2018ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——計(jì)算平臺(tái)與系統(tǒng)架構(gòu)篇

兩年前，佐思產(chǎn)研撰寫(xiě)了《2016年 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈報(bào)告》，細(xì)分為三份報(bào)告，合計(jì)約500頁(yè)。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的壯大，今年我們更新這份報(bào)告時(shí)，不得不大幅擴(kuò)充為七份報(bào)告，合計(jì)約1200頁(yè)。

這七份產(chǎn)業(yè)鏈報(bào)告是：

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——計(jì)算平臺(tái)與系統(tǒng)架構(gòu)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——主機(jī)廠與系統(tǒng)集成商篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——汽車視覺(jué)產(chǎn)業(yè)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)業(yè)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——低速自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——商用車自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)篇》

《2018 ADAS與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈研究——計(jì)算平臺(tái)與系統(tǒng)架構(gòu)篇》共158頁(yè)，包括七部分內(nèi)容：

ADAS與自動(dòng)駕駛簡(jiǎn)介

ADAS與自動(dòng)駕駛市場(chǎng)預(yù)測(cè)

國(guó)內(nèi)車廠ADAS與自動(dòng)駕駛策略，包括吉利、通用、上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)城、廣汽、長(zhǎng)安、蔚來(lái)、小鵬、拜騰等廠家

ADAS與自動(dòng)駕駛軟件架構(gòu)，包括Autosar經(jīng)典與自適應(yīng)、ROS 2.0與QNX

ADAS與自動(dòng)駕駛硬件架構(gòu)，包括車載以太網(wǎng)、TSN、以太交換與網(wǎng)關(guān)、域控制器

ADAS和自動(dòng)駕駛安全認(rèn)證，包括ISO26262、AEC-Q100

處理器廠家研究，包括NXP、瑞薩、德州儀器、Mobileye、英偉達(dá)、安霸、英飛凌和ARM等

根據(jù)佐思產(chǎn)研的研究，2017年中國(guó)ADAS與自動(dòng)駕駛市場(chǎng)規(guī)模約為59億元，到2021年預(yù)計(jì)能達(dá)到426億元，年均增長(zhǎng)率約為67%。

最先起步的細(xì)分市場(chǎng)是汽車視覺(jué)、毫米波雷達(dá)、ADAS系統(tǒng)，其中毫米波雷達(dá)市場(chǎng)的規(guī)模和增速均讓人驚訝。緊接著是低速自動(dòng)駕駛，而激光雷達(dá)、商用車自動(dòng)駕駛、乘用車自動(dòng)駕駛的市場(chǎng)放大將相對(duì)滯后。

汽車進(jìn)入ADAS與自動(dòng)駕駛時(shí)代后，產(chǎn)品迭代速度急速增加，而汽車市場(chǎng)遠(yuǎn)不及消費(fèi)類電子市場(chǎng)廣闊，但設(shè)計(jì)難度、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本都高于消費(fèi)類電子市場(chǎng)，加上產(chǎn)品迭代速度大增，產(chǎn)品生命周期縮短，汽車ADAS與自動(dòng)駕駛處理器風(fēng)險(xiǎn)大大增加，必須有足夠的財(cái)力和人力來(lái)支持開(kāi)發(fā)汽車ADAS與自動(dòng)駕駛處理器，全球范圍內(nèi)僅有NXP和瑞薩等極少數(shù)幾家企業(yè)能開(kāi)發(fā)全系列ADAS與自動(dòng)駕駛處理器。

安全認(rèn)證方面，自動(dòng)駕駛芯片都至少要求ASIL B級(jí)水準(zhǔn)。目前能達(dá)到ASIL B級(jí)安全認(rèn)證的自動(dòng)駕駛處理器只有瑞薩R-CAR H3等。GPU是通用型設(shè)計(jì)，而非汽車專用設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)就很難達(dá)到ISO26262認(rèn)證的安全等級(jí)。ASIL的認(rèn)證周期長(zhǎng)達(dá)2-4年。

