贡晓丽

5月9日，地平线官方宣布，其第三代车规级产品，面向L4级自动辅助驾驶的征程5系列芯片，提前一次性流片成功并且顺利点亮。

根据地平线公布的数据，征程5系列芯片算力为96TOPS，功耗为20W，能效比4.8TOPS/W。

这枚中国企业自研的自动驾驶芯片到底什么水平，能和英伟达、特斯拉相提并论吗？

核心性能看算力和能效比

自动驾驶芯片，是智能电动汽车的核心器件。

汽车电子电气架构，正在按分布式-域集中-中央集中的路径演化。

大众的MEB平台

比如大众的MEB平台，就将过去几十个ECU的功能，集成到了三大域控制器中，其中之一就是负责支持ADAS（高级驾驶辅助系统）的自动驾驶域。

自动驾驶芯片，就是自动驾驶域控制器，是一辆汽车实现ADAS功能的关键。

自动驾驶芯片的核心性能指标是算力和能效比。

自动辅助驾驶，需要通过决策层、感知层、执行层实现。

使用激光雷达的车辆在进行自动驾驶测试

系统会通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等传感器采集车辆和环境信息，然后依据信息替代人类作出驾驶决策，精准实现类似加速、制动和转向等驾驶动作。

而自动辅助驾驶的级别越高，需要采集的信息精度越高、数据量就越多，就越依赖更高的算力支撑。

主要的算力单位就是TOPS，1 TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作。

通常，业内认为实现L2级自动辅助驾驶需要的算力在10TOPS以下，L3级需要30-60TOPS，L4级需要超过300TOPS，L5级需要超过1000TOPS甚至4000+TOPS。

搭载英伟达自动驾驶芯片的汽车进行测试

除了拥有强大的算力，一枚优秀的自动驾驶芯片还必须兼顾能效比。

能效比越高，意味着芯片的功耗越低，而功耗水平直接影响芯片的可靠性。

低功耗芯片发热量低，在车载高温环境下升温更低，有助于芯片模组的散热与高性能稳定运行，反之，高功耗芯片在高温环境下会大大增加漏电流，甚至可能导致芯片烧毁。

可以说，功耗水平是芯片可靠性的基础，而先进制程，则是降低功耗最重要的方法。

自主芯片综合性能不输国外巨头

根据地平线公布的数据，征程5系列芯片算力为96TOPS，功耗为20W，能效比4.8TOPS/W。

征程5实物图

目前，真正进入大规模量产车市场的自动驾驶芯片也就三家，分别是英伟达、Mobileye及特斯拉，征程5的性能和这三家比怎么样呢？

目前，所有量产车中搭载的最高算力方案来自特斯拉。

行驶中的特斯拉

特斯拉在2019年发布的FSD（完全自动驾驶能力）芯片，采用16nm制程工艺，单颗算力72TOPS，功耗36W，能效比为2TOPS/W。

无论算力还是能效比，FSD芯片都已被征程5超越。

英伟达自动驾驶芯片Xavier

英伟达的主要产品，是2017年推出的12nm自动驾驶芯片Xavier，算力为30TOPS，功耗为30W，主要搭载在小鹏P7及沃尔沃、奔驰、丰田的一些车型上。

对比各项关键指标，征程5对Xavier实现了全面碾压。

当然，英伟达还有7nm自动驾驶芯片Orin，号称可以在45W功耗的基础上实现254TOPS算力，不过要到明年才能量产，将搭载在蔚来ET7、理想X01、智己L7、上汽R ES33等车型上。

理想汽车将在2022年采用英伟达自动驾驶智能芯片ORIN，图为签约仪式现场

另外，英伟达还在研发下一代自动驾驶芯片Altan，单颗芯片算力达到1000TOPS，但是至少要到2025年才会量产。

Mobileye当前主流产品是Eye Q3和Eye Q4，包括小鹏G3、蔚来ES6/ES8/EC6、广汽埃安Aion LX都搭载了Eye Q4芯片，算力只有2.5TOPS，功耗为3W。

