下一代传感器+高算力芯片“抬高”新车配置,市场却还处博弈阶段

化工人 2021-03-23 15:05:42

3月18日,上汽R品牌推出基于R-TECH高能智慧体打造的首款智能车—ES33(代号),并宣布将于2022年下半年全球上市。其中,PP-CEM全栈自研的高阶智驾方案,融合了激光雷达、4D成像雷达、5G-V2X、高精地图以及英伟达最新一代Orin芯片。


其中,激光雷达来自Luminar(1550nm光源、300线、探测距离超过300米),4D成像雷达则来自采埃孚,探测距离超过350米,增加特有的“垂直分辨率”维度,能够探测到140米以外的可乐罐。


搭载的英伟达Orin芯片,上汽官方公布的算力可以得到500-1000+TOPS(硬件可插可换可升级),将搭载至少两颗以上的Orin芯片。


今年以来,从小鹏汽车、长城汽车、蔚来汽车到上汽,高算力芯片(域控)、激光雷达、4D成像雷达已经成为全新一代智能化车型的必选项,并全力备战高级别自动驾驶空白市场。


而在海外市场,本田、丰田(雷克萨斯)、奔驰、宝马也陆续搭载新一代传感器上市新车,冲刺高级别自动驾驶细分赛道。


背后,则是全新零部件供应商阵营的重构,一场传统零部件供应商内部的排位赛,与新供应商的争夺战,也已经悄然打响。


一、激光雷达“博弈”需求规模


不过,这场全新细分市场的争夺战,还需要等待汽车制造商的发力。


高工智能汽车研究院最新监测数据显示,今年1-2月国内新车(自主+合资品牌)上险量为353.4万辆,同比增长72.38%。与2019年同期相比,仅下滑0.5个百分点,市场已经基本恢复到疫情前水平。


而在智能化方面,今年1-2月ADAS(L0-L2)新车搭载上险量达到111.85万辆,前装搭载率为31.65%,同比去年同期增加近2个百分点(但低于去年全年平均值)。与2019年同期相比,ADAS搭载上险量同比接近翻倍。


到目前为止,一线自主品牌都已经上市搭载L2/L2+级自动辅助驾驶功能的新车,但相应的传感器配置以及核心芯片大部分仍为上一代产品组合。


此外,老款车型的智能化经过几年的迭代升级,终端市场销量已经出现瓶颈。同时,部分品牌为了拉动销量,导致去年下半年以来新车ADAS搭载率处于缓慢爬坡阶段。


高工智能汽车研究院监测数据显示,2020年国内新车品牌搭载ADAS上险量前十排名中,除传统三大豪华品牌(奔驰、奥迪、宝马),以及丰田前装标配搭载高于市场平均值,其余6个品牌均低于平均值。


下一代传感器+高算力芯片“抬高”新车配置,市场却还处博弈阶段


而本轮在智能化上“抢眼”的自主品牌,也都以搭载率较低的为主。


以上汽荣威为例,2020年全年新车上险量为33.78万辆,同比2019年下滑21.04%;前装ADAS搭载率方面,2020年该品牌新车仅为7.08%,比2019年增加4个百分点,但仍远远落后于市场平均值(34.49%)。


而同期,整体销量保持稳定的长城汽车,则在智能化,尤其是ADAS方面保持较高的新车配置比例。从2019年开始,ADAS搭载率已经呈现与销量的正向关系。


2020年长城旗下乘用车(哈弗、WEY、欧拉)合计上险量为84.77万辆,同比仅下滑1.1%;其中,ADAS(L0-L2)搭载率为24.19%(高于上汽荣威近17个百分点),L2级ADAS搭载率为12.31%(高于市场平均值0.3个百分点)。


不过,提升智能化,不只是宣传,还需要实打实的兑现。


即便是上汽荣威R标的首款高端纯电SUV,MARVEL R标准版车型(21.98万)在ADAS上被几乎完全阉割,仅留下了环视、倒车雷达、定速巡航等最基础的入门配置。而被该车型视为亮点之一的5G配置,也只是选装包。


而从目前一汽大众披露的纯电动车ID.4 CROZZ车型配置来看,最低配19.99万的车型仍然提供了入门版L2功能(包括带跟停ACC3.0、车道保持)。


数据显示,2020年大众汽车国产车型上险量为260.26万辆,ADAS搭载率32.03%,接近市场平均水平,搭载率较上年同比提升超过10个百分点。


如今,“硬件可插可换可升级,软件可买可卖可定义”成为上汽自主品牌的全新战略。目前唯一值得期待的是,ES33(代号)车型会不会采取类似特斯拉的硬件预埋策略。

下一代传感器+高算力芯片“抬高”新车配置,市场却还处博弈阶段

此前,小鹏P7车型就是采取了两套新老方案并行的策略。“硬件全系预埋,需要考虑的因素比较多,包括全套硬件的成本,对市场的高预期以及软件的吸引力。”行业人士表示。


以激光雷达为例,此前Innoviz发布消息,公司全新研发的下一代激光雷达InnovizTwo将瞄准L2/L2+市场,今年第三季度开始交付样品,2023年秋季完成批量生产。