雙目的可靠性、準(zhǔn)確度、功能性遠(yuǎn)在單目之上，但是由于雙目必須使用FPGA，造價(jià)高。成本限制雙目只能用在豪華車領(lǐng)域，隨著瑞薩和NXP硬核雙目處理器的出現(xiàn)，雙目將大量出現(xiàn)在ADAS與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，從豪華車走向中檔車。

隨著傳輸數(shù)據(jù)的暴增，車載以太網(wǎng)將成為未來(lái)汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，而自動(dòng)駕駛則離不開(kāi)以太網(wǎng)關(guān)或以太交換機(jī)。

Autosar將成為ADAS與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)配置。

典型無(wú)人駕駛框架

CNN/DNN圖形類機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)和順序無(wú)關(guān)，GPU是最合適的，特別是在性價(jià)比方面，英偉達(dá)的GPU可用于汽車之外的多個(gè)領(lǐng)域，出貨量遠(yuǎn)比汽車專用的ASIC要高，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)十分明顯。TPU以降低運(yùn)算精度來(lái)提升速度，并降低功耗，功耗只有GPU的10%。

RNN/LSTM/強(qiáng)化學(xué)習(xí)有關(guān)順序類的機(jī)器學(xué)習(xí)，F(xiàn)PGA具備明顯優(yōu)勢(shì)，尤其是功耗方面，同樣性能下FPGA不到GPU的1/5。但FPGA缺乏性價(jià)比，高性能的FPGA成本很高。FPGA也可以處理圖形類機(jī)器學(xué)習(xí)，可以降低精度來(lái)提升性能。

ASIC性能與功耗比最好，但開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本最高，靈活性最差，如果出貨量低的話（如果采用7納米工藝，最低也要每年1.2億的出貨量），要么單價(jià)很高，要么廠家虧損。大部分深度學(xué)習(xí)圖形類機(jī)器學(xué)習(xí)ASIC都近似TPU。

車載領(lǐng)域，功耗、性價(jià)比都是關(guān)鍵因素，圖形類機(jī)器學(xué)習(xí)，GPU是毫無(wú)疑問(wèn)的贏家。但隨著算法的不斷改進(jìn)，對(duì)運(yùn)算精度要求越來(lái)越低，F(xiàn)PGA的低功耗使得在圖形類機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域也有一席之地。順序類機(jī)器學(xué)習(xí)，F(xiàn)PGA具備壓倒性優(yōu)勢(shì)。

自動(dòng)駕駛可以分為兩種類型，一種是Waymo為代表，已經(jīng)解決了環(huán)境感知領(lǐng)域內(nèi)的大部分問(wèn)題，精力主要放在行為決策上，計(jì)算架構(gòu)是CPU+FPGA，一般都是英特爾至強(qiáng)12核以上CPU加Altera或Xilinx的FPGA。另一種以Mobileye為代表，還未解決環(huán)境感知的全部問(wèn)題，精力主要在環(huán)境感知上，計(jì)算架構(gòu)是CPU+GPU/ASIC。

展望未來(lái)，短期內(nèi)CPU+GPU會(huì)是主流，但長(zhǎng)期來(lái)看CPU+FPGA/ASIC可能會(huì)是主流，主要是算法的改進(jìn)和傳感器特別是激光雷達(dá)性能的提升，對(duì)圖形類運(yùn)算精度可以持續(xù)降低，這對(duì)FPGA很有利，而GPU的功耗很難下降。FPGA更容易達(dá)到車規(guī)級(jí)要求。

芯片代工領(lǐng)域，臺(tái)積電拿下所有的7納米訂單，包括獨(dú)家供應(yīng)蘋(píng)果的A12，這也是臺(tái)積電首次超越英特爾成為半導(dǎo)體制造工藝最先進(jìn)的廠家，像人工智能自動(dòng)駕駛類強(qiáng)調(diào)運(yùn)算能力的數(shù)字類邏輯芯片，先進(jìn)工藝是必須采用的。