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半导体辅助自动驾驶汽车计算芯片:硬件和软件的合作比硬件参数更重要，硬件参数不仅是人工智能，也是SoC 汽车的电子电气结构是一个庞大而复杂的系统，其中计算芯片承担自动驾驶仪/自动驾驶仪、智能驾驶舱、动力/底盘、车身控制、信息通信等领域的计算任务 人工智能所需的神经网络加速单元主要用于自动驾驶仪/自动驾驶仪领域服务。 除了人工智能

，汽车计算芯片还需要驱动汽车机器的显示单元(GPU)，处理电源/底盘、车身控制、信息通信等其他领域的控制信号(中央处理器)。 因此，汽车计算芯片通常采用片上系统(SoC)的形式，是集成人工智能、中央处理器、图形处理器、互联网服务提供商、数字信号处理器等多个计算单元的异构计算系统

硬件/软件协同比硬件参数更重要 汽车计算芯片中专用人工智能硬件的设计相对简单。在实践层面上，它离不开软硬件的良好配合。 目前，盲目积累硬件参数的狂热时期已经过去。汽车计算芯片能否实现良好的软硬件协作，真正实现汽车自动驾驶是最关键的评价指标。 我们认为，汽车计算芯片按需求确定算法，按算法定义硬件可能是一种合理的设计思路。

汽车计算芯片市场进入商业能力竞争的新阶段 随着高级自驾泡沫的逐渐破灭，汽车计算芯片市场也进入了商业能力的竞争阶段。 与此同时，华为的加入和特斯拉自主开发的芯片也给Avida和Horizon等原创玩家带来了更多压力 在商业能力的竞争阶段，除了硬件性能之外，还强调了支持软件和客户服务能力的重要性。 竞争模式是不确定的。新玩家从高能效和软硬件结合的方向挑战英伟达。新玩家从高能效和软硬件结合的方向挑战英伟达 由于其广阔的市场前景，汽车计算芯片吸引了许多行业的玩家加入竞争，包括汽车行业的特斯拉(Tesla)、信通技术行业的华为(Huawei)和初创公司horizon robot。 我们认为汽车计算芯片很难同时具备高能效和灵活性，而Avida选择了高灵活性，其Xavier SoC产品拥有广泛的客户，因此必然会在性能和能效上做出妥协。 我们观察到，汽车计算芯片的新玩家主要从两个方向挑战Avida:

高能效:华为拥有强大的芯片研发能力和工程能力，并选择了高能效的方向挑战Avida 软硬件结合:1)特斯拉，作为自主开发的自动驱动芯片制造商，可以根据自己的算法要求高度定制芯片；2) Horizon充分发挥了公司的算法专长，开发了软硬件相结合的深度自适应自动驱动算法计算芯片，提供了完善灵活的定制部署工具。

企业基于自身优势设计芯片架构 特斯拉，作为一只纯视觉自动驾驶仪的绵羊，它的自动驾驶仪方案主要是基于深层神经网络，因此在有限状态机中NPU的面积比例和用于处理神经网络算法的计算单元的面积比例高达70% 在Avida的Xavier SoC中，GPU的面积大于深度学习和视觉的面积。 在莫比耶的自主驾驶解决方案中，变异系数算法的应用多于深入学习。因此，在莫比耶给出的EyeQ5设计架构图中，计算机视觉是其中的一部分。

互联网连接为自动驾驶5G提供技术支持 为了实现这一目标，智能和网络化已经成为汽车电子技术的两大发展方向。 其中，智能一直是汽车发展的方向。随着半导体、算法等技术的发展，它不断发展。网络化强调汽车网络化的概念，促进汽车与环境之间的信息交互。特别是在4G、4G V2X、5G和人工智能技术的支持下，信息的实时性和丰富性将大大提高

现有自动驾驶解决方案主要通过融合激光雷达、毫米波雷达、摄像机等信息实现人工智能自动控制驾驶 然而，现有自动驾驶解决方案收集的数据都是非遮挡数据，并且具有方向性等限制。 与V2X相比，V2X具有以下优势:

