算力就是计算力,指数据的处理能力。从承载终端来看,算力的实现主要通过服务器、PC、手机等终端实现,即依靠终端里搭载的CPU算力芯片。从处理对象来看,算力处理对象主要为数据,数据主要包括文本、音频、视频等形态的数据。当下,物联 、智能汽车、AI等新的算力场景火热,尤其是在智能汽车。
一、行业现状
1、数字时代催生算力需求,但大算力芯片国产化率低
随着娱乐平台、视频监控影像、互联 设备、智能汽车等行业的发展,全球已经进入了数字化时代,其中我国创造和复制的数据量将以每年近30%的复合增速超过全球平均水平增长。2018年,中国产生了约7.6个ZB的数据,2025年这一数字将增至48.6ZB。
数据作为数字时代重要的生产要素,随其数量级的不断增长,未来数据的收集、存储、管理、使用的难度及价值均会呈现质的飞跃,而我国作为数据生产大国,算力基础便是数字时代至关重要的底座。
当前数字时代催生着算力需求的增长,而我国国内算力芯片的自给率、国产率都很低。以汽车算力芯片为例:
自动驾驶芯片是实现自动驾驶的关键硬件支撑。因为智能化的核心是数据计算,数据计算的基础是芯片,摄像头、雷达、定位导航、汽车通信等部件会形成大量的数据,这些数据都是由汽车芯片计算的。如今,汽车芯片的集成化程度越来越高,算力越来越大,芯片的算力和集成度直接决定了电子电器架构的形态,从而决定了智能汽车的性能和表现。
随着智能化、电动化、 联化的发展,汽车产业正在发生巨大改变,相关统计数据显示,目前约90%汽车行业的创新来自汽车软件和电子领域。另外,2021年新能源汽车销售352.1万辆,其中搭载组合辅助驾驶系统的乘用车新车市场占比达到20%。
根据观研 告 发布的《中国算力芯片行业发展趋势分析与投资前景预测 告(2022-2029年)》显示,目前汽车中需要管理汽车芯片的料 超过1000种,一辆汽车用到的芯片达到300颗,未来随着智能汽车的进一步发展,数量还会更大。然而,在汽车算力芯片领域,欧美日等国外芯片厂商把持关键技术,国内汽车大算力芯片自给率不足10%、国产化率不足5%。
2、车规级算力芯片算力提升,大算力通用芯片研发取得突破
(1)车规级算力芯片算力提升
在我国汽车智能化进程不断推进,而车规级算力芯片自给率、国产率低的背景下,各大芯片厂商纷纷在的自动驾驶大算力芯片(单芯片算力大于100TOPS)布局,算力芯片行业内汽车领域的“算力之战”正式打响,一时间,车规级算力芯片引发了芯片和汽车等行业的高度关注。
通常一款车规级算力芯片从产品定义开始,要经过流片、封测、车规认证、功能安全认证、客户验证等一系列复杂的开发和验证过程,期间还要突破芯片系统架构、AI软件栈、大尺寸芯片工程、工艺平台的诸多挑战,最终才能实现量产上车。
从当前车规级芯片市场来看,各大品牌纷纷在算力方面发力,其中国内已知的算力芯片能力来看,即将发布的理想旗舰车型L9平台总算力为508TOPS。
部分品牌芯片计算能力情况
品牌名称 |
总部所在国 |
算力芯片能力 |
英伟达 |
美国 |
推出的自动驾驶芯片Atlan,单颗芯片的算力达到1000TOPS(每秒1万亿次定点计算),相比此前推出的自动驾驶芯片Orin,算力提升接近4倍。 |
地平线 |
中国 |
2021年7月,地平线发布了面向全场景整车智能的中央计算芯片征程5,其算力可达96TOPS,单颗芯片AI算力高达128TOPS,支持16路摄像头感知计算,毫秒级协同,支持自动驾驶所需要的多传感器融合、预测和规划控制等需求。 |
黑芝麻 |
中国 |
2021年在上海车展发布新一代A1000pro,算力达到106TOPS。 |
蔚来ET7 |
中国 |
其四颗NVIDIA Drive Orin芯片算力高达1070TOPS。 |
从汽车所需要的算力来看,业界普遍认为,汽车所需算力可根据车内传感器采集到的数据量综合推算出来,其中L2级别的自动驾驶,计算能力大致需要10TOPS;L3需要100TOPS以上的算力;到L3+的算力级别已经上升到1000TOPS以上。
目前我国自动驾驶还处于发展早期,就国内现有的芯片算力能力来看,理论上,芯片算力足够车厂使用。然而,软件定义汽车,软硬融合逐渐成为汽车的大方向。随着汽车智能化的提升,汽车芯片数量和性能要求增长,日美等传统芯片厂商供应的芯片将不足以满足主机厂的性能要求,而且成本也将逐渐增高。因此,想要支撑庞大算力的应用,车载计算平台的复杂度将呈数倍提升,国内算力芯片供应商将面临功耗、散热、电磁、质量等多重挑战。
(2)国产大算力通用芯片研发取得突破
此次BR100系列通用GPU芯片一次性点亮成功,标志着这家上海企业在国产大算力通用GPU芯片研发上取得了关键性突破。这就为我国数字化 会发展提供强大的国产算力支持。
二、发展趋势
1、国产车规级大算力芯片或将进入量产时代
车规级大算力芯片领域,英伟达、高通等老牌独占市场的局面逐渐被打破,以地平线、黑芝麻、寒武纪等为代表的中国打破品牌逐渐加入了战局,2022年将会是我国国产大算力车规芯片的量产年,国产车规级大算力芯片或将进入量产时代。
我国黑芝麻、地平线品牌算力芯片量产计划
品牌名称 |
计划 |
黑芝麻 |
计划今年将华山二 A1000系列芯片开始量产上车,该芯片将成为国内可量产的算力最大、性能最强的自动驾驶芯片,同时它也将成为首个量产的符合车规、单芯片支持行泊一体域控制器的国产芯片平台。 |
地平线 |
地平线的最新产品征程5芯片,计划在2022年下半年量产上车,该芯片最大AI算力128TOPS,采用16nm制程。 |
征程6芯片的规划算力为400TOPS,将采用车规级7nm制程工艺,预计2023年推出工程样片;2024年实现量产。 |
2、算力芯片迎来机遇,行业国产化进程将加快
当前,我国算力芯片行业迎来了发展机遇,行业国产化进程将逐步加快。
一方面,随着数字经济的发展,市场需求在急剧放大,而国内大算力通用芯片研发已经取得关键性突破;另一方面,汽车领域算力芯片的发展,使得大算力芯片市场格局正在悄然改变除此之外,另外,在疫情和缺芯的影响下,国外芯片企业很有可能优先支持我国本土车企,这对于国产算力芯片来讲,这是发展大算力芯片的绝佳时机。因此,我国算力芯片行业国产化进程也将逐步加快。(LQM)
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