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爱芯元智:AI芯加速汽车智能

近两年,两大事件在汽车行业中引起了不小的波澜,一是端到端模型上车,以特斯拉FSDV12为代表,其安全接管里程达到了100多公里;二是端侧大模型在智能座舱中落地,...

近两年,两大事件在汽车行业中引起了不小的波澜,一是端到端模型上车,以特斯拉FSDV12为代表,其安全接管里程达到了100多公里;二是端侧大模型在智能座舱中落地,从被动式互动变为主动式互动。

2024年11月14日,在第四届汽车芯片产业大会上,爱芯元智市场与生态总监黄惠炜表示,市场有变化就会有机遇。他认为,不论是智能驾驶还是智能座舱,从AI层面而言,用户的需求都是拟人化,如拟人化驾驶、拟人化关怀。

爱芯元智车载事业部在芯片产品布局方面,充分考虑了未来智驾和智舱的感知计算需求,从芯片底层技术上做提前的布局以满足市场需求。爱芯元速坚持技术创新底色,手握两大核心技术:AI-ISP以及混合精度NPU,AI-ISP让系统的传感器接入和处理能力更强;混合精度NPU,原生支持Transformer,并具有可编程的数据流微控制,在应对现阶段车端的感知计算能力方面表现出众。基于这两大核心IP,爱芯元速将不断迭代芯片产品以支持更先进的智驾(ADAS、AD)和舱内计算(CMS/DMS/OMS等)的需求。

爱芯元智市场与生态总监

以下为演讲内容整理:

高速发展的汽车行业,需要创「芯」, 更需要专「芯」

自去年以来,有两个行业发展的新趋势:首先,智驾行业中,以特斯拉FDV12为代表的端到端模型上车,带来了极为流畅的驾驶体验,其安全接管里程超过百公里,这一应用极具吸引力。

其次,智能座舱领域也取得了显著进展。去年至今,已有大模型在智能座舱中落地,实现了从被动互动到主动互动的转变,我们预见这将为行业带来新的变革。

从这两个应用来看,AI芯片市场充满了机遇。汽车智能化由用户驱动,无论是智能驾驶还是智能座舱,用户都期望获得拟人化的体验。在智能驾驶中,用户希望获得超越人类的驾驶感受;在智能座舱中,用户则希望感受到贴心的关怀,如根据语音调节车内温度等。

图源:演讲嘉宾素材

汽车智能与AI紧密相关,主要体现在智能驾驶和舱内感知计算上。智能驾驶从L1到L3的发展过程中,传感器类型、数量不断增加,算法从传统算法到CNN、Transformer等不断演进,对芯片底座的需求也随之变化。同样,智能座舱的发展也经历了从个性化识别到无感交互的过程,传感器和算法同样在不断升级。

从市场数据来看,ADAS系统的装配率和渗透率在快速增长。2022年渗透率还较低,但到2024年已接近50%,市场增量巨大。到2030年,中国的ADAS市场规模将接近3000亿人民币,全球市场更是可能达到万亿规模。

我们进一步分析发现,中国ADAS市场中L2及L2以下的配置占据了50%以上的规模,基数很大,未来中短期内仍有快速增长的空间。而NOA的渗透率已接近10%,标志着其逐渐成熟。一旦成熟,市场将快速发展。有些车厂甚至计划将高阶配置下放,这将产生规模效应,降低成本,同时让系统和算法变得更聪明,增强OEM的竞争力。

L2在中国市场仍有很大的增长空间,而海外市场则拥有更大的规模,增长也会更快。结合当前趋势,可以预见未来一两年将迎来快速增长期。

另外,我们统计了座舱内计算感知相关的几个关键领域:DMS、OMS以及大模型的多模态应用。DMS的增长趋势显著,去年已达到两百多万台的体量,与智驾NOA数据增长相吻合。DMS在国内与NOA相辅相成,既提升驾驶安全,也助力车辆获得五星级评价加分。

图源:演讲嘉宾素材

在中国,许多DMS集成进域控,而海外市场如欧盟,DMS有望成为强标配。欧洲市场迭代速度较慢,域控集成较弱,但仍是高端车配置的重要市场,总量虽不大,但今年有望突破百万规模。多模态应用方面,由于算法模型较新,老旧SoC或系统难以高效支持,特别是传统CNN。因此,海外市场如欧盟的独立体系在多模态领域具有巨大机遇。

这个市场极具吸引力,那么它需要什么样的公司和AI芯片呢?首先,它需要产业链细化、规模足够大的公司,以确保封装测试、管理和供应保障等方面的综合能力。其次,需要极致的专业化团队,具备量产芯片经验和打磨能力。

最后,创新至关重要。半导体行业,特别是汽车半导体行业,创新挑战巨大,迭代速度慢,但若能将创新技术复用到更多、更广的行业,将不易被追赶。

从产品层面看,AI芯片作为汽车端侧芯,需完成两项关键任务:接收数据并处理和进行计算。

传感器接入方面,需根据产品规划和定义确定所需传感器类型和路数,这要求深入理解市场需求。图像解析率和延迟等问题需通过积累和经验解决,编解码能力则有助于构建数据闭环,成为竞争优势。