1)它可以通过一套系统提供360度周边车辆信息，同时获得其他状态信息(如转向、速度等)。)除了车辆方向之外，其可以与其他传感器信息融合以增强算法的鲁棒性。

2)可以提供非视线信息，在转弯等盲区可以提供非冗余的有价值数据。 3)可以提供非实时信息 V2X可以将道路信息作为缓存发送到道路周围的基础设施，当周围的车辆经过时可以获得缓存信息。 4)汽车终点站单价低，适合各类商用车、乘用车、摩托车等的推广。 因此，V2X在自动驾驶方面具有其他传感器无法替代的特点。 与4G相比，5G将大大提高速度、连接数、延迟等指标 在系统性能方面，5G技术将实现10 ~ 20Gbps的峰值速率、100Mbps ~ 1Gbps的用户体验率、每平方公里100万的连接密度、1ms 空端口延迟、500km/h的移动性支持、每平方米10Mbps的流量密度等关键性能指标。与4G相比，频谱效率提高3-5倍，能效提高100倍。 在V2X方面，5G技术从三个方面升级4G技术:大规模连接、超低延迟和增强的移动宽带。因此，与4G相比，5G主要在以下几个方面实现了基于C-V2X的汽车联网:交通运行中道路重量分布等信息的低延迟、高并发性和高及时性，这就要求在极端时间进行数据采集、汇总、处理和反馈。 5G网络将提供带有空端口的1毫秒低延迟网络，可将制动距离增加约0.2-0.5米，更适合自动驾驶场景。 超高移动宽带、车辆联网促进了车辆和更多接入终端之间的数据交换，从而导致大量数据传输。因此，需要高稳定性和大带宽的移动网络来支持数据传输。 5G C-V2X可为V2N、V2P、V2I和V2V提供连接服务 其中:

V2P——汽车可以通过PC5直连接口与行人形成直接通信，感知行人位置，避免交通事故 同时，还可以实现远程车辆控制、远程定位等功能。 V2P场景周围的服务将主要通过汽车工厂的前装载来实现，以提高汽车的安全性和舒适性。 V2I——汽车可以与周围的基础设施(如交通灯、道路大门、路灯等)通信。)通过PC5直接连接接口和Uu接口 这种交流可以提高城市的交通效率。 例如，交通灯可以与周围的车辆交换信息，可以进行速度引导以优化车辆等待时间，并且可以提高交叉口的交通效率。它还可以通知周围车辆关于现有路段的拥堵、事故和其他信息，以防止事故规模扩大。 门可以精确开关，实现汽车的非感应对等等。 围绕V2I场景的信息和服务引起了很多关注，并且可能主要由基础设施提供商提供，例如交通管理局等。城市管理部门、运营商和应用制造商也是潜在的参与者 V2V——汽车可以通过PC5直接连接接口与周边汽车通信，也可以通过Uu接口与长途汽车通信 这种沟通可以保证汽车的安全，降低交通事故的风险。 而且可以进行远程精确定位 V2V周边的信息和服务将主要通过汽车工厂的前置装载来实现，以提高汽车的安全性。

5G V2X在中国的市场规模就全球4G建设而言，由于4G覆盖面广，我们相信4G/5G C-V2X将长期共存。 商用车市场:由于涉及特定场景，在一些场景中(如出租车、公交车、物流卡车、矿用卡车、港口车辆等)。)由于商业模式相对清晰、规模小，这些特定场景中的4G C-V2X或5G C-V2X很可能会在那时迅速落地，渗透率也可能会瞬间提高，以支持自动驾驶 我们假设每年有500万辆商用车，其中50%适用于自动驾驶场景(渗透率为50%)。每辆车硬件价格为1000元，月流量为60GB，预计1GB流量单价为3元。新硬件市场规模为50亿元/年，新流量市场规模为54亿元/年 乘用车市场:假设乘用车销量2500万辆，4G/5G网络终端产品价格1000元，网络终端前置覆盖率达到100%，全前置，60G/月流量，3元/GB计算，则新增汽车网络硬件市场规模约为每年250亿元，新增运营商网络流量市场规模约为每年540亿元

