自動駕駛視覺芯片領(lǐng)域存在后來居上嗎

作為傳統(tǒng)PC芯片巨頭，英特爾一直在尋找下一個增長市場，至少在一定程度上，它相信自己已經(jīng)在自動駕駛汽車中找到了下一個增長市場。該公司去年以153億美元收購了全球ADAS的領(lǐng)導(dǎo)者、以色列的Mobileye公司。

Mobileye占據(jù)了ADAS市場70%的份額，剛剛與一家歐洲汽車制造商完成了一筆大交易。該公司將在2021年為800萬輛新車提供支持自動駕駛汽車駕駛系統(tǒng)的EyeQ5芯片，這是該公司迄今為止最大的一筆交易。

Mobileye目前已經(jīng)在公共道路上測試了大約100輛汽車，它已經(jīng)向27家原始設(shè)備制造商提供ADAS技術(shù)，它的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于313款汽車。

盡管最新的Mobileye合作伙伴關(guān)系的財務(wù)細(xì)節(jié)沒有披露，但能實現(xiàn)英特爾Mobileye EyeQ5芯片的車輛數(shù)量是一個相當(dāng)大的交易。

同時，Mobileye正在積極地擺脫其作為一體式視覺芯片+算法供應(yīng)商的“傳統(tǒng)模式”。隨著汽車工業(yè)技術(shù)從輔助駕駛向自動駕駛發(fā)展的轉(zhuǎn)變，Mobileye正在推出一項全面的計劃，以在高度自動化的汽車市場上占有份額。

Mobileye最新披露的路線圖包括一個僅限芯片的“開放”EyeQ5芯片(允許第三方代碼運行)，以及一個專注于感知的完整子系統(tǒng)、一個交鑰匙式自動駕駛汽車硬件系統(tǒng)和叫車業(yè)務(wù)應(yīng)用。

Mobileye將價值鏈從芯片升級到系統(tǒng)的戰(zhàn)略，讓人想起英特爾早期的CPU戰(zhàn)略。英特爾不僅通過銷售自己的cpu，還通過設(shè)計和營銷PC子系統(tǒng)，最終通過PC主板取得了個人電腦業(yè)務(wù)的成功。

Mobileye的首席執(zhí)行官Amnon Shashua解釋說，像Nvidia和NXP這樣的競爭對手為汽車制造商提供了可以編寫軟件的芯片。與此同時，Waymo、優(yōu)步(Uber)和通用汽車(GM)克魯斯(Cruise)正在構(gòu)建不向任何人出售的封閉系統(tǒng)。

他的結(jié)論是，Mobileye的不同之處在于，“我們同時為完整的系統(tǒng)、子系統(tǒng)、芯片和軟件，以及單獨的芯片給用戶提供選擇?！?/p>

過去，Mobileye的專有視覺解決方案是基于緊密耦合的EyeQ芯片與Mobileye自己的感知軟件。Mobileye的競爭對手將EyeQ系列芯片描述為“黑匣子”。

而汽車制造商正努力尋找擺脫Mobileye在感知算法和芯片捆綁銷售的替代者。他們想要的是EyeQ替代品，他們可以植入自己的軟件，并更新迭代自己的“算法”。

顯然，Mobileye必須做點什么?

EyeQ5是Mobileye公司利用TSMC 7nm工藝技術(shù)制造的最新SoC。在2016年初的一次發(fā)布會上，Mobileye將新的SoC描述為“為全自主駕駛(5級)車輛提供視覺中央計算機(jī)執(zhí)行傳感器融合”。

Shashua證實，除了“封閉版本的EyeQ5”和Mobileye專有的芯片和軟件緊密集成全套方案，Mobileye現(xiàn)在首次推出了“只含芯片版本的EyeQ5”。