与InnovizOne相比,InnovizTwo的成本将降低70%以上,“对于L2/L2+来说。门槛要低得多,400到500美元是临界点。”从该公司的这番表态来看,InnovizOne的成本不菲,估计在1000-1500美元上下。


而从一个角度来说,迈过量产门槛的激光雷达公司,下一步需要考虑的就是出货规模了。“过去,汽车制造商愿意为激光雷达支付高昂成本,主要用于豪华品牌车型的L3系统。”上述人士坦言。


比如,Luminar公司推出的Iris(全栈激光雷达软硬件平台),一种是更先进的版本,支持高速公路自动驾驶;另一种是更便宜的ADAS版本,提供紧急制动和转向等自动辅助驾驶功能。


事实上,越接近量产,各家公司的市场策略和对应的产品线规划也会更为明确。“激光雷达基本上会沿着毫米波雷达的发展路线,从中短距到远距离,从满足基本分辨率要求到更高性能。”


不过,对于激光雷达初创公司来说,好的迹象是,传统Tier1并没有在激光雷达上占据技术和市场领先的优势,比如,大陆集团在量产短距Flash激光雷达后,便选择参股激光雷达公司AEye助攻长距激光雷达市场。


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二、4D成像雷达快于预期


摄像头方面,800万高图像分辨率摄像头、超过120度的广角视场已经成为新车型高端标配;而在毫米波雷达方面,4D成像雷达也将在今年进入量产周期。


在这个细分领域,同样云集一大批初创公司。自研芯片、全新的天线结构、超材料以及软件“虚拟”技术等多条赛道并行发展。不过,此前,业内对于4D成像雷达何时达到量产水平,一直持有质疑的态度。


直到去年9月,全球毫米波雷达主要供应商——大陆集团宣布首款4D成像雷达(ARS540)计划于今年开启量产。此后,毫米波雷达芯片供应商NXP宣布推出全新一代面向4D成像的量产芯片方案。


和激光雷达相比,目前4D成像雷达除了傲酷雷达、Arbe Robotics等少数几家初创公司已经突围进入前装量产阶段,大陆、安波福、采埃孚以及博世等传统零部件巨头都已经“下场”。


搭载于上汽车型的采埃孚4D雷达,尺寸约为10x10厘米,安装在车辆前保险杠,探测距离超过300米,拥有192个接收通道,是传统雷达的16倍,在每个测量周期有几千个数据点,而传统雷达只有几百个。


按照4D成像雷达的基本特性,能够形成三维可视化环境(其中,仰角是对传统雷达最大的改进之一),此外,高分辨率甚至可以区分与车辆距离相同、以相同相对速度移动的物体,以及前方静止和横向移动物体。


同时,高密度数据点,提供了更多关于物体形状的详细信息。以采埃孚为例,4D成像雷达可以从行人身上接收大约10个数据点,而不是以前只有1或2个点,使系统能够更准确地区分人和静态物体。


随着数据点数量的增加和更好的分布,该系统甚至能够通过测量点的移动速度来定义单个肢体的运动,这意味着传感器可以看到行人的移动方向。


和激光雷达相比,4D成像雷达可以在低成本要求下(目前,1R+2R,1R+4R的配置已经是主流趋势,相比激光雷达,成本增加相对可控),更好的帮助L2+/L3自动驾驶系统实现感知冗余以及与摄像头的融合感知。


此外,由于和传统2D雷达有相似性,4D成像雷达可以更快速针对现有的感知算法、模型进行调整,缩短工程开发及验证时间,加快新车型的上市时间。


在资本市场方面,和激光雷达一样,几家4D毫米波雷达公司也将陆续通过美股SPAC借壳上市,Arbe Robotics可能是第一家,预计合并后上市前估值达到7.23亿美元。


目前,Arbe Robotics的专用芯片组基于格芯的22FDX技术,和博世的下一代雷达方案相同。而傲酷雷达则采用市面上的主流毫米波雷达芯片,加载独有的AI算法驱动的虚拟孔径成像软件。


今年1月底,大陆集团及大众中国前CEO诺伊曼博士正式加入傲酷董事会。截至目前,该公司已经与通用汽车、戴姆勒、吉利、长城汽车、海拉、松下、摩比斯等多家国内外车企、Tier1及自动驾驶公司等展开深度合作。


该公司最新推出的EAGLE前向雷达,是全球最高角分辨率的商用4D成像雷达,可在120°水平/30°纵向的宽视场中提供0.5°水平x 1°纵向的角分辨率。同时,可生成每秒几万点的雷达点云图像,跟踪350米以上的目标。


FALCON角雷达则是世界上最小巧的4D成像雷达,以小于身份证大小的6cm x 7cm外壳尺寸提供高角分辨率性能,基于单芯片(3T4R)方案低功耗,低成本的硬件平台上,功耗不到2.5W。