乘用车市场是4G时代V2X的主要市场。商用车市场功能简单，不是车辆联网的主要市场。 随着车辆网络从V2N向V2X的演进，硬件和交通的市场规模迅速扩大。 相比之下，交通增长更快。 随着自动驾驶技术的成熟，乘用车和商用车都需要车辆联网的技术支持。 我们相信，在特定的情况下，乘用车C-V2X有望发展得更快。 用高精度地图构建自动驾驶基础设施为什么高精度地图是实现自动驾驶的必要条件？高精度地图是面向机器的 与传统地图不同，高精度地图从服务人员变为服务车辆/机器，因此高精度地图还包含更丰富的多层次数据。 具体来说，高精度地图的数据分为三层:

拓扑结构层:与传统地图相似，地图上的位置被抽象为点，道路被抽象为线 使用路径规划来表示点和线之间的关系 车道层:收集车道弧度、车道宽度、车道位置、车道类型(实施方式、虚线、双黄线等)等相关信息。) 标志层:收集交通标志、车道高度限制、障碍物、护栏等相关信息。

高精度地图是自动驾驶的核心支撑之一。 高精度地图可以提供传统地图无法提供的精确信息，帮助汽车获得先验数据并预测传感器检测方向以外的长距离道路信息，与高精度定位相协调进行自定位，并降低传感器和处理系统的成本 因此，对于L3及以上的自动驾驶，高精度地图成为不可或缺的基础设施 如何制作高精度地图？高精度地图的制作过程可分为采集、自动融合识别、编辑、人工验证和发布等 其中，采集环节相对简单快捷，带阈值环节是编制和保证生成的地图质量达到汽车标准。 在编制过程中，地图制作者需要在制图、校正、兴趣点信息更新等方面投入更多的人力。 例如，高德昌平数据生产基地，该行业约有1000名员工，而现场只有500名员工负责现场收集。

高精度地图推动地图制造商的商业模式发生变化。价值渗透率收费模式为三倍正

随着自动驾驶的逐步登陆，地图制作者的商业模式将会满足三倍正:考虑到高精度地图的较高成本，预计汽车工厂将会收取更多的费用，单辆汽车的价值将会增加4-5倍。 此外，根据易观国际咨询公司的数据，截至2018年第二季度，前置车辆导航的普及率仅为14.9% 由于自由导航软件对手机的影响，前置车载导航的普及率没有提高。 然而，对于L3级及以上的自动驾驶车辆，高精度地图将成为标准，渗透性将大大提高 自动驾驶要求高精度地图具有高精度、高丰富度和高新鲜度，以确保自动驾驶的安全性和高效性。 为了保证地图的新鲜度，车内的高精度地图需要实时更新。地图经销商的业务模式可以从一次性许可费转变为许可服务费，使高精度地图成为一种云服务能力。

高门槛带来良好格局由于地理信息涉及国家安全，地图信息采集受到严格规范 根据《关于加强自动驾驶地图生产测试与应用管理的通知》，自驾地图(高精度地图)的数据采集、编辑、处理和制作必须由具有“导航电子地图制作和测绘资质”的企业承担 截至2019年7月17日，全国仅有20家企业获得导航电子地图测绘资质，并获得行业准入凭证。 然而，生产高精度地图本身需要大量投资，汽车工厂采用高精度地图也要求他们进入汽车工厂供应商名单，从而大大提高了行业门槛。 虽然近年来一些初创公司希望通过人工智能等技术和众包模式，以较低的成本绘制高精度地图，其中一些已经成功获得了相应的资质，但由于国家地图的测绘需要深厚的运营经验和全国性的测绘网络，行业内仍只有2-3家公司能够以良好的质量和数量定期更新国家，行业内的竞争格局依然稳定。