兩年前,佐思產研撰寫了《2016年 ADAS與自動駕駛產業鏈報告》,細分為三份報告,合計約500頁。隨著汽車行業的發展,自動駕駛產業的壯大,今年我們更新這份報告時,不得不大幅擴充為七份報告,合計約1200頁。
這七份產業鏈報告是:
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——計算平臺與系統架構篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——主機廠與系統集成商篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——汽車視覺產業篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——汽車雷達產業篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——低速自動駕駛產業篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——商用車自動駕駛產業篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——自動駕駛初創企業篇》
《2018 ADAS與自動駕駛產業鏈研究——計算平臺與系統架構篇》共158頁,包括七部分內容:
ADAS與自動駕駛簡介
ADAS與自動駕駛市場預測
國內車廠ADAS與自動駕駛策略,包括吉利、通用、上汽、東風、長城、廣汽、長安、蔚來、小鵬、拜騰等廠家
ADAS與自動駕駛軟件架構,包括Autosar經典與自適應、ROS 2.0與QNX
ADAS與自動駕駛硬件架構,包括車載以太網、TSN、以太交換與網關、域控制器
ADAS和自動駕駛安全認證,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、安霸、英飛凌和ARM等
根據佐思產研的研究,2017年中國ADAS與自動駕駛市場規模約為59億元,到2021年預計能達到426億元,年均增長率約為67%。
最先起步的細分市場是汽車視覺、毫米波雷達、ADAS系統,其中毫米波雷達市場的規模和增速均讓人驚訝。緊接著是低速自動駕駛,而激光雷達、商用車自動駕駛、乘用車自動駕駛的市場放大將相對滯后。
汽車進入ADAS與自動駕駛時代后,產品迭代速度急速增加,而汽車市場遠不及消費類電子市場廣闊,但設計難度、設計與生產成本都高于消費類電子市場,加上產品迭代速度大增,產品生命周期縮短,汽車ADAS與自動駕駛處理器風險大大增加,必須有足夠的財力和人力來支持開發汽車ADAS與自動駕駛處理器,全球范圍內僅有NXP和瑞薩等極少數幾家企業能開發全系列ADAS與自動駕駛處理器。
安全認證方面,自動駕駛芯片都至少要求ASIL B級水準。目前能達到ASIL B級安全認證的自動駕駛處理器只有瑞薩R-CAR H3等。GPU是通用型設計,而非汽車專用設計,從設計出發點就很難達到ISO26262認證的安全等級。ASIL的認證周期長達2-4年。
雙目的可靠性、準確度、功能性遠在單目之上,但是由于雙目必須使用FPGA,造價高。成本限制雙目只能用在豪華車領域,隨著瑞薩和NXP硬核雙目處理器的出現,雙目將大量出現在ADAS與自動駕駛領域,從豪華車走向中檔車。
隨著傳輸數據的暴增,車載以太網將成為未來汽車的標準配置,而自動駕駛則離不開以太網關或以太交換機。
Autosar將成為ADAS與自動駕駛領域的標準配置。
典型無人駕駛框架
CNN/DNN圖形類機器學習,數據和順序無關,GPU是最合適的,特別是在性價比方面,英偉達的GPU可用于汽車之外的多個領域,出貨量遠比汽車專用的ASIC要高,性價比優勢十分明顯。TPU以降低運算精度來提升速度,并降低功耗,功耗只有GPU的10%。
RNN/LSTM/強化學習有關順序類的機器學習,FPGA具備明顯優勢,尤其是功耗方面,同樣性能下FPGA不到GPU的1/5。但FPGA缺乏性價比,高性能的FPGA成本很高。FPGA也可以處理圖形類機器學習,可以降低精度來提升性能。
ASIC性能與功耗比最好,但開發周期長,開發成本最高,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),要么單價很高,要么廠家虧損。大部分深度學習圖形類機器學習ASIC都近似TPU。
車載領域,功耗、性價比都是關鍵因素,圖形類機器學習,GPU是毫無疑問的贏家。但隨著算法的不斷改進,對運算精度要求越來越低,FPGA的低功耗使得在圖形類機器學習領域也有一席之地。順序類機器學習,FPGA具備壓倒性優勢。
自動駕駛可以分為兩種類型,一種是Waymo為代表,已經解決了環境感知領域內的大部分問題,精力主要放在行為決策上,計算架構是CPU+FPGA,一般都是英特爾至強12核以上CPU加Altera或Xilinx的FPGA。另一種以Mobileye為代表,還未解決環境感知的全部問題,精力主要在環境感知上,計算架構是CPU+GPU/ASIC。
展望未來,短期內CPU+GPU會是主流,但長期來看CPU+FPGA/ASIC可能會是主流,主要是算法的改進和傳感器特別是激光雷達性能的提升,對圖形類運算精度可以持續降低,這對FPGA很有利,而GPU的功耗很難下降。FPGA更容易達到車規級要求。
芯片代工領域,臺積電拿下所有的7納米訂單,包括獨家供應蘋果的A12,這也是臺積電首次超越英特爾成為半導體制造工藝最先進的廠家,像人工智能自動駕駛類強調運算能力的數字類邏輯芯片,先進工藝是必須采用的。
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原文標題:七份ADAS自動駕駛產業鏈報告之(一):計算平臺與系統架構
文章出處:【微信號:zuosiqiche,微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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