论文部分内容阅读
在自动驾驶新赛道上，谁拥有高性能芯片，谁便掌握更多优势。
根据《智能网联汽车技术路线图2.0》指示，到2025年，我国L2级/L3级自动驾驶汽车将占50%。可见，自动驾驶正在成为车企竞争的新赛道，在这一赛道上，谁拥有高性能的自动驾驶芯片，谁便掌握了更多优势。
眼下，全球缺芯的焦虑仍在持续。黑芝麻智能CMO杨宇欣对此表示：“虽然缺芯是全球性的普遍问题，但由于中国是世界上最快恢复生产和生活的国家，所以，旺盛的市场需求让国内汽车行业所面临的缺芯问题变得更加突出。”
从另外角度看，汽车产业缺芯现状，也给了国产车规级芯片发展的机会。除了综合实力较强的华为外，一批专注于自动驾驶芯片研发的初创企业正在崛起，黑芝麻智能便是其中的佼佼者。
不仅拼算力还要拼能效
对于自动驾驶芯片来说，算力和能效比是最主要的评价指标，高算力能够更快地完成AI计算。高能效比不仅能够为汽车节约大量的电力，还能产生更少的热能，有助于芯片模组的散热与高性能稳定运行。
在自动驾驶领域，英伟达和英特尔Mobileye是业内公认的两大芯片巨头。目前，英伟达的Orin芯片可达到200TOPS算力水平，但能效力比较低;英特尔Mobileye的EyeQ5虽然算力仅有24TOPS，但能效比达到了2TOPS/W，两者均可保证较高的自动驾驶能力。
近些年，国产AI芯片在算力和能效方面都有了一定的突破。黑芝麻智能就是凭借着较强的算力，成为国产芯片中的佼佼者。作为一家年轻的初创企业，成立于2016年的黑芝麻智能并没有像其他芯片企业一样多点开花，而是集中精力专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发自动驾驶计算平台。
聚焦的发展模式让黑芝麻智能迅速收到了成果。成立五年来，黑芝麻智能共开发了两代三颗芯片：2019年8月，第一颗车规级智能芯片华山一号A500正式发布;2020年6月，华山二号A1000系列芯片正式发布。
“在国内市场，黑芝麻智能的性能是非常突出的，其算力和功耗均可与英伟达媲美。英伟达目前在市场上能拿到的Xavier芯片（英伟达量产芯片中算力最高的芯片之一）算力是30TOPS，我们的算力是40TOPS。”杨宇欣表示如是说。
基于华山二号A1000芯片，黑芝麻智能还打造了FAD全自动驾驶计算平台，不仅能提供多种智能驾驶解决方案，还拥有与英伟达一较高下的能力：单颗A1000L芯片适用于ADAS辅助驾驶、单颗A1000芯片适用于L2 自动驾驶、双A1000芯片互联方式支持L3级自动驾驶（算力达140TOPS）、四颗A1000芯片则可以支持L4甚至以上的自动驾驶需求。
不仅“看得清”还要“看得懂”
华山二号A1000芯片之所以能够保证高算力和高能效，源于黑芝麻智能自主开发的两大核心IP——NeuralIQ ISP图像信号处理器和深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎。谈到这两项核心IP，杨宇欣表示，NeuralIQ ISP图像信号处理器可以让汽车“看得清”，DynamAI NN引擎可以让汽车“看得懂”。
这两项核心IP也体现了黑芝麻智能的AI战略——基于图像和视觉感知技术，赋能自动驾驶汽车。据杨宇欣描述，黑芝麻智能成立之初是从从手机和消费电子芯片做起的，强项就是视觉技术的应用，由于看好国内智能汽车的发展势头，便从自身擅长的视觉技术入手，开始研发自动驾驶芯片。
其中，黑芝麻智能自研的NeuralIQ ISP图像信号处理器，能够让摄像头在超低光和大逆光场景下清晰成像，可以把采集出来的每帧图像、每个像素处理得足够清楚，保证了搭载黑芝麻智能芯片的汽车可以“看得清”。通过NeuralIQ ISP图像信号处理器处理后的图片会传递到深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎上，先将收集的新数据信息与计算平台存储的数据进行对比，再进行推理和决策，预测出周围环境可能会发生的变化，这就保证了汽车“看得懂”。
装车才是真正考验的开始
