國內汽車 AI 晶片再次迎來了重大飛躍。 就在剛剛，國內 AI 晶片創企地平線在上海發佈了自動駕駛晶片征程 5，其單顆晶片 AI 算力能夠達到 128TOPS。 如果多顆晶元打造成自動駕駛域控制器，其最高算力能夠達到 1024TOPS。 這一算力水準，已經能夠支援 L4 級自動駕駛。

對於自動駕駛來說，當前業界最大的問題在於算力浪費、生態缺失、數據風險，地平線在 3 年的征程 5 研發過程中，就是為了解決這三個痛點。

▲ 征程 5 晶片發佈現場

征程 5 晶片採用 8 核心 ARM Cortex A55 核心、兩個貝葉斯架構 BPU 實現 AI 運算，還有安全島設計，支援豐富的介面。 在視頻輸入方面，單顆征程 5 晶元就能夠實現 16 路視頻輸入，並且支援毫米波雷達、鐳射雷達、超聲波雷達等多種感測器。

目前，已經有多家自動駕駛 Tier 1 發佈了基於征程 5 晶片的域控制器，地平線希望基於征程 5 晶片打造 Horizon Matrix SuperDrive 全場景整車智慧解決方案。

預計到今年第四季度，地平線就將推出基於征程 5 晶元的城區自動駕駛實車 Demo，2022 年第二季度將實現地平線合作夥伴征程 5 域控制器硬體量產，2022 年第四季度，地平線將實現 SuperDrive 方案量產 SOP。

截至目前，地平線晶元出貨量已經達到40萬片，擁有40多個前裝量產專案。 同時，有超過 13 款車型宣布採用地平線的晶片。 今天下午，上汽榮威宣佈將在明年的 RX5 車型中搭載征程 3 晶片，一汽紅旗的多個車型將在明年搭載地平線的晶片。

01. 單晶元算力 128TOPS 解決自動駕駛三大問題

發佈會開始時，地平線CEO余凱說道：「中國消費者擁抱新科技，加上中國企業的創新，讓不少自動駕駛晶元在國內首發。 ”

但是，行業內最自動駕駛這項技術仍有擔憂。 當前，智慧駕駛解決方案共有三大問題，其一是算力浪費，其二是生態缺失，第三還存在數據風險。

因此，地平線在研發晶元過程中，出發點就是解決這三大問題。

在核心架構上，地平線征程 5 晶片的 CPU 部分採用 8 核心 ARM Cortex A55，AI 運算單元採用雙核心地平線貝葉斯架構 BPU（Brain Processor Unit）。 同時，征程 5 晶元還有 2 個 ISP 核心、電腦視覺引擎、2 個 DSP 核心、視頻編碼解碼單元。

▲ 征程 5 关键参数

此外，征程 5 芯片还有安全岛设计，确保整个系统的安全、稳定运行。其中，征程 5 配备了锁步 MCU 的安全岛，用于系统监测，拥有 ARM Trustzone、TRNG 硬件、各类加密硬件等。征程 5 芯片已经获得 ASIL-B 级别功能安全产品认证，基于征程 5 芯片的系统达到 ASIL-D 级别安全要求、AEC-Q100 Grade 2 级别认证。

在信息安全方面，征程 5 芯片拥有完整的加密引擎，支持多种加密算法，包括国密算法，遵循 FIPS 140-3 标准、ISO 21434 流程。

在接口方面，地平线征程 5 支持 4×4 MIPI 共 16 路摄像头输入，2 个千兆以太网接口、4 个 CAN-FD，用于雷达系统集成，以及 2 个 PCIe 3.0，用于车载计算平台。

▲ 征程 5 芯片架构

在性能表现上，征程 5 芯片的 AI 算力最高可以达到 128TOPS。在 MS CoCo 物体检测测试中，计算性能达到 1283FPS，这一性能甚至超越了英伟达即将上车的自动驾驶芯片 Orin SoC。

余凯介绍，安全性对于自动驾驶来说非常重要，征程 5 芯片自动驾驶延迟为 60 毫秒，而市面上绝大多数产品都在 150ms 左右的延迟。

同时，征程 5 芯片功耗只有 30W，较低的功耗水平能够让自动驾驶更加稳定。

对于一颗自动驾驶芯片来说，最重要的就是 AI 计算，地平线征程 5 采用双核心贝叶斯架构 BPU，能够实现大规模异构近存计算，以实现高效率计算；同时拥有高灵活大并发数据桥，片上带宽非常大；此外，还有脉动张量计算核心，得以实现高算力。

