统、电子电器架构、自动驾驶、制造与销售方面的颠覆性创新，受到了资本市场的青睐，市值已飙升至4000亿美金，坐稳全球汽车第一市值的宝座。

此外，特斯拉的每一个动作也成为了智能汽车行业的风向标。与此同时，中国造车势力也实现逆增长，蔚来、小鹏、理想三家市值也均超过了千亿人民币。自此，智能汽车时代已经到来。

芯片作为未来智能汽车的大脑，直接影响智能座舱和自动驾驶，自然也成为智能汽车时代的必争之地。智能汽车面对非常复杂的环境，感知、融合、决策需要巨大的计算能力，而传统的通用计算平台的算力功耗比TOPS/W居高不下，而且算力的利用率极低，已经成为智能汽车性能提升的瓶颈。

因此AI芯片成了车用芯片的最佳解决方案，特斯拉于2016年开始了汽车AI芯片的自研之路。特斯拉自研AI芯片的优势主要在于两方面：

第一，通过自动驾驶需求的场景定义芯片，特斯拉无疑是最懂其自动驾驶场景的;

第二，特斯拉同时精通软件算法和硬件，软硬深度融合，实现从数量级上提升有效算力。

结果，特斯拉用了3年完成FSD芯片的落地，144TOPS/72W，能效比达到了2TOPS/W, 是量产自动驾驶AI芯片里能效比最高的。结合特斯拉的选择，对于汽车AI芯片，我们不难推断：

1、汽车AI芯片必将成为智能汽车的核心，AI芯片将决定汽车智能化程度;

2、场景定义芯片，通过软件算法和硬件的结合是AI芯片的关键;

3、芯片的深度定制导致合作模式的转变，车企若不自研芯片，那与芯片公司的协作需要进一步加深，将打破传统的Tier2→Tier1→OEM逐级合作模式。

中国智能汽车的AI芯片产业现状

回到本土，我国有着世界上最好的互联网环境和最好的通信技术，有着中国速度加持，并且有着被芯片掐脖子憋着的一口气，智能汽车时代是中国引领世界的绝佳时机。那么，我国又应该如何应对?对于汽车芯片的布局我国主要分为三类：

第一类，类似于特斯拉通过车企整合垂直产业链的做法，吉利投资的芯擎科技，将从智能座舱芯片切入汽车芯片领域。在半导体方面深耕多年的比亚迪，在IGBT、指纹芯片、MCU和BMS相关芯片有一些积累，至于AI芯片未来是否有布局就不得而知，毕竟跟同城兄弟华为合作也是不错的选择;

第二类，百度、阿里、华为等互联网和ICT公司已经从AI芯片、OS到生态的全面布局;

第三类，围绕汽车AI芯片展开创业的创业型公司，如地平线、寒武纪、黑芝麻、芯驰科技等。根据车智君了解，现在国内大大小小的AI芯片公司已经有数十家。

从2020年9月到10月，华为、百度、地平线、黑芝麻都纷纷在各自的发布会上展示出了自己的AI芯片产品。在AI芯片早期竞争阶段，可能都聚焦在峰值算力上。但对于AI芯片，能有效的指标是：有效算力(算力利用率)、算力能耗比(TOPS/W)、成本和量产能力。

这里面吸引到车智君眼光的是地平线，2015年成立的汽车AI芯片公司，比特斯拉成立芯片团队还早一点。地平线作为全球第一家新兴汽车AI芯片公司，从量产落地到新品开发都取得了阶段性的成果，在其2020北京车展的发布会上有四大亮点。

亮点一：产品性能行业领先，算力能耗比媲美特斯拉。

发布会主角 “征程3”是地平线车载AI芯片的进一步迭代。征程3采用16纳米工艺，基于地平线自主研发的BPU2.0架构，AI算力达到5 TOPS，典型功耗仅为2.5W，算力功耗比与FSD芯片一样，达到了2TOPS/W，具有高性能、低功耗、拓展性强、安全可靠的特点，支持高级别辅助驾驶、智能座舱、自动泊车辅助、高级别自动驾驶及众包高精地图定位等多种应用场景。

“征程3具有极高的AI算力有效性，能耗比超越多款行业主流芯片，而且具有出色的图像接入和处理能力，不仅支持基于深度学习的图像检测、分类、像素级分割等功能，也支持对H.264和H.265视频格式的高效编码，是实现多通道AI计算和多通道数字视频录像的理想平台。”余凯介绍说，征程3不仅性能优异，而且灵活开放，客户可使用地平线算法样例、AI芯片工具链，以及进行应用开发所需的全套工具，快速实现产品级应用落地。面向未来，地平线即将推出更强大的征程5，针对高等级自动驾驶场景，单芯片达到96 TOPS的AI算力，支持16路摄像头，组成的自动驾驶计算平台具备192-384 TOPS算力，可支持L3-L4级自动驾驶，据说已经斩获车型定点。“地平线是首个通过国际权威的 TV ISO 26262功能安全流程认证的中国AI芯片公司，征程5按照ASIL B(D)打造，应用满足汽车行业最高安全级别ASIL D要求。”余凯说：“地平线还计划推出性能更为强劲的车规级AI芯片征程6，算力超过400 TOPS，满足ASIL C级功能安全。”