按照该公司的说法,4D成像雷达量产成本接近传统毫米波雷达,性能方面却能媲美激光雷达,更能符合现阶段各个细分应用场景、高阶自动驾驶对高性能雷达的规模化量产成本要求。

下一代传感器+高算力芯片“抬高”新车配置,市场却还处博弈阶段

三、高算力芯片的市场走向


高算力芯片,是高级别自动驾驶的必选项。目前,首批亮相上市车型基本上以英伟达、Mobileye、高通三家方案为主。同时,包括地平线在内的多家中国智能汽车芯片公司也已经披露项目合作计划。


随着芯片巨头在下一代集中式域控制架构领域占据先机(OEM转向与芯片厂商直接合作,一部分OEM甚至自主研发域控制器),包括博世、大陆在内的传统一级汽车零部件制造商也想要守住市场地位。


近日,Recogni公司宣布成功完成了4890万美元的B轮融资,包括博世、大陆两家传统Tier1参与投资。短期目标是量产用于L2自动辅助驾驶,同时开始针对L3/L4进行研发。


Recogni公司也不是博世投资的唯一一家AI芯片公司,三年前博世和宝马一起投资了一家成立仅两年时间的公司(Graphcore),两家公司合计投资了2亿美元。目前,该公司的最新估值为27.7亿美元。


按照Graphcore公司的说法,AI芯片的新进入者“胜出”的机会在于计算2.0革命,相比较而言,现在行业内更多探讨的是软件2.0(基于传统芯片架构的优化)。


目前,在产品研发上,作为全球首家基于深度学习技术的汽车智能芯片创业公司,地平线已经形成覆盖从L2到L3级别的“智能驾驶+智能座舱”芯片方案的完整产品布局。按照官方数据已实现超过16万片的芯片前装出货。


这家公司在去年和长安汽车合作首款大规模量产搭载的前装量产AI芯片之后,又陆续拿到了广汽、长城、上汽的战略投资和定制化芯片的合作项目。


在产品合作层面,地平线将基于车企的需求,开放由“芯片+算法+工具链”构成的智能汽车基础技术平台,包括智能驾驶AI处理器、自动驾驶计算平台、视觉感知算法、多模态交互、地图众包和定位等。


地平线表示,下一代面向高级自动驾驶的芯片征程5已于今年2月底成功tapeout送往台积电流片。征程5单芯片达到96 TOPS的AI算力,支持16路摄像头,组成的自动驾驶计算平台具备192-384 TOPS算力,可支持L3-L4级自动驾驶。


在性能方面,征程5比前几代芯片提升了几个数量级,相应设计的复杂度和难度也大幅提升,并且征程5按照ASIL B(D)打造,应用满足汽车行业最严苛的功能安全要求。


按照计划,基于征程5,地平线将会在今年向客户交付一个性能出众,软硬件方案完备的上车方案。下一步,还会推出性能更为强劲的汽车智能芯片征程6(Journey 6),采用车规级7nm工艺,AI算力超过400TOPS。


此外,考虑到自主品牌未来在车型智能化上需要寻求差异化入围,上游芯片供应商的选择至关重要。而一直以来,国内自主品牌在进口芯片的采用上,一直受制于外资车企的约束,很难第一时间拿到最新一代产品方案。


在这一点上,此前上汽、广汽、长城汽车、比亚迪等国内一线自主品牌龙头企业先后参与地平线的战略投资可以看出一些端倪。同时,当下全球汽车行业遭遇的“缺芯潮”,也在推动未来汽车高算力芯片的市场格局变化。


接下来,汽车制造商、一级供应商、半导体供应商及其代工厂之间调整产能和采购模式已经成为大概率事件。比如,大陆集团去年与地平线正式签署合作备忘录,将以中国市场为重点,在ADAS和高等级自动驾驶领域展开深度合作。


此外,汽车制造商也在寻求更深度的定制化方案。高工智能汽车研究院判断,未来在芯片的合作模式上,汽车制造商会采取类似动力电池的合作模式,通过参股投资以及战略绑定等多种方式。


以上汽与地平线合作为例,后者将基于上汽乘用车的多元化需求,提供基于征程2、征程3和征程5全系列芯片的汽车智能芯片的完整智能驾驶解决方案。


未来,双方拟以智能域控制器和自动驾驶系统为切入点继续深化合作,围绕地平线未来的高等级自动驾驶芯片双方将成立联合团队,共同打造面向量产可落地的对标特斯拉FSD的下一代智驾域控制器和系统方案。


芯擎科技是吉利控股集团投资的浙江亿咖通科技有限公司和安谋中国公司等共同出资成立的汽车芯片公司,首款7nm车规级芯片将于今年流片,未来将率先搭载在吉利旗下车型当中。


背靠吉利汽车的大规模应用导入以及ARM的支持,未来,除了智能座舱芯片之外,芯擎科技还将提供自动驾驶芯片、车载中央计算芯片、中央网关处理器等。


可以预见,随着国内一线自主品牌陆续披露在芯片层面的战略部署,目前以英伟达、Mobileye、高通为主的方案选择将面临多元化的重构。

来源:高工智能汽车

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