面对自动驾驶开发者，一颗开放的芯片有助于实现自动驾驶算法快速落地。征程 5 芯片拥有丰富的硬件接口，拥有异构可编程计算加速引擎，同时还有完善的芯片工具链，方便开发者快速部署、验证算法。

在算力方面，单颗征程 5 芯片的 AI 算力能够达到 128TOPS，最多支持 8 颗征程 5 芯片组合形成自动驾驶域控制器，最高算力能够达到 1024TOPS。

余凯在发布会中说道：“地平线将始终定位 Tier 2，不做量产硬件、不做软件捆绑、不做封闭打包方案。”

02. 域控制器算力最高达 1024TOPS 多家 Tier 1 已首发征程 5

征程 5 芯片自今年 5 月点亮以来，地平线已经为开发者提供了参考设计 Matrix 5 计算平台，同时也有多家 Tier 1 发布了基于征程 5 芯片的域控制器。

其中，地平线的参考设计采用 4 颗地平线征程 5 芯片，算力能够达到 512TOPS，还能够选择 GPU、MCU 以及 5G 模块。

▲ Matrix 5 计算平台

在安全性方面，参考设计搭载了两颗 ASIL-D 安全等级的 MCU 芯片，整个域控制器的安全性等级能达到 ASIL-D 级别。

同时，业界已有大陆集团、东软睿驰、立讯集团、联成开拓四家 Tier 1 推出了基于征程 5 芯片的域控制器。地平线还将与德赛西威、福瑞泰克、金脉、宏景智驾等软硬件合作伙伴共同打造 Matrix 5 全场景整车智能中央计算平台。

▲ 多家 Tier 1 推出基于征程 5 的计算平台

此外，地平线合作伙伴联成开拓也推出了双征程 5 芯片加速卡，可以支持热插拔；立讯集团推出 SOM 卡，满足不同开发者需求。

▲ 基于征程 5 的加速卡和 SOM 卡

现场，地平线还发布了 Horizon Matrix SuperDrive 全场景整车智能解决方案。这一方案面向全场景智能驾驶，包括高速、城区、泊车自动驾驶场景，座舱智能交互、和车内外联动的整车智能。

预计到今年第四季度，地平线就将推出城区自动驾驶实车 Demo，2022 年第二季度将实现地平线合作伙伴域控制器硬件量产，2022 年第四季度，地平线将实现 SuperDrive 方案量产 SOP。

现场，不少地平线的合作伙伴来到现场，宣布了最新的芯片上车计划。明年，上汽集团旗下荣威 RX5 将搭载征程 3 芯片上市，未来也将搭载征程 5 芯片。

▲ 搭載地平線晶元的車型

長城汽車表示，在過去 4 個月時間里，長城與地平線完成了 2022 款哈弗 H9 的開發，基於征程 2 晶片實現智慧座艙功能。 目前，地平線現在正在佈局征程 3 晶片，應用場景在自動駕駛、智慧座艙多個方面。

國內造車新勢力哪吒汽車也宣佈，目前所有車型都在佈局量產征程 3 晶元，征程 5 晶片也正在預研中。

明年，一汽紅旗旗下的多款車型也將搭載地平線征程晶元。

03. 開源作業系統發佈 相容主流操作系統

今天下午，余凱在現場還發佈了TogetherOS—— 開源安全即時操作系統。 這一操作系統基於開源微內核 seL4 開發，是一個向上相容，同時也是向下相容的即時操作系統。

▲ 地平線發佈TogetherOS

TogetherOS 能夠滿足高等級自動駕駛即時性要求和功能安全要求，可覆蓋自動駕駛、智慧交互、智慧網聯、智慧車控等車載應用場景。

據介紹，TogetherOS 相容包括征程晶元在內的主流車載晶元平台，同時也相容英偉達、高通等業界多種 SoC。 在操作系統層面，TogetherOS 相容 Linux、Android、斑馬、QNX 以及鴻蒙等多種操作系統。

▲ TogetherOS 架構

余凱在現場宣佈，TogetherOS 的首批生態合作夥伴包括 AutoCore、長安汽車、長城汽車、江汽集團、雄獅科技、斑馬智行、上汽集團。

04. 流片點亮到演算法打通僅兩個月 軟硬體都有強大實力

就在今年 5 月，地平線宣佈征程 5 晶片一次性流片成功並順利點亮。 進入 7 月，征程 5 的消息更是不斷。

7 月 5 日，地平線征程 5 晶片得到 ASIL-B 級別功能安全產品認證，基於征程 5 晶片的系統達到 ASIL-D 級別安全要求，證明瞭地平線征程 5 在功能安全、運行穩定性方面的性能。

