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36氪 08-19

黑芝麻智能 SoC 系统软件副总裁游昌海:高性能车规 SoC 助力推进智能驾驶国产化

未来交通论坛

演讲嘉宾 |游昌海

文 |潘程

封面来源 |未来交通论坛

2022 年 8 月 17 日,36 氪「数字时氪 · 未来交通论坛」在北京举办。论坛以汽车产业发展视角,汇聚政界、学界与产业专家,围绕 " 新周期重塑产业新格局 "," 新转型打造中国新势力 " 展开思想交融与碰撞,共探未来交通与新能源产业的发展路径与解法。

根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,到 2025 年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20% 左右,高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。到 2035 年,纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化,燃料电池汽车实现商业化应用,高度自动驾驶汽车实现规模化应用,有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。

在「数字时氪 · 未来交通论坛」中,黑芝麻智能 SoC 系统软件副总裁游昌海以《高性能车规 SoC 助力产业发展》为主题,从芯片架构的创新推动智能汽车电子电气化架构的变化出发,详细分析了国内车规芯片的特点及发展难点,呼吁行业伙伴充分发挥各自所长,推动国内汽车产业链的完善与成熟。他认为:

1. 汽车行业到了引领芯片创新发展的时刻。我们在车上花了 3 年时间从一个 T 左右的算力到 10 个 T 的量级,最多再有两年就会从 10 个 T 发展到 100 个 T 左右的量级,服务器领域花了差不多 8 年左右的时间。我们可以看到,在整个汽车领域算力芯片的发展速度是非常快的。

2. 我们做了一些的努力,包括做一些纯国产化方案的验证,这个可能在商业上没有太大的价值,性能、可靠性都比目前主推主机厂的解决方案弱很多。我们希望通过不断的推进全国产化方案的落地,对国内供应链的国产化、本土化有一些帮助。

3. 芯片的交付不是纯粹的把芯片交给主机厂就结束了,我们总结了六个方面的交付内容,包括车规认证、测试、验证、自主 IP 等基础工作,这是主机厂真正对我们的期望。

黑芝麻智能 SoC 系统软件副总裁 游昌海

以下为嘉宾演讲实录,经 36 氪编辑整理:

各位同仁,各位来宾大家上午好!我是黑芝麻智能的游昌海。去两年中,黑芝麻智能在车规 SoC 芯片设计方面,在产业发展方面的思考取得了一些进展。

汽车产业已经 100 多年,从最开始作为纯粹的交通工具到现在越来越智能化,变成所谓的智能移动空间,经历了非常长的发展过程。早期纯粹的目的是把人从一个地方搬到另一个地方,慢慢分化出商用车、工程机械卡车等;到上个世纪 80 年代,随着整个电子行业、集成电路行业的发展,更多电气化的东西进入到汽车里面,乘用车进一步分化,出现 SUV、MPV;到了最近,我们看到车的应用范围越来越广,不仅仅完成交通方面的功能,而且变成通行过程中的信息枢纽。

在未来 5 年,我们可以看到随着环保方面的要求,电动车的应用越来越多。我们和主机厂聊,他们认为 40% 以上的车会慢慢变成纯电动车,未来 5 年之内至少有 70% 以上的车完成网联化。在我们目前所属的领域里,60% 左右的车慢慢推出了自动驾驶和辅助驾驶等功能。

为了支持这些需求,我们看到电子电气架构从最开始的分布式架构到域控制器架构,到中央计算平台架构,也发生了很大的变化。传统分布式架构大家很熟悉,它能满足最基本的出行要求,但为什么会出现域控制器架构?

一方面,我们的电子、电气发展到了这个程度,可以给汽车提供更多的算力和数据能力支持;另一方面从业务角度讲,从终端用户的需求角度讲,有这方面的需求。比如传统底盘动力单独有自己的 ECU、MCU 做这方面的控制,现在我们可能出于节能环保的目的,让动力体验变得更好,这就需要计算单元协调这方面的工作,我们会把业务从逻辑中尽量整合到一个域里面去。

10 年前,我们看到在域控制器架构下有五大领域出现,动力、底盘,智驾,车身,座舱,我们单独把互联拿出来,是因为汽车这个行业从驾驶员身边扩展到世界,我们看到整个域控制器对人的出行效率、舒适程度各方面有非常大的提升。同时,这个行业本身整个软硬件储备能够满足这方面的要求。

最近两三年我们可以看到,包括特斯拉这边提出的观点,越来越多的计算向所谓的三脑、两脑或者单脑的方案演进,对主机厂来说是降成本的方法。可以看到在所谓的智能化技术领域,大量的芯片用到车上,包括像在座舱这块进展是最快的。早期我们讲,引领芯片往前走的是手机,到了 2018 年左右我们看到车的座舱芯片和手机的距离是 3 年的时间,到了去年甚至很多东西先在 SoC 的芯片上出现,再回到手机或者其他的领域里面。