2021年对于黑芝麻智能来说是非常特殊的一年，因为年内将要完成量产装车。“芯片量产装车是我们实现产业化过程中最重要的一步，一个芯片从研发到验证再到量产是一个漫长的过程。只有当芯片真正装车且安全可靠的运行，才能代表着一个芯片的真正成功。”杨宇欣如是说。
自动驾驶芯片属于车身控制芯片，跟用户的生命安全密切相关，因而自动驾驶芯片的性能比普通车规级芯片性能要求更为严格。在计算平台安全性方面，华山二号A1000芯片本身就进行了独立车规级安全岛设计，完全可以满足ASIL B/D以及CC EAL5 的车规级安全认证要求。
据悉，华山二号A1000从设计之初就坚定朝着车规级的目标迈进，产品符合AEC-Q100可靠性和耐久性Grade 2标准，芯片整体已达到了ISO 26262功能安全ASIL-B级别，芯片内部还有满足ASIL-D级别的安全岛，整个芯片系统的功能安全等级为ASIL-D。
为了推进自家产品的商业化进程，黑芝麻智能从很早就已与各大企业在L2/3级ADAS和自动驾驶感知系统解决方案上展开商业合作。截至目前，与黑芝麻智能展开合作的车企有一汽、蔚来、上汽、比亚迪等。
虽然商业化进程在不断推进，但在杨宇欣看来，黑芝麻智能未来发展依然面对两个方面挑战：一是要不断突破自己的技术瓶颈，实现技术的迭代;二是要在客户产品的交付上，不断提升产品的安全性与可靠性。
值得注意的是，虽然投身自主芯片研发的企业在不断增多，但国产车规级芯片发展依然面临许多棘手问题。杨宇欣认为，中国车规级芯片产业还处于发展初期，产业成长需要很长的时间积累，只有解决好人才问题、技术问题、专利问题，才能取得长远发展。
与此同时，除取得技术突破外，国内芯片产业供应链也亟待补全，因为中国车规级芯片要想实现产业化落地，就需要多方努力共同推进。“目前来看，国内车规级芯片企业大多为初创企业，产品尚未得到市场的充分验证。要想解决这个问题，既需要国产车规级芯片企业提升自己产品的安全性与可靠性，也需要市场提供更多的机会来验证和促进其成长。”杨宇欣补充道。
虽然国产车规级芯片实现产业化落地依然面临重重挑战，但杨宇欣认为，在相关政策支持下、在汽车自主供应链体系发展下、在国产芯片企业不断努力下，自动驾驶车规级芯片國产化的道路依然充满光明和希望。
根据《智能网联汽车技术路线图2.0》指示，到2025年，我国L2级/L3级自动驾驶汽车将占50%。可见，自动驾驶正在成为车企竞争的新赛道，在这一赛道上，谁拥有高性能的自动驾驶芯片，谁便掌握了更多优势。
眼下，全球缺芯的焦虑仍在持续。黑芝麻智能CMO杨宇欣对此表示：“虽然缺芯是全球性的普遍问题，但由于中国是世界上最快恢复生产和生活的国家，所以，旺盛的市场需求让国内汽车行业所面临的缺芯问题变得更加突出。”
从另外角度看，汽车产业缺芯现状，也给了国产车规级芯片发展的机会。除了综合实力较强的华为外，一批专注于自动驾驶芯片研发的初创企业正在崛起，黑芝麻智能便是其中的佼佼者。
不仅拼算力还要拼能效
对于自动驾驶芯片来说，算力和能效比是最主要的评价指标，高算力能够更快地完成AI计算。高能效比不仅能够为汽车节约大量的电力，还能产生更少的热能，有助于芯片模组的散热与高性能稳定运行。
在自动驾驶领域，英伟达和英特尔Mobileye是业内公认的两大芯片巨头。目前，英伟达的Orin芯片可达到200TOPS算力水平，但能效力比较低;英特尔Mobileye的EyeQ5虽然算力仅有24TOPS，但能效比达到了2TOPS/W，两者均可保证较高的自动驾驶能力。
近些年，国产AI芯片在算力和能效方面都有了一定的突破。黑芝麻智能就是凭借着较强的算力，成为国产芯片中的佼佼者。作为一家年轻的初创企业，成立于2016年的黑芝麻智能并没有像其他芯片企业一样多点开花，而是集中精力专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发自动驾驶计算平台。
聚焦的发展模式让黑芝麻智能迅速收到了成果。成立五年来，黑芝麻智能共开发了两代三颗芯片：2019年8月，第一颗车规级智能芯片华山一号A500正式发布;2020年6月，华山二号A1000系列芯片正式发布。
“在国内市场，黑芝麻智能的性能是非常突出的，其算力和功耗均可与英伟达媲美。英伟达目前在市场上能拿到的Xavier芯片（英伟达量产芯片中算力最高的芯片之一）算力是30TOPS，我们的算力是40TOPS。”杨宇欣表示如是说。