计算方面,算力是基础,但并非全部。我们更关注应用对应的算力下的能效比、带宽和算子支持能力。能效比与制程相关,需优化架构;算子支持方面,需原生支持常用算法,并具备前瞻性预设,预测未来模型和算子发展。

图源:演讲嘉宾素材

爱芯元智丰富的产品矩阵

爱芯元智是中国芯片百强企业,在芯片规模化出货方面,预计年营收可达5亿,年出货量几千万片;在技术积累上,拥有70多款产品和众多专利,覆盖智能驾驶、智能视觉、智能计算等多个领域。特别是智能视觉行业,我们的产品迭代迅速,一年就能推出几款新品,包括数模混合、高清、高性能SOC等,市场占有率颇高。2023年车载芯片出货数十万片,今年更获得了多家车厂的定点合作。

图源:演讲嘉宾素材

公司还拥有两个重要的自研IP,分别应用于传感器端和计算端。传感器端的AI ISP相比传统产品有AI性能的提升,我们是AI ISP最早落地的厂家之一;计算端的NPU则处于业界领先水平。此外,我们的系统层面设计低功耗,支持codec视频编解码技术,也是自研成果。

从技术层面来看,我们的ISP在图像处理方面表现出色,支持人眼和机器视觉,覆盖场景广泛,如前后视处理、CMS应用等,都能实现低延迟和增强效果。在环视方面,支持500万像素的分辨率和拼接融合,DMS和OMS则支持RGB-IR双光融合。对于大模型应用,我们的芯片能实现RGB内部的3DNR降噪,提升图像效果,助力端侧座舱大模型展示。此外,我们的ISP还具有高对比度HDR、AI降噪算法、去雾图像增强等关键能力,并支持多种传感器样式和动态范围HDR技术。

在NPU方面,我们的芯片在Transformer和CNN计算效能上均优于行业标杆芯片,得益于多核异构和纯精度支持。特别是混合精度量化技术,能降低DDR存储与计算的数据量,提升效能。我们还原生支持Transformer,并具备可编程的数据架构和成熟的存储工具链,为客户提供高性能、低成本、易使用的解决方案。

我们刚才讨论了所需的AI芯片特性及其对应的IP能力,并基于这些自有IP规划了车用产品端,部分产品已量产。左下角两块蓝色区域的芯片即为我们的量产成果。

图源:演讲嘉宾素材

首先,M55H芯片去年已在零跑汽车的ADAS系统中量产,今年也成功应用于广汽的多款车型。它具备8TOPS算力,支持7.6 KDMIPS和视频编解码功能,还有加密引擎。

其次,M76H芯片拥有6TOPS算力和35KDMIPS,支持全时运行,其NPU原生支持Transformer,功耗表现优秀,支持被动散热,功耗低于10瓦。

接下来,我们正在开发两款新芯片:M57和M77。M57是M55的迭代版,内置MCU并增强了功能安全ASIL-B,适合海外市场。M77的算力将更大,支持端到端应用,并会持续优化以提升效能。

我们还规划了两款更大算力的L3、L4级别舱驾一体芯片。

针对每款芯片,我们都制定了相应的应用方案。例如,M55H可用于ADAS一体机和ADC5V域控制器等,可实现分时行泊一体以及座舱内的DMS、CMS应用。双M76H可支持11V域控,单M76H可实现6A、7V域控,支持高速NOA等应用。

在一体机应用方面,M55H支持200万、800万像素接入,外挂MCU,功耗低,制程优秀,系统成本低。它还可支持数据闭环和关键器件国产化替代。M76则支持前视800万、后视260万、周视300万像素接入,实现行车、泊车无缝切换。

在舱内应用方面,我们的芯片支持CMS,双路200万像素60帧接入和输出,端到端时延小于60毫秒。图像效果优秀,特别是在低光照和强光环境下。同时,它还支持BSD、DOW等算法。

对于舱内多模态感知交互,我们的芯片支持2-3路800万像素接入,原生支持Transformer,支持PCIE接口,有成熟NPU。

关于爱芯元速

爱芯元速是爱芯元智车载品牌,公司产品已通过AEC-Q100等认证,并满足ASIL-D开发流程。同时,还拥有信息安全认证。

我们定位为Tier2,为客户提供参考设计、芯片、硬件参考设计以及SDK工具链,助力客户量产。在生态方面,保持开放态度,与众多算法合作伙伴合作。最后,我们的工程落地能力得到了验证。零跑汽车、广汽埃安等多款车型已量产或即将量产我们的芯片。此外,我们还获得了行业的认可,去年ADAS芯片出货量排名第二,并在Canalys评价中获得冠军矩阵的高分。

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