Shashua解釋說，這類似于英特爾的Xeon芯片，適用于筆記本電腦、個人電腦和服務(wù)器，“其他人在上面編寫軟件”。

過去在EyeQ的商業(yè)模式中，“芯片和軟件是一個封閉的系統(tǒng)”。Shashua說，在輔助駕駛階段，封閉的EyeQ芯片帶有“整個應(yīng)用程序，可以檢測行人、車輛以及在封閉系統(tǒng)中運行所需的任何東西”。

在當(dāng)時的情況下，這可能是一種優(yōu)勢，讓Mobileye能夠提供解決重要問題的交鑰匙解決方案。但現(xiàn)在，汽車制造商都在努力打造自己的差異化解決方案。

圖形芯片制造商英偉達(dá)(Nvidia)一直在向自動駕駛系統(tǒng)推廣其GPU。該公司通過與多家汽車制造商簽約購買原型系統(tǒng)，率先在面向L3級以上自動駕駛市場上領(lǐng)先。

但其他芯片公司并不覺得已經(jīng)落后。

Xilinx，全球FPGA芯片領(lǐng)軍企業(yè)，該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“從原型車向量產(chǎn)車的轉(zhuǎn)變需要更多的開發(fā)，而Xilinx處于有利地位。”目前其前向視覺ADAS芯片營收排名第二，僅次于英特爾的Mobileye。

ACAP是賽靈思推出的新一代器件門類，它可實現(xiàn)對工作負(fù)載的加速，具有硬件/軟件可編程引擎、IP子系統(tǒng)和片上網(wǎng)絡(luò)、高度集成的可編程I/O。支持最高800萬像素攝像頭，以及L３級的自動駕駛水平，能夠勝任城市與高速路路況。

由于自動駕駛中，對于數(shù)據(jù)處理的時延要求極高，因此為了加速數(shù)據(jù)處理，ACAP的片上網(wǎng)絡(luò)不僅使用了高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，同時在片上也內(nèi)置了不同大小的緩存，使得數(shù)據(jù)足不出芯即可完成處理。

AI數(shù)據(jù)處理離不開卷積網(wǎng)絡(luò)，賽靈思使用了環(huán)境認(rèn)知的高性能／低功耗卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）處理，可大幅優(yōu)化處理的速度和效率。在同OEM合作調(diào)試的過程中，可將計算處理單幀的時間大幅壓縮。

到目前為止，賽靈思的產(chǎn)品已經(jīng)在29個OEM品牌的111種車型上得到了應(yīng)用，未來這個數(shù)字還會擴(kuò)大。

另一家在視覺芯片領(lǐng)域具有優(yōu)勢的Ambarella，最近宣布與Hella Aglaia合作，共同開發(fā)了下一代先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的新平臺，該平臺由Ambarella的CV22AQ電腦視覺芯片和Hella的智能視覺感知軟件提供支持。

Ambarella認(rèn)為自己還有一個強(qiáng)項，就是雙目視覺。Mobileye一直堅持認(rèn)為，單目攝像頭在識別道路、行人、許多交通標(biāo)志和路上其他車輛方面表現(xiàn)良好。

但立體視覺的支持者認(rèn)為，單目系統(tǒng)在從平面二維框架計算世界的三維視圖時，并沒有從單一攝像機(jī)傳感器接收到的那樣健壯和可靠。立體視覺大概可以辨認(rèn)出單目照相機(jī)看不見或認(rèn)不出來的物體。

Ambarella在芯片上融合了單目和雙目。例如，其EVA平臺提供基于4K cv1的立體視覺攝像機(jī)，其感知范圍超過150米，可用于立體障礙檢測。據(jù)該公司介紹，同時，它還提供180米以上物體的單目分類。

對于單目與雙目孰優(yōu)孰低時，Ambarella相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“我認(rèn)為Mobileye是采用單目策略的主要公司。在雙目方案價格較高的時候，單目優(yōu)勢明顯，但現(xiàn)在雙目的價格正在下降。