我们看到类似座舱这样与交互强相关的领域,芯片的发展速度非常快。自动驾驶,传感器接入,芯片能力的快速提升。如果单纯从算力集成比看,它比服务器里面的算力集成比更快。

我们在车上花了 3 年时间从一个 T 左右的算力到 10 个 T 的量级,最多再有两年就会从 10 个 T 发展到 100 个 T 左右的量级,服务器领域花了差不多 8 年左右的时间。我们可以看到,在整个汽车领域算力芯片的发展速度是非常快的。

再说网关、车身,我们看到很多新型的东西,甚至在手机上刚刚开始推,但是在车上大量开始铺开了,这都是非常好的。

另外像电源管理、信号链,不管是国内、国际有创新公司在做大量的工作。我们可以看到整个汽车电子芯片的应用,不管从量上还是从面上都是展开非常快,而且用的非常广。

即使有了这么多的创业公司做了大量的工作,但目前能够在实际主机厂量产车里用到的国产芯片量仍然不是太多,这里面的问题在哪?

车规芯片的特点和难点

一个比较核心的原因是,车规芯片的设计本身存在很多门槛,第一关是产品一致性,包括温度和化学的稳定性,可靠性,电池的抗干扰性,还有整个产品的质量控制,包括芯片寿命,质量管理标准,交付标准,可靠性的标准等。

还有就是在供货这块儿,至少保证 10 年至上的周期,提供 15 年至上的生命力保证,这对国内做芯片的公司来说,应该都是很大的壁垒。这也是为什么现在有大量的国产芯片推出来,但是很长时间没有办法在主机厂车上进行试装。

黑芝麻智能差不多在 2018 年左右发布了第一款车规芯片,在 2020 年发布华山二号,真正开始量产是今年。差不多从设计开始到真正装车花了 5 年时间。在我们最开始做芯片的时候,整个国内甚至找不到太懂芯片的工程师,现在整个行业发展基本上 80% 从技术角度可以覆盖到,这是整个行业快速发展非常好的表现。

芯片得有软件配合使用,对我们公司来说也是一样的。国内的创业公司可能都存在这样的问题,我们把芯片做出来了,花了大量的时间去推,发现有很多除了芯片之外的壁垒。第一关就是软件,对我们来说把软件做起来第一件事是建立体系,这个体系重点是质量相关的东西,包括所有和汽车行业相关的甚至和交通行业相关的,比如说铁路、地铁、还有公路交通等东西。我们希望囊括到整个体系里来,以这个作为基础针对芯片做开发活动。我们也看到现在国内一些友商,合作伙伴也是遵守这样的原则,慢慢把整个体系建立起来。

我们的芯片在 2018 年左右开始设计,为什么花这么长的时间?很多人不是太理解这个事情,我们的芯片是在 2020 年 2 月份出来的,6 月已经开始准备量产了,2020 年年底至少出货 30K、50K 甚至 100K 的量,这是比较正常的消费情况。

但到了汽车领域,为什么需要这么长的时间?这个东西我们花半年做和花一年半打磨是不一样的,它能够覆盖的面也不一样。我们还是希望对质量、对工艺流程尽可能投入更多的资源,在完成 AECQ100 之后也做了认证,包括流程方面的,产品方面的。

这样一路走下来,从最开始立项到完成用了 4 年左右的时间,我们自己做的还算是比较顺,也和主机厂沟通。主机厂现在给我们的反馈是他们希望尽可能把整个行业所有覆盖的东西都做比较好的验证,最后把这个东西交付出去。

我们觉得这是有价值的,这个产品算是满足了行业对我们的期望。

刚才讲了交付之前的研发到量产阶段,我们认为芯片的交付不是纯粹的把芯片给主机厂我们的工作就结束了。在交付这块,我们总结了大概 6 个方面,是主机厂真正对我们的期望,包括车规的认证、测试、验证、自主 IP,这是所有工作的基础。

在芯片上的操作系统,我们会去做一些行业标准的认证,包括 ISO 的标准,或者 ADAS 方面的标准,同时也包含我们在主机厂开发环境里面需要使用的 IDE,工具链等,以及针对行业提供的 ADSP 的自动驾驶中间件。

这整套东西加起来,对主机厂来说会更顺理成章。

黑芝麻智能车规级安全认证

这是我们在 2022 年 3 月份之前,累计完成的认证工作。覆盖了目前了解到的行业方方面面,还有一些证书没有列出来,包括信息安全的一些东西。像功能安全的产品,甚至针对芯片里面的软件构建也做了 ASIL-D 的认证,包括产品和流程的认证。