亮点二：创新协作模式，与车企深度协作，通过场景定义芯片，车企投资与业务的双重绑定。

发布会上发布的广汽版征程3是由地平线和广汽联合定义的，满足了广汽在汽车智能化方面的量产规划和差异化需求，价值最大化的实现了广汽智能驾驶和智能座舱的相关功能。除了在业务上的深度协作，广汽资本也战略投资了地平线，实现资本和业务的双重绑定。此外，地平线在智能驾驶领域已同奥迪、一汽红旗、上汽集团、长安汽车、比亚迪、理想汽车、长城汽车等车厂达成深度合作，初步建成覆盖智能驾驶和智能座舱的智能汽车芯生态。未来，地平线将自己定位为 Tier2 供应商, 坚持以“芯片+算法+工具链”为基础平台，结合整套数据闭环的能力进行底层技术开放赋能。

亮点三：开放平台、做智能汽车的赋能者

车企与供应商的合作向来都存在着博弈，而在智能智车时代如何减少博弈、深化合作?开放也许是最好的要是，而地平线“天工开物”AI开发平台(Horizon OpenExplorer)将算法、芯片以及产品快速迭代能力开放给客户。

基于自研AI芯片打造的地平线“天工开物”AI开发平台，由模型仓库、AI芯片工具链及AI应用开发中间件三大功能模块构成，包含面向实际场景进行AI算法和应用开发的全套工具，最大限度地方便客户进行个性化的应用开发，全面支持客户快速构建场景应用。

本次发布会推出升级版的“天工开物”AI开发平台2.0，新加入完整的数据闭环系统方案。地平线数据闭环系统赋能合作伙伴实现从数据采集标注、模型训练优化、仿真评测，到模型OTA部署，端到端的数据迭代闭环，打造具备覆盖整车整个生命周期的持续进化能力。

亮点四：多场景商业化落地，造血能力强

创业公司面临的首要问题是生存，而芯片行业又是一个技术要求高、资金投入高，回报周期长的行业，创业门槛极高。对此，地平线做出了一个很好的商业实践，2019年智能驾驶业务实现上亿元营收。

地平线副总裁兼智能驾驶产品线总经理张玉峰说：“地平线与主机厂和一级供应商保持紧密合作，进行中的合作项目超过50个，已签下20余个前装定点项目，预计装车辆可达数百万台，2020年内将有6款搭载地平线车载AI芯片的量产车型上市。”

在车展期间，地平线与合作伙伴联合展出征程系列芯片赋能的高级辅助驾驶(ADAS)、高级别自动驾驶、智能座舱及众包高精地图定位等多个面向中国驾驶场景的落地方案，地平线近期也与追势科技、大陆深化战略合作。

今年，地平线与中海庭在武汉完成了众包自动采集成图和更新方案在近百辆车次上的技术验证，服务武汉智能网联汽车道路测试与示范应用。

今年，长安汽车与地平线基于该芯片联合开发了智能座舱NPU计算平台，并搭载在其今年推出的全新车型UNI-T上，可实现视线追踪、分级疲劳检测、多模唇语识别、驾驶员行为识别、智能情绪抓拍和手势识别等创新性主动式交互功能。征程2业已成为首个上车量产的国产 AI 芯片。长安UNI-T上市3个月销量超3万台。

9月22日，全球首发搭载自动驾驶中国芯的纯电SUV奇瑞蚂蚁正式上市，搭载地平线征程2车规级AI芯片，实现了L2+级自动驾驶。

近期，地平线与美国自动驾驶技术公司COAST Autonomous达成战略合作，搭载地平线Matrix自动驾驶计算平台的COAST无人车将在美国城市中心、社区和校园等低速自动驾驶场景中部署。

回归到开篇提到的特斯拉为何自研芯片的问题，除了传统芯片产业难以满足智能汽车的定制化需求，再就是特斯拉即精通软件又精通硬件才有实力打造最适合自动驾驶的AI芯片，那对于地平线而言，他们面对的是互联网更加发达、数据更加丰富、速度更加快的中国智能汽车市场，有着绝佳的成长土壤。

此外，地平线前期花了较大的精力在ADAS方面的算法和软件开发，在软件和硬件融合层面，中国创业公司可能无人能出其右。前百度IDL常务副院长，地平线创始人兼CEO余凯，经常说：“我们是软件算法里面最懂硬件的，硬件里面最懂软件的。”这正是开发AI芯片的一项关键能力。

智能汽车时代已经到来，软件定义汽车成为新的趋势，再加上国家新基建政策对芯片产业的加持，通过市场和政策的双重加作用，AI芯片势必得到高速发展。

相比于特斯拉强大的垂直资源整合能力，我国汽车产业更加分散，更适合分工协作和联合创新，从目前进展来看，华为、地平线均是各个车企不错的选择。