极氪001将搭载Mobileye第五代ADAS视觉处理器Eye Q5，图为极氪001发布现场

此外，Mobileye还有7nm自动驾驶芯片Eye Q5，高算力版算力为24TOPS，功耗为10W，将搭载在宝马iX和极氪001上。

由此可见，对比国外三大巨头，征程5的核心指标不仅不差，甚至还有超越。

赶超英伟达Orin的任务，则将由征程6来完成，这款自动驾驶芯片的规划算力为400TOPS，将采用7nm制程工艺，预计2024年实现量产。

地平线剑指三分天下

随着征程5系列芯片的推出，地平线的自动驾驶芯片方案也覆盖了L2到L4全场景。

2019年8月，地平线就推出了第一代车规级芯片征程2，2020年9月又推出第二代车规级芯片征程3，这些芯片已在长安、奇瑞等多家车企的车型上实现量产。

征程2

征程3

其实，征程3的性能就已经不输大厂芯片，算力5 TOPS，功耗仅为2.5W，完全超越了Mobileye Eye Q4。

截至2020年年底，地平线芯片出货量已达16万片。

地平线NaviNet视觉定位与建图解决方案展示

上海车展上，广汽、奇瑞、东风岚图、上汽智己、江淮、理想等主机厂，还有Tier 1领域的大陆、亚太股份、东软睿驰、ADAYO华阳、德赛西威、韦尔股份……纷纷与地平线牵手合作。

上汽集团、比亚迪、长城汽车和宁德时代也纷纷投资入股与地平线结盟。

今年2月，地平线完成9亿美元C轮融资，超出预定目标。

搭载征程3芯片的车辆自动泊车演示

地平线宣布会将融资用于加速新一代L4/L5级汽车智能芯片的研发和商业化进程，以及建设开放共赢的合作伙伴生态。

地平线创始人余凯的目标是，到2025年，在全球汽车智能芯片市场上拿到30%的市场占有率，与英伟达、Mobileye实现“三分天下”。

华为、零跑的芯片也来了

随着中国智能电动汽车产业的发展，还有大量中国企业，正在像地平线一样突破芯片桎梏。

上海车展前，北汽极狐阿尔法S展现自动驾驶能力的视频刷爆网络。

阿尔法S搭载的便是华为定制开发的MDC（智能驾驶计算平台）Pro 610，MDC Pro 610的总算力高达400+TOPS。

和英伟达不同，华为卖得不是自动驾驶芯片，而是包括自动驾驶芯片、操作系统、算法、传感器方案、开发工具链在内的全栈式解决方案。

去年2月，华为MDC就通过了ISO 26262功能安全认证，是全球首个获得这项车规级认证的智能驾驶计算平台。

华为MDC平台

除了极狐阿尔法S，MDC Pro 610还会搭载在长安跟华为合作的量产车上。

MDC Pro 610使用的自动驾驶芯片，其实是华为2018年发布的昇腾310，12nm制程，算力16TOPS，功耗8W。

因此，我们看到MDC Pro 610有400+TOPS的算力，其实是整个平台的总算力，具体用了多少块昇腾310芯片还不得而知。

华为面临的挑战在于，因为受到美国制裁，MDC Pro 610所用的昇腾310芯片完全依赖于库存备货，其实无法放开供应。

此外，竞争对手可以通过更先进的制程不断降低芯片功耗，华为空有7nm制程SoC的丰富设计经验，却只能望尘莫及。

因此，华为自动驾驶最后能不能成，取决于能不能尽快找到代工12nm及以下制程的晶圆代工厂。

芯片性能的制约，也是华为只卖全栈式解决方案的一个重要原因。

自动驾驶芯片的算力和TOPS数值，都只是一个理论上限，整个硬件系统的真实值，更多取决于内部SRAM、外部DRAM、指令集和模型优化程度，最糟糕的情况下，真实值会是理论值的1/10算力甚至更低。

整套自动辅助驾驶方案的效果，硬件之外还要取决于跟软件算法的配合，需要专为自动驾驶需求和场景打造的高效算法，而华为在算法方面其实有深厚的功力。

除了地平线和华为这样的供应商，目前国内也有一些主机厂专注于研发自动驾驶芯片。

比如背靠安防巨头大华的零跑，其自主研发的自动驾驶芯片凌芯01，核心CPU使用的是阿里巴巴平头哥的玄铁C860，具备完全的自主知识产权。

单颗凌芯01，算力可达4.2TOPs，是Mobileye Q4的两倍，这款芯片将搭载在今年4季度交付的零跑C11上。

蓬勃发展的智能电车产业，正在创造中国半导体产业终结缺芯之痛的历史契机。

参考资料：

地平线HorizonRobotics:征程5来了！

第一电动：地平线开启整车智能之战：首秀NOA方案，征程5芯片今年内发布

EET：地平线征程5芯片将量产上市(附:常见自动驾驶核心芯片方案供应商)

品车界：继特斯拉、英伟达与Mobileye后，实现自动驾驶芯片量产的竟是零跑

爱卡汽车:解读地平线AI芯片：一芯多用的全能选手

智能车参考：地平线征程5提前流片成功！L4级自动驾驶国产芯来了，打破特斯拉英伟达垄断

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