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汽车产业 | 跨域融合正在落地 舱驾一体元年掀开篇章

       在前不久落幕的英伟达GPU技术大会(GTC 2024)上,英伟达联合创始人兼首席执行官黄仁勋宣布,扩大与比亚迪的合作,未来比亚迪将使用英伟达DRIVE Thor芯片,提高其车型的自动驾驶和其他数字化功能水平;同期,广汽昊铂也官宣与英伟达合作,广汽昊铂下一代L4自动驾驶汽车将采用DRIVE Thor双芯片方案,计划于2025年开始量产。
  一时间,英伟达DRIVE Thor大出风头。官方资料显示,DRIVE Thor能够进行多域计算,相当于具备跨域融合能力。往前追溯,2024 CES上,跨域融合便成为汽车智能化领域的重要看点之一。例如,博世展出基于高通Snapdragon Ride Flex平台的全新座舱,后者同样可以实现通过一颗SoC支持智能座舱与ADAS功能。又如,黑芝麻智能跨域计算芯片“武当”系列C1200家族亮相,均胜电子旗下均联智行展示了基于该款芯片打造的中央计算单元产品(nCCU)。
  据统计,2023年,我国汽车智能座舱渗透率快速提升至61.5%,L2及以上自动驾驶系统渗透率提升至40.8%。单个ECU不断集成形成域内融合,仿佛还是昨日;而今,舱驾一体、跨域融合正为汽车智能化发展掀开新的一页。
  跨域融合打动车企的“心”
  “舱驾一体的跨域融合是一个明显趋势,这与它能够给整车设计带来的改进密不可分,显著优势就是成本的下降。”德赛西威技术中心用户体验模块总监王韬告诉《中国汽车报》记者,“在跨域融合之下,分属两个域的两颗SoC集中成为一颗,实现两个域的不同功能;同时,由于采用单芯片,从零部件尺寸、重量甚至线束用量上都能显著降本。”
  华阳集团旗下全资子公司华阳通用副总经理汤文彬认同这一观点。“某些零部件通过跨域融合可以实现共用,这既减少零部件的数量,又提升零部件的利用率,同时也能避免后续重复的开发设计工作,从而实现整车设计和制造角度的降本。”他解释道,“此外,跨域融合还能帮助车企实现设计上的通盘考虑,优化整车性能。相关结构设计的进一步紧凑,加之线束、接口件的减少,都有助于整车稳定性、可靠性的提升。”
  “成本降低一定是舱驾一体最能吸引车企、供应链企业的优势。”航盛集团技术中心中央研究院副院长钱乾向记者表示,“跨域融合能够通过一体化设计,解决算力的高效利用问题;不同部门之间也可以在流程上进行协同,提高开发效率。反映在整车产品上,是产品力的提升,系统间的数据传输将更快、系统效率与响应速度将更高;系统在复杂场景下的适应性将提升,用户的人机共驾体验将改善;而车型的平台化延展性也可以借助舱驾融合实现提升。”
  不过,舱驾一体的跨域融合“萌芽”初生,车企的动作自然有快有慢。王韬告诉记者:“目前,市场对于舱驾一体的跨域融合趋势,存在三种不同的态度。一是‘拥抱’,一部分汽车品牌基于成本等因素坚定地率先从低端车型入手开展跨域融合,然后逐步向中高端车型推广;二是‘观望’,因为涉及调整整车电子电气架构,进而可能带来功能安全、信息安全、数据安全、硬件冗余等诸多新问题,因此一部分汽车品牌处于观望态度;三是‘略显消极’,这些汽车品牌认为当前的产品定义、定位足以满足消费者需求,因此不存在对跨域融合的强需求。”
  多重因素推动技术落地
  “在分析跨域融合给车企所带来裨益的同时,需要重视终端用户的需求、体验与期待。它们是推动舱驾一体作为新技术上车的底层逻辑。”汤文彬强调,“消费者对于汽车智能驾驶、智能交互的要求不断提高。大数据、大模型等技术趋势,能够赋能汽车智能化水平的提升,而跨域融合就是起到支撑作用的‘底座’。同时,消费者愈发将汽车视为第三空间,舱驾融合能够进一步提升用户体验,给他们带来更多使用场景,提升交互的流畅性。源自用户期待的驱动力,又将带动更多的技术创新与产业升级。”
  “从功能设计的角度来看,舱驾一体可满足用户对于多模态互动体验的需求。在当下终端市场竞争白热化的大环境下,这是各汽车品牌所关注的方面。此外,当算力达到一定水平,进一步挑战高复杂度任务,感知、规划、决策、控制一定会走向集中。当然,还有摩尔定律作为佐证,这些都足以说明技术实现的必然性。”王韬对记者说。