7 月 15 日，地平線宣佈征程 5 晶片打通了感知演算法，基於征程 5 打造的域控制器可以流暢運行各類自動駕駛感知與行為預測演算法，足以支援從 L2~L4 的各類自動駕駛系統。

▲ 征程 5 晶片視覺感知系統原型打通

也就是說，地平線征程 5 從流片成功，到演算法打通僅用了大約兩個月的時間。 而在晶元行業內，晶元流片成功后的演算法測試過程一般都需要較長週期，，但一般需要半年到一年的時間。

車東西此前向地平線內部人士瞭解到，”為了打通演算法，內部投入了非常大的資源，橫跨多部門的上百人團隊加班加點忙活了兩個多月。 ”

他回憶道，今年 5 月份在征程 5 晶片從製造商送到地平線之前，已有 30 多人在杭州辦公室嚴陣以待。 他們提前幾個月就準備好了相應的驗證、測試設備與流程。

拿到首批晶元的 15 個小時後，開發板焊接完畢，記憶體、乙太網介面、視頻輸入/輸出等基本要素也已具備，一台基於征程 5 打造的自動駕駛控制器就出爐了。

在硬體能力得到充分證明后，地平線自動駕駛演算法團隊立馬接手，將已經準備好的演算法移植到征程 5 晶元中，並把控制器裝進了測試車，最終完成了演算法的全面打通，再一次證明瞭征程 5 的實力。

05. 超 13 款車搭載地平線晶片 擁有多種整車智慧方案

去年年初，地平線征程 2 晶元在長安 UNI-T 車型上前裝量產，開啟地平線車軌 AI 晶片的量產上市之路。

目前，已經公佈搭載地平線征程 2 晶元的車型有長安 UNI-T、UNI-K，奇瑞螞蟻，智己 L7，廣汽埃安 Y，廣汽傳祺 GS4 Plus，嵐圖 FREE，思皓 QX，2021 款理想 ONE 等車型。

基於征程 2 晶片 4TOPS 的算力，能夠為車輛提供 L2 級自動駕駛和車載智慧交互等功能。

今年，地平線征程 3 晶元正式量產，2021 款理想 ONE、上汽大通 MAXUS MIFA 概念車都已搭載這款晶片，嬴徹科技自動駕駛系統”軒轅”也採用了地平線征程 3 晶片，今年年底將實現量產交付。

▲ 2021 款理想 ONE

其中，2021 款理想 ONE 為首款搭載地平線征程 3 晶片的量產車。 在這款車內，2 顆征程 3 晶片能夠達到 10TOPS 的 AI 算力，從而讓理想 ONE 在此前 L2 級自動駕駛能力的基礎上，新增了 NOA 導航輔助駕駛功能。

在感知性能上，2021 款理想 ONE 的自動駕駛平臺支援 120 度水準視場角，並且採用 800 萬像素前視攝像頭，確保了對更大範圍及更高精度的視覺感知能力。 同時，基於開放的軟體生態支援服務，2021 款理想 ONE 得以實現自動駕駛功能的高效進化。

就在不久前的上海車展上，地平線正式發佈 Horizon Matrix Mono、 Horizon Matrix Pilot 和 Horizon Matrix FSD 三大自動駕駛解決方案。

其中，Matrix Mono 3.0 自動駕駛解決方案用 800 萬像素單目攝像頭就能完成 L2 級自動駕駛，這一自動駕駛系統基於地平線征程 3 晶片。 這一方案還搭載了地平線基於視覺的高精度建圖定位，因此可以實現車道級的定位精度，功能上則可以實現匝道匯入匯出、施工區避讓、交通燈與車道對應等高級 L2 級自動駕駛功能。

Horizon Matrix Pilot 方案基於征程 3 晶片，打造面向前裝 L2+ ADAS 方案。 這一方案與地平線 Matrix Mono 方案不同，這一方案針對中國路況做了專門的訓練數據挑選和演算法調優，在 Matrix Mono 方案的基礎之上，還能夠應對隧道通行、大曲率彎道通行、匝道匯入、匝道匯出、城區道路通行等中國道路特有場景。

而在今天，地平線發佈的征程 5 晶片，則是開啟了 L3~L4 級自動駕駛落地的大門。

06. 結語：國內車規 AI 晶片正加速上車

當前，汽車「新四化」浪潮正加速汽車行業快速變革，人工智慧、大數據等技術的應用，已經讓 AI 晶片成為了汽車的數字發動機。 並且，以整車智慧化定義的智能汽車，正在成為行業共識。

地平線作為國內少數幾家車規 AI 晶片公司，能夠實現快速前裝量產上車，代表著國內車規晶元設計能力快速提升，正加速全行業的快速進步。