基于华山二号A1000芯片，黑芝麻智能还打造了FAD全自动驾驶计算平台，不仅能提供多种智能驾驶解决方案，还拥有与英伟达一较高下的能力：单颗A1000L芯片适用于ADAS辅助驾驶、单颗A1000芯片适用于L2 自动驾驶、双A1000芯片互联方式支持L3级自动驾驶（算力达140TOPS）、四颗A1000芯片则可以支持L4甚至以上的自动驾驶需求。
不仅“看得清”还要“看得懂”
华山二号A1000芯片之所以能够保证高算力和高能效，源于黑芝麻智能自主开发的两大核心IP——NeuralIQ ISP图像信号处理器和深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎。谈到这两项核心IP，杨宇欣表示，NeuralIQ ISP图像信号处理器可以让汽车“看得清”，DynamAI NN引擎可以让汽车“看得懂”。
这两项核心IP也体现了黑芝麻智能的AI战略——基于图像和视觉感知技术，赋能自动驾驶汽车。据杨宇欣描述，黑芝麻智能成立之初是从从手机和消费电子芯片做起的，强项就是视觉技术的应用，由于看好国内智能汽车的发展势头，便从自身擅长的视觉技术入手，开始研发自动驾驶芯片。
其中，黑芝麻智能自研的NeuralIQ ISP图像信号处理器，能够让摄像头在超低光和大逆光场景下清晰成像，可以把采集出来的每帧图像、每个像素处理得足够清楚，保证了搭载黑芝麻智能芯片的汽车可以“看得清”。通过NeuralIQ ISP图像信号处理器处理后的图片会传递到深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎上，先将收集的新数据信息与计算平台存储的数据进行对比，再进行推理和决策，预测出周围环境可能会发生的变化，这就保证了汽车“看得懂”。
装车才是真正考验的开始
2021年对于黑芝麻智能来说是非常特殊的一年，因为年内将要完成量产装车。“芯片量产装车是我们实现产业化过程中最重要的一步，一个芯片从研发到验证再到量产是一个漫长的过程。只有当芯片真正装车且安全可靠的运行，才能代表着一个芯片的真正成功。”杨宇欣如是说。
自动驾驶芯片属于车身控制芯片，跟用户的生命安全密切相关，因而自动驾驶芯片的性能比普通车规级芯片性能要求更为严格。在计算平台安全性方面，华山二号A1000芯片本身就进行了独立车规级安全岛设计，完全可以满足ASIL B/D以及CC EAL5 的车规级安全认证要求。
据悉，华山二号A1000从设计之初就坚定朝着车规级的目标迈进，产品符合AEC-Q100可靠性和耐久性Grade 2标准，芯片整体已达到了ISO 26262功能安全ASIL-B级别，芯片内部还有满足ASIL-D级别的安全岛，整个芯片系统的功能安全等级为ASIL-D。
为了推进自家产品的商业化进程，黑芝麻智能从很早就已与各大企业在L2/3级ADAS和自动驾驶感知系统解决方案上展开商业合作。截至目前，与黑芝麻智能展开合作的车企有一汽、蔚来、上汽、比亚迪等。
虽然商业化进程在不断推进，但在杨宇欣看来，黑芝麻智能未来发展依然面对两个方面挑战：一是要不断突破自己的技术瓶颈，实现技术的迭代;二是要在客户产品的交付上，不断提升产品的安全性与可靠性。
值得注意的是，虽然投身自主芯片研发的企业在不断增多，但国产车规级芯片发展依然面临许多棘手问题。杨宇欣认为，中国车规级芯片产业还处于发展初期，产业成长需要很长的时间积累，只有解决好人才问题、技术问题、专利问题，才能取得长远发展。
与此同时，除取得技术突破外，国内芯片产业供应链也亟待补全，因为中国车规级芯片要想实现产业化落地，就需要多方努力共同推进。“目前来看，国内车规级芯片企业大多为初创企业，产品尚未得到市场的充分验证。要想解决这个问题，既需要国产车规级芯片企业提升自己产品的安全性与可靠性，也需要市场提供更多的机会来验证和促进其成长。”杨宇欣补充道。
虽然国产车规级芯片实现产业化落地依然面临重重挑战，但杨宇欣认为，在相关政策支持下、在汽车自主供应链体系发展下、在国产芯片企业不断努力下，自动驾驶车规级芯片國产化的道路依然充满光明和希望。