半导体与汽车行业或迎来黄金十年

黎曼 发表于 2021-01-14 14:41:19 收藏 已收藏
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400万+工程师在用
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半导体与汽车行业或迎来黄金十年

黎曼 发表于 2021-01-14 14:41:19

2020年汽车芯片行业竞争加剧,呈现多方角逐的局面。这里面包括恩智浦、瑞萨等传统汽车芯片商,高通、英伟达等主打半导体公司,特斯拉、蔚来等造车新势力整车厂和寒武纪为代表的国内AI芯片初创公司。

而随着国外芯片断供,国内造车极度缺“芯”后,当前急需国产高算力的芯片打破国外龙头企业的垄断。

在此格局之下,芯片创业公司如何杀出一条血路?

自2016年开始研发车规级芯片的黑芝麻智能在这股大潮中乘势而起,四年内自主研发两款芯片,成为众多创业中的新星。黑芝麻智能CMO杨宇欣也切身体会到,这几年间芯片行业已经从之前资本的冷视到现在的火热追捧。

四年内研发2颗车规级芯片

要研发一颗几纳米的芯片并不容易,除了要投入巨额的资金外,往往还需要一个高精尖团队耗费数年的时间。

此前,芯片领域需求量最大的场景一直都在手机和电脑上。一台手机大概需要十颗芯片,计算机的芯片数量更是超出想象,除了CPU、GPU这样的大芯片之外还有非常多的小芯片。依托于这个市场起来了一批芯片巨头。

由于技术门槛颇高,企业之间的市场占有率与技术水平往往差距较大,一旦技术领先就会变成寡头,并在较长时间内垄断市场份额。这些垄断技术长期握在英伟达、英飞凌、高通、博通、恩智浦等外企手中。

如今,芯片行业从需求端再一次爆发了崭新的机遇,即智能汽车场景。

半导体与汽车行业或迎来黄金十年

汽车行业迎来前所未有的大变革。在这过程中,各大互联网科技企业已进入车联网项目多时,而汽车硬件装备也早早为智能汽车时代做了诸多努力,其中一个便是凝聚精血的最底层的小小芯片。

有百年历史的汽车,最早从机械结构、燃料发展、生产制造,迭代发展到现在,创新焦点也从机械等方向转移到核心芯片、人工智能、电子架构和电池技术上。而这些技术的进步都对算力要求越来越高。

例如,帮助汽车感知周围环境的传感器在汽车智能发展中的地位越来越重要。随着汽车内传感器数量越来越多,对芯片算力的要求也越来越高,以L4、L5级别自动驾驶为例,就需要500-1000T算力,而算力则是由面向自动驾驶的核心计算芯片来提供的,所以芯片未来成了自动驾驶发展最重要的基础和驱动力。

据IDC预计,2020年全球汽车领域的半导体市场收入约为319亿美元,2024年将达到约428亿美元,到2030年,每辆汽车的车载AI芯片平均售价将达1000美元,整个车载AI芯片市场的规模将达到1000亿美元,成为半导体行业最大的单一市场。

从全球未来汽车智能化发展来看,从2022年到2025年整个自动驾驶从L1到L5渗透率会到50%以上,2025年将达到60%以上。据iResearch数据显示,到2025年,预计中国智能驾驶汽车产量超过1600万辆,占全球四分之一。

其中,L1/L2装机率将在2023年到达顶峰。2023年开始,很多车厂会推出自动驾驶L3级别的车,L3级别自动驾驶功能成为主流车型标配。

没有选择当下已成红海的L1/L2级别的自动驾驶,黑芝麻智能瞄准了即将爆发的市场,开始了L2+/L3级别的自动驾驶芯片研发之路。

不过这是衡量后的一个选择。“一个是成熟的市场,一个是马上爆发的市场,如何抉择?”杨宇欣表示,当时市场上L1/L2级别的自动驾驶已经是红海市场,客户虽然有需求,但是面临的选择也比较多,要想突围要么比别人做得好,还要比别人做的便宜才有机会。目前车厂也更加关注L2+/L3市场,而从L2往L3过度的时候,对芯片的算力要求是非常高的,因此,这是一个突围的机会。

最终,根据对市场的判断和自身的技术特点,黑芝麻智能选择了即将爆发的L2+/L3市场。

“大算力芯片是自动驾驶技术的基础,核心芯片是未来软件定义汽车的基础,这是国内急需攻克的领域。现在,自动驾驶芯片和计算平台主要由英特尔、英伟达来提供,在当前的历史背景下,对国内厂商是非常好的创新机会。”

目前,黑芝麻智能对标英伟达,已研发两款芯片。继 2019 年 8 月底发布旗下首款车规级自动驾驶芯片华山一号(HS-1)A500 后,又在今年6 月推出了相较于前代在性能上实现跃迁的全新系列产品——华山二号(HS-2)A1000和A1000L,两个系列产品的推出相隔仅 300 多天。

