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汽車是國產AI芯片的下一個黃金賽道?

時間:2022-1-25 11:07:00
摘要: Gartner數據顯示,全球汽車半導體市場2022年有望達到651億美元,占全球半導體市場規模的比例有望達到12%,并成為半導體細分領域中增速最快的部分。

“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。對于當下火熱的半導體行業來說,AI芯片同樣市場潛力巨大。全球AI芯片市場規模有望在2021年達343億美元,2025年将逾700億美元。而智能汽車是整個人工智能終端的重要落地的場景。特斯拉、蔚來、小鵬、比亞迪等帶動智能汽車市場爆發,也帶動了車載AI芯片市場的大幅度增長。

汽車——AI芯片的黃金賽道

Gartner數據顯示,全球汽車半導體市場2022年有望達到651億美元,占全球半導體市場規模的比例有望達到12%,并成為半導體細分領域中增速最快的部分。

具體到AI芯片領域,預計到2025年,全球汽車AI芯片市場将以31%的年復合增速飙升至236億美元。中國汽車AI芯片的市場将達到68億美元,2030年為124億美元,年復合增長率預計可達28.14%。

高級別智能駕駛的到來,更智能的汽車需要處理更大量的圖片、視頻等非結構化數據,僅依靠傳統MCU芯片不能滿足運算需求,而AI芯片則可以實現算得快、準、巧。

AI芯片是一輛汽車從“傳統汽車”進化為“智能汽車”的關鍵,它負責着自動駕駛感知、人機交互的計算和處理。集成更多AI單元是智能芯片技術路徑發展的大趨勢。

目前,AI芯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類型數據運算,具有不可替代性;GPU擅長大規模并行計算;FPGA算力較高,适合小規模定制化開發測試;ASIC具有算力最高,能效比優等特點;N-SOC是指在芯片中集成更多的神經網絡單元,以實現快速的CNN(卷積神經網絡)運算。N-SOC并不是一顆完全通用芯片,僅支持少量的算法。

AI芯片通過添加神經網絡單元實現AI運算的更高效。目前市場對未來汽車AI芯片采用通用GPU、FPGA、ASIC芯片方案仍有較大争議,汽車數據處理芯片不斷異構化,通過不斷添加神經網絡單元實現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芯片不斷增加神經網絡單元外,而作為通用GPU的代表供應商英偉達的自動駕駛系列芯片,也通過添加神經網絡單元,以實現對AI處理越來越高效。但總體而言GPU豐富的通用模塊可實現對各種場景的适用性,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固定算法,具有成本/功耗較低等優點,但其針對各種場景的适應性仍較弱。在汽車領域,兩者未來性能、成本等方面會有相互靠近的趨勢。

汽車是國產AI芯片的下一個黃金賽道?

AI 芯片的主要技術路徑,來源:東吳證券研究所

汽車行業或成國產AI芯片的突破點

目前,中國芯片的對外依存度較高,汽車芯片由國外廠商占據主體。我國自主汽車芯片規模僅占全球的4.5%,汽車芯片對外依賴度高達90%。根據中國海關總署的數據,2019年中國的芯片進口額達到3055.5億美元,出口額為1015.8億美元,芯片貿易長期處于逆差狀态。

國外芯片廠商依托在傳統MCU芯片領域建立起來的絕對優勢,依然占據汽車芯片市場的主導地位。國内汽車芯片還處于起步階段。但是汽車AI芯片仍然在國内的利好環境下,看到了屬于自己的光。

產業發展利好

中國的AI產業在AI算法人才、應用場景、數據來源和工業化能力等方面均占據優勢。雖然傳統MCU芯片廠商在AI算法和AI芯片設計方面能力欠缺,但是互聯網巨頭、科技公司、新興車企紛紛聚焦汽車AI芯片領域。在政策和資本利好的情況下,各類芯片“玩家”憑借自身優勢,選擇不同的路徑展開競争,将共同推動汽車AI芯片技術的發展。

消費市場反推

中國是未來智能汽車消費最主要的市場之一。中國汽車消費者對智能汽車的接受度更高,更樂于接受科技創新。相比于全球60%的平均水平,中國有87.5%的消費者将汽車的智能化體驗作為首選。中國消費者對安全、節能、舒适、環保、減輕駕駛負擔、提高交通效率的訴求,将進一步推動廠商加快汽車智能應用的商業化腳步。

除此之外,國家發布的集成電路和人工智能相關政策也為國内的汽車AI芯片產業鋪好了“花路”。

國内企業不負眾望,沖鋒汽車AI芯片市場

在多種利好環境下,有很多頭部國產芯片廠商憑借AI算法與芯片,在汽車AI芯片領域取得了優勢。

地平線

地平線成立于2015年,專注于邊緣端AI芯片,具有領先的人工智能算法和芯片設計能力。地平線戰略聚焦于車規級智能駕駛AI芯片+AIoT邊緣AI芯片的研發和產業落地,對外主要提供解決方案類產品(芯片+軟件算法)。其發布的征程系列芯片主要用于智能駕駛領域,旭日系列芯片主要用于物聯網領域。合作夥伴包括奧迪、博世、長安、比亞迪、上汽、廣汽等國内外的頂級Tier1,OEM廠商。

黑芝麻

成立于2016年的黑芝麻技術叠代飛速。黑芝麻推出的基于A1000芯片的級聯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,算力将達到106TOPS,刷新了國内自動駕駛計算芯片的算力記錄。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,滴滴等網約車平台,以及中科創達等軟件企業展開合作。其中,黑芝麻和一汽紅旗深度綁定,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芯片產品體系。在汽車專用領域,目前昇騰310、昇騰910分別用于汽車端自動駕駛推理和企業雲端訓練,鲲鵬920作為智能駕駛CPU芯片用于通用計算,巴龍5000為5G通信芯片,麒麟710A為座艙域的SoC。

寒武紀

寒武紀專注于人工智能芯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将增加注冊資本1.7億,并在此增資擴股,使其注冊資本上漲為2億元。行歌科技這家子公司最早成立于 2021年1月,主要針對人工智能軟件研發以及基礎資源和技術平台,也是此次寒武紀涉足汽車智能芯片的主體。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,他們分別代表着蔚來汽車、上汽集團、寧德時代等知名品牌。

芯智科技

從成立至今,芯智科技圍繞着車規級AI芯片的研發,全力打造具有完全自主知識產權的車規級AI芯片和端對端人機交互系統。截至目前,公司已與戴姆勒奔馳汽車、馬來西亞寶騰汽車、吉利汽車(吉利,領克品牌),沃爾沃,SMART和Lotus等多家國内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。這也使得眾多汽車芯片廠商紛紛争奪汽車芯片領域的技術優先權。

吉利

吉利發布了首款自研智能座艙芯片SE1000。根據吉利介紹,SE1000是中國第一顆7nm車規級SoC芯片,采用87層電路,集成了88億顆晶體管。SE1000智能座艙芯片将會在2022年開始量產。此外,吉利還有一款自研5nm芯片計劃在2024到2025年推出。此前吉利表示,未來五年将拿出1500億人民币用于技術研發。

結語

芯片廠商逐步布局,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。而芯片和駕駛體驗的深度融合,甚至智能駕駛和整個智慧交通的同步發展,也都應該AI芯片企業需要深度思考的問題。
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