我们确实认认真真严格按照流程做了认证,做认证的目的不是为拿这个证,我们希望通过认证,自己去学习,了解各方面的标准;另一方面,我们也希望把这个东西传导到国内行业里面,我们现在也在广泛的跟标准化的组织展开合作,把我们已经学到的东西和国内的主机厂做进一步的沟通交流,把这个东西导入到国内来,希望在国内形成扩展,快速提升国内整个行业的能力。

自主可控核心 IP 构建核心竞争优势

自主可控的 IP,是我们做芯片的基础。目前我们的 ISP 处理能力在全球范围内处于第一梯队,深度学习的加速器方面在全球范围内也是比较领先的,在国内是最靠前的几个。我们不仅仅把功能实现了,也是真正意义上的车规产品,符合车辆领域可靠性、安全性的所有要求。

基于这个方面的领先,下一步我们在整个芯片架构上会去做的一些东西。其中有一些已经在目前芯片上做了应用,另外在下一颗芯片做应用,我们的下一个芯片是比较高制成的,国内目前在封装技术上走的比制成更靠前。我们希望在封装上进行尝试,提升国内芯片在车规方面的竞争力。

我们希望尽快在车规芯片上做一些应有,还有互联的东西,在大量互联的情况下一些架构方面我们都做了技术储备,以及在下一颗芯片的落地方面进行准备。

芯片领域的创新是非常广的,不是我们一家公司可以完成的。我们希望和其他的行业,包括国内和国外的供应商进行交流,我们有一个小小的愿望,希望整个行业快速的提升,大家一起把这个东西往前推。

我们的芯片目前在做交付,同时可以看到在整个行业里不是一颗 SoC,或者几个合作伙伴的 SoC 就可以解决芯片供应链的问题。从 2019 年开始,整个汽车领域的供应链出现了很大的波动,价格飞速上升,到今年飞速的下降,这些上升和下降基本上还是靠国外的供应链做验证,这对国内的主机厂以及零部件供应商来说不是非常理想的情况。

不管在行业的哪个阶段,我们都希望有供应链稳健,有一个持续可预期的交付,不是几十倍的上升,我们的期望还是整个供应链能够有本土化和国产化的过程,这是我们在国内做自动驾驶芯片最主要的出发点。

有一个具体例子,我们交付的产品有 200 多个器件,我们和国内的人员做过交流,最终拿到的数据国产化率小于 30%。对于我们自己来说,目前解决 SoC 的问题,我们看到友商合作伙伴做 MCU,另外做电源管理芯片,把这些公司加一块,我们做了评估,大概在 60% 左右的国产化率。

基于这个出发点,我们做了一些的努力,包括做一些纯国产化方案的验证,这个可能在商业上没有太大的价值,性能、可靠性都比目前主推主机厂的解决方案弱很多。

我们希望通过不断的推进全国产化方案的落地,对国内供应链的国产化、本土化有一些帮助。

整个汽车产业链是比较长的,包含很多软件,甚至模组的东西,我们也在和国内的操作系统厂商去做一些很广泛的适配。针对华为操作系统,以及更广泛的国内操作系统供应商做了很多的对接和适配。目前看,在操作系统和工具层面做的还是比较好的,可能仍然无法达到国内顶尖的可靠性水平,至少我们应该解决可用性的问题。

我们自己做了一些自研的模块尝试,比如 ADSP,基本上以开放和免费的办法提供给我们的客户,希望通过这些措施和手段能够尽可能的提升我们在软件方面的国产化率。

总的来说,我们希望在汽车领域和合作伙伴一块,以开放推动创新,以合作推动共赢,快速把国产化供应链的问题解决掉。

行业伙伴充分发挥各自所长

我们在乘用车领域之外也做了一些尝试,包括智慧交通、车路系统等。基于在车路系统的尝试,我们看了铁路沿线以及车上面的各方应用,发现和乘用车有很大的相似性,还有很大的痛点需要我们解决。比如 7 月山洪、泥石流等地质灾害出现,我们和国铁一些公司进行交流后发现,我们针对车以及车路协同的这些东西也可以复用在交通领域。

我们呼吁汽车领域的合作伙伴,看大的交通领域,把方案推到这些领域里面去。整个大交通领域是需要整体去提升的,以及需要整体解决问题的环境,我们希望能够有一大批的合作伙伴不仅仅在车领域,可以在整个大交通领域有针对性的研发,有针对性落地。

这就是我今天汇报的内容,感谢各位。