CV1和CV2都利用Ambarella的圖像信令管道進(jìn)行高動態(tài)范圍(HDR)成像、超高清處理和立體雙目相機(jī)的自動校準(zhǔn)。

但雙目校準(zhǔn)可能是一個挑戰(zhàn)，尤其是在汽車應(yīng)用中，因為汽車振動和溫度范圍很廣。對于Ambarella的CV1和CV2芯片，可以實時自動校準(zhǔn)。

此外，攝像頭在面對其他車輛LED大燈和交通標(biāo)志時可能會遇到一些問題。當(dāng)LED閃爍時，可能會觸發(fā)機(jī)器視覺故障，比如LED燈和攝像頭的頻率不同步時。

Ambarella的CV1和CV2可以在圖像處理的早期階段使用預(yù)處理來減少這些偽影。該公司提供HDR功能的芯片“可以在非常弱的光線條件下處理圖像”。

但Ambarella目前的產(chǎn)品更多用于后裝攝像頭，尤其是行車記錄儀。但現(xiàn)在的趨勢是前裝市場正在發(fā)力，此外L3、L4級系統(tǒng)將需要EDR。

這解釋了為什么CV2在許多特性中支持4Kp60 AVC和HEVC視頻編碼。該芯片可以將視頻記錄添加到汽車ADAS和自動駕駛系統(tǒng)中。

自2015年收購帕爾馬大學(xué)視覺與智能系統(tǒng)實驗室VisLab以來，Ambarella一直將目光投向高度自動化的汽車行業(yè)。

VisLab團(tuán)隊一直致力于開發(fā)深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和立體視覺過程，并對Ambarella汽車質(zhì)量CV22視覺處理器的軟件進(jìn)行優(yōu)化。該視覺處理器具有圖像信號處理器(ISP)和海量人工智能(AI)的計算性能。

但對于Ambarella來說，要將CV22芯片推向汽車市場，關(guān)鍵是像HELLA Aglaia這樣的合作伙伴要提供完整的計算機(jī)視覺軟件棧，一直到應(yīng)用程序。

Ambarella首席執(zhí)行官Fermi Wang表示，CV22AQ是其CVflow系列計算機(jī)視覺芯片中的第二套芯片系統(tǒng)(SoC)，它使Hella的軟件能夠“以最大的性能和效率”運行，同時為其共同客戶提供“通過添加額外功能來區(qū)分不同”的能力。

然而，HELLA Aglaia/Ambarella的合作并不是排他的。此前，HELLA Aglaia已經(jīng)擁有與NXP的開放視覺平臺，以及與Renesas的前擋風(fēng)玻璃攝像頭合作的關(guān)系。

如果要挑戰(zhàn)Mobileye，要知道EyeQ第一代視覺芯片早在2008年就推出了，今年還發(fā)布了最新版本的第四代芯片EyeQ4，并計劃在2020年前為全自動駕駛汽車推出EyeQ5。

而Ambarella才剛剛推出了其首款應(yīng)用于ADAS的CV視覺處理系列芯片，整個下游潛在用戶生態(tài)仍需要很長時間的積累。

而英特爾除了財力雄厚，還可以將自己的Atom汽車cpu和Movidius電腦視覺芯片整合到這一生態(tài)系統(tǒng)中——這使得Ambarella等規(guī)模較小的芯片制造商難以獲得市場份額。

但并非市場大門已經(jīng)“關(guān)上”。

為了制造市場上最安全的汽車，OEM之間的競爭越來越激烈。如果SoC不是‘開放的’，那么OEM就只能使用無法修改的處理器，因為他們的競爭對手試圖不斷提高ADAS的性能。

HELLA Aglaia公司董事總經(jīng)理Kay Talmi在一份聲明中表示，OEM和一級客戶希望有一個能夠靈活添加軟件功能的開放式視覺計算平臺。這需要與運行下一代深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法所需的性能相結(jié)合。

簡而言之，OEM正處于艱難的困境。他們必須不斷更新軟件，因為像Euro-NCAP這樣的組織正在增加更多的主動安全和智能駕駛評分項。