黑芝麻：两颗芯片玩转L3级自动驾驶

前言：

众所周知，芯片设计是非常复杂的创新过程，而人工智能感知芯片又是其中最复杂的一类，黑芝麻智能科技自进入这一赛道，始终致力于智能感知计算芯片和平台的研发，此次线上成功发布了国产最强性能智能驾驶感知芯片。

黑芝麻成立的背景

资料显示，黑芝麻是一家专注在人工智能视觉感知核心技术和芯片开发与应用的提供商，公司主攻智能驾驶计算平台，为ADAS及智能驾驶提供包括芯片在内的完整的落地方案。黑芝麻CEO单记章此前是全球视觉芯片领军企业OmniVision创始团队成员，在硅谷芯片行业打拼了20多年，在图像处理芯片和软件算法上具有丰富的经验和技术积累。CTO齐峥是英特尔奔腾二代芯片主要设计成员、CSO曾代兵是中兴微电子总工程师，COO刘卫红则曾是博世中国ADAS主力部门——底盘与控制系统事业部的中国区总裁。这样一支豪华创业团队，也让其在成立之初就迅速获得了资本的青睐。

黑芝麻成立于2016年，正好是人工智能技术爆发的一年。据麦肯锡报告指出，2016年，科技公司在人工智能上的投资大约为260至390亿美元，其中科技巨头的投资为200至300亿美元，创业公司的投资为60至90亿美元。

2017年蔚来、芯动能等资方向黑芝麻投资了近亿元。2019年4月，黑芝麻又获得了上汽、SK中国、招商局等机构的B轮投资。蔚来和上汽分别是国内最强的新造车和传统车企，芯动能背后是国家集成电路产业投资基金和屏幕巨头京东方，SK则是韩国电信巨头。

黑芝麻目前规模还不大，但是黑芝麻的定位很明确——成为世界顶级的公司。

黑芝麻的车载AI芯片落地

创始人单记章介绍：目前所谓的自动驾驶汽车并没有实现完全自动驾驶，大部分只是带辅助驾驶功能。想要不断突破，还得依靠高等级自动驾驶芯片。从分级上来看，L3级以上自动驾驶芯片都被国外几家芯片公司垄断，并且其中能够真正量产的只有Tesla，而黑芝麻正在努力改变这一局面。

2019年8月黑芝麻智能科技成功推出中国首款车规级ADAS芯片，并与全球多家著名企业结成战略合作伙伴关系。黑芝麻认为，2020年，智能驾驶将更注重安全性、可靠性、易用性、开放性、可升级、服务质量、延续性，成为车规级AI芯片的商业落地元年。

在人工智能AI芯片逐渐成为半导体产业中的“皇冠”领域时，黑芝麻将车规级AI芯片形容为“皇冠中的皇冠”，这是由于车规级AI芯片在市场前景广阔的同时，对技术的挑战更高。车载AI芯片有着严苛的车规级标准，产品设计需满足整车量产对算法软件的适配性、芯片功耗体积、能效比和性价比，以及芯片平台系统的开发交付能力有很高的整体考量。同时，产品质量需达到车规级标准，保证功能安全和性能可靠，通过相关认证难度大、耗时长。

因此，随着今年智能驾驶芯片逐步开始落地，行业对车规级AI芯片的市场预期将渐趋理性。

重磅产品华山二号大揭秘

华山二号芯片是黑芝麻创业四年来的最重磅产品，华山二号A1000芯片具备40－70TOPS的强大算力，小于8W的功耗及优越的算力利用率，工艺制程16nm，符合AEC Q－100、单芯片ASIL B、系统ASIL D汽车功能安全要求。单颗A1000组成的控制器，可以支持L2＋级自动驾驶，2颗、4颗并联，则分别可以实现140 TOPS和280 TOPS的算力，用来支持L3，甚至是限定场景的简单的L4级自动驾驶系统。

自动驾驶系统非常依赖神经网络，对芯片的AI算力要求极高。各大芯片玩家们则纷纷推出了整合有CPU、GPU、ISP、DSP等多个处理器的SoC芯片来予以对应——黑芝麻的华山二号芯片就是一颗整合了20多个核心的SoC。

在SoC内部，不同芯片企业也选择了不同的技术路径。黑芝麻选择了跟特斯拉一样的NPU路线，在SoC里面集成了一个名为DynamAI NN引擎的NPU来进行AI加速。这个NPU内部最多可搭载4个3D卷积MAC阵列、1个2D GEMM阵列，以及1个EDP运算单元和5个DSP，支持4／8／16位多种运算精度，工作频率为1．2GHz。

这么多的计算单元，既保证了大算力，同时又能够适配不同的神经网络，并进行压缩和稀疏性加速，从而让A1000最高可以实现70 TOPS的AI算力，以及超过80％的硬件利用率。

叫板特斯拉FSD芯片

华山二号是目前能支持L3及以上级别自动驾驶的唯一国产芯片，有望赋能整个自动驾驶生态圈，助力中国智能汽车方向的技术创新与产业转型。另外，为了应对不同的市场需求，黑芝麻同步发布了华山二号A1000L，同样符合车规级要求。

目前量产车中最强的自动驾驶芯片为特斯拉的FSD芯片，单颗算力为72 TOPS，略高于A1000。两颗FSD芯片组成了特斯拉3．0版的自动驾驶控制器（HW3．0），总算力144 TOPS，功耗为72W。而两颗黑芝麻A1000组成的L3级自动驾驶控制器算力为140 TOPS，功耗25W，能效比为5．6 TOPS／W。特斯拉FSD控制器为2 TOPS／W，英伟达Xavier单芯片则为1 TOPS／W。

从对比看，黑芝麻华山二号实现了接近特斯拉FSD芯片的算力，但是能耗却只是特斯拉差不多三分之一，同时成本也比特斯拉更低。这将推动国内L3级别量产，极具战略意义。

高性能ISP是关键

黑芝麻在A1000这颗SoC内还集成了自研的高性能ISP，以保证让汽车看的更清。在高性能ISP下，A1000可以最多接入12路高清摄像头的画面，最高甚至可以达到4K分辨率。再加上高达30Gbps的高带宽，让其可以每秒处理12亿像素。此外，A1000还支持HDR处理，通过讲长曝光和短曝光的图像进行拟合，来让汽车在黑暗、逆光等不利环境下也能看的清楚。

AI感知芯片是黑芝麻核心技术的综合体现，把高质量图像传感、高精度图像视频压缩编码、高性能计算机视觉处理、高准确度深度学习及人工智能四项核心技术和高效的运算有机地结合在一起。同时具备应用可扩展性、多传感器支持、高算力、高能效比、满足汽车功能安全以及高性价比等核心优势。

黑芝麻智能科技表示，华山二号A1000硬件开发平台测试阶段已完成，将在2020年7月份和软件SDK一起提供给客户。而A1000 L3 DCU参考设计会在2020年9月提供给客户。华山一号芯片已经在量产中，目前与国内头部主机厂关于L2＋ 和L3级别自动驾驶的项目正在展开，预计2021年底，搭载黑芝麻华山二号芯片的车型正式量产。

结尾：

在全球智能汽车总量逐年攀升下，到2025年全球6600万辆车中将有1／4是中国产的智能驾驶汽车，市场需求不断升级。黑芝麻将与上下游合作伙伴一起，通过打造强大的生态圈，助力中国智能汽车的技术创新和产业转型。