打造护城河:2个核心IP

国内智能汽车领域的芯片公司迎来了齐心蓄力的一年。有业内人士认为,这个窗口期可能就在这三年。但当下国内的智能驾驶芯片面临着诸多挑战。

黑芝麻智能联合创始人兼COO刘卫红曾表示,大家当前面临着三大挑战:国产化、量产和高技术门槛。

首先,芯片断供之后,当前急需国产高算力的芯片打破国外龙头企业的垄断。一方面,国产AI芯片能够降低自动驾驶系统成本。而另一方面,功能定制化需要开放合作的芯片平台,定制化的功能开发,需要深入对接和强有力的客户支持。

其次,产品设计需满足整车量产要求。这对算法软件的适配性、芯片功耗体积、能效比和性价比,以及芯片平台系统的开发交付能力有很高的整体考量。同时,产品质量需达到车规级标准,保证功能安全和性能可靠,但是通过相关认证难度大、耗时长。

再者,AI芯片开发需要承担来自技术、人力和IP等方面高昂的研发费用,引发巨大前期成本投入。传统汽车产业存在固有市场壁垒,量产落地复杂度高、周期长,需要芯片供应商具备自我造血能力以及很强的与头部整车厂长期战略合作的实力。

纵观国内的车规级芯片新老玩家,传统汽车半导体出身的团队在算法软件开发能力和资源上相对欠缺,电子消费芯片出身的团队则对汽车、车规了解不透彻,行业立足需要既懂芯片又懂车的融合背景。

为此,黑芝麻智能便组织了一帮做了二十年芯片和做了二十年汽车的人组成的团队,背景大都是清华。

今年11月,黑芝麻智能再次将一位专家纳入囊中,宣布任命全球计算机视觉与人工智能领域顶尖级专家、前奇点汽车自动驾驶首席科学家黄浴博士担任黑芝麻智能自动驾驶技术研究副总裁,负责黑芝麻智能自动驾驶实验室。

因此,黑芝麻智能虽然是一家年轻的企业,但其研发实力不容小觑。

黑芝麻智能的第一颗芯片花了三年时间,阐明背后原因时,杨宇欣表示,第一,车规芯片非常难做。第二,企业要跟全球最领先的汽车公司在技术性能上做对标,需要有自己的核心武器,以图像处理和NPU两个核心IP为基础,黑芝麻智能构建了芯片的核心竞争力。

“一般芯片公司都是通过采购通用IP的方式做这件事,而自动驾驶人工智能芯片竞争,不仅要拼算力,更要打造核心IP。”杨宇欣表示。

为什么做这两个IP?这涉及到自动驾驶核心芯片里最重要的两个环节。

首先是图像处理。摄像头是自动驾驶技术体系里面十分重要的传感器,随着摄像头数量增加,像素的增加,要处理的数据越来越多。

人工智能行业里有一句话,如果你的数据质量差会消耗更多的算力,算法变得更复杂,而且得不出很好的推理感知结果。“我们高规格图像处理ISP能够保证把所有摄像头采集进来数据每一桢都采集清楚,后端推理可以用更少算力更简单的算法得到更准确的结果。”

其次,大家很难买到高性能的车规级IP。另外,NPU是未来自动驾驶非常重要的核心算力。

黑芝麻智能自研的核心IP可以做到5-6TOPS/W,能够提供非常高的能效比,而算力达到40-70TOPS的华山二号A1000芯片典型功耗在8W以内。

“自动驾驶人工智能芯片最重要的技术指标不单单是算力,更重要的是能效比,每瓦能够提供多少算力。随着未来汽车的发展,车都变成电车,功耗对整个系统稳定性,电源部分设计,都有很多影响。一个几百瓦功耗的设备和几十功耗的设备是完全不同的,能效比变得非常重要。”

杨宇欣表示,当前主要合作对象为主流车厂,现已经拿着黑芝麻智能的芯片着手开发产品了,预计将在2022年开始量产。

目前公司有300多人。黑芝麻智能创始人兼CEO单记章曾颇为骄傲地对媒体表示:“4年多了,总监级别没有离职的。”

资深芯片投资人,华登国际合伙人王林曾说过这么一个现象:国内很多芯片企业因为投资热,所以人才容易出走创业,导致行业愈加零散,相比国外的不断兼并壮大,非常不利于行业长期发展。那么,黑芝麻智能是如何打造自身团队凝聚力的?

杨宇欣表示,大家愿意一起奋斗有几个核心点。“首先是公司所在赛道和发展前景足够好,能让大家有源源不断的成就感支撑去奋斗;再者是要让大家能在我们的平台上去做全世界领先的技术,这是这些技术大牛们的追求。与此同时,相对合理的薪酬能够保证员工的生活质量。最后,相对简单的公司文化更适合技术人员。”

随着华山系列芯片产品不断完善,黑芝麻智能将完成涵盖L2-L4级自动驾驶产品的布局,联合院校及科研机构,传感器厂商等积极打造产业生态。

截至目前,黑芝麻智能已完成B轮融资,速度不可谓不快,股东中包括北极光创投、上汽集团、SK中国、招商局集团旗下招商局创投、风和资本等。杨宇欣也切身体会到,这几年间芯片行业已经从之前资本的冷视到现在的火热追捧。

“尽管有些泡沫,但是资本市场对国产半导体创业公司的重视并非坏事,反而能给优秀的企业创造机会,创业公司要抓住这个好时机。”他认为,未来十年是半导体的黄金十年,也是汽车行业的黄金十年。
        责任编辑:tzh

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