  “我们还应结合整车电子电气架构演进的背景来看待这一发展趋势。”钱乾认为,“汽车智能化发展至今,功能不断丰富,ECU装配量也在增加,分布式架构受到信息交互效率与成本效率的限制,无法满足汽车智能化的新需求。”
  “传统分布式架构支撑不了目前所想象的功能场景实现,这是非常关键的因素。”均联智行中国区产品总监卢星旺分析指出,“比如,座舱需要与车内其他域打通,传统的电子架构支撑不了关联应用的实现。”
  “为实现座舱和智驾的进一步升级,我们有必要继续打通‘任督二脉’。海量数据互相传递,意味着需要有效提升数据传输的带宽和效率。此外,自动驾驶和智能座舱对于传感器和车身数据有独立和共同的需求,舱驾一体的设计有利于实现以上要求。”钱乾表示。
  不同融合路径各有考量
  无论是否采取行动,行业对舱驾融合趋势基本已形成共识,差异无非是速度的快慢或实现的早晚。而在具体的技术路线上,行业却存在着不同的理解。
  “关于融合的路径和范式,比较典型的有以下两种。第一,始于智能座舱,增加算力和软件的复杂度将座舱与智驾融合。第二,从车身入手,将网联单元和网关系统等承接车内通信或互通的功能单元融合到一起,因为这几部分对于安全性、稳定性等性能的要求比较相近。传统的车身与底盘有自己的独特性,这些域将在较晚阶段才能做进一步的融合。”卢星旺介绍道。
  “从智能座舱域向智能驾驶域的融合,应该更容易被行业所接受。”在汤文彬看来,“虽然智能驾驶域的算法更新迭代非常快,算力更优,也有大量的数据训练,但其功能相对成熟、稳定且目标是统一化的。相比较而言,智能座舱域具有非常显著的定制化开发特征。不同品牌具体需求不同,但都聚焦于关注用户的乘车、人机交互体验,只有提供更多样化、拓展性的场景,第一时间被用户感知,才能助力车企得到市场的青睐。因此,对整车企业而言,智能座舱域向智能驾驶域的融合更容易提升产品竞争力。”
  “融合方向是由多重因素决定的,路径虽不同,但目标一致。用户的体验、场景将决定融合的范围,算力和安全将决定融合的方向。”王韬告诉记者,“以典型的智能座舱芯片为例,这些产品胜在GPU功能更强大,能够很好地支持显示功能,但在NPU(神经网络处理单元)方面的能力相对欠缺,因此暂时无法将高阶自动驾驶功能融合进来。相反,自动驾驶域的芯片NPU功能强大,对显示的支持又不甚理想。所以,还是要回归用户视角,考虑哪些体验、场景是他们最需要的,而这些功能就应最先被融入座舱域中。例如,座舱域在融合抬头显示(HUD)、电子后视镜(CMS)的基础上,进一步融入了自动辅助泊车(APA)等。当然,这也存在一些变数,例如从AI计算能力角度来看,座舱域融入自动驾驶域似乎更顺理成章,但也有芯片企业推出了支持AI运算的座舱芯片,而且放到更长的时间周期来看,AI运算的部署很可能分为车端与云端。这恰好说明,融合的路径与方向存在很多的可能性,需要根据具体的场景、体验决定。”
  “两种融合路线在目标达成、效率与难度上的差异,取决于不同公司的技术积累和实力,以及整个行业的技术协作和发展情况,很难简单地判断哪种路径会被普遍采用。”钱乾向记者表示,“相较于One-Box或One-Board舱驾融合方案只是简单地将两个技术架构集成在一个‘盒子’中,真正的舱驾融合即One-Chip方案,核心是技术架构的统一。所以,从座舱向智驾融合或智驾向座舱融合的根本,其实是两种不同技术架构谁能优先对融合的架构进行统一,其中也包含知识体系的统一。只有底层技术统一,才能实现真正的跨域融合。”
  融合是综合性能力挑战
  舱驾一体虽然渐行渐近,但作为跨域融合的最先尝试,需要克服的技术难点依然不少。“坦诚地讲,舱驾一体的融合几乎全是难点。我们需要探索全新的软硬件架构和通信架构,这非常考验车企与一级零部件供应商的研发能力。除了技术难度大,管理方面的挑战也不容小觑。由于需要打通座舱与智驾功能,研发团队必须具备强大的横向整合与协调能力。”王韬表示。
  “与单一的域控制器产品相比,跨域融合的域控制器研发有非常大的变化。通信协议,数据的实时性、安全性,数据的交互等是难点。”汤文彬介绍称,“与此同时,跨域融合的域控产品还需处理不同域的访问机制,更要考虑系统整体的稳定性与可靠性。”
  “智能座舱与智能驾驶融合最主要的难点是技术架构的差异。智能座舱技术集中在人机交互、信息娱乐等方面,主要需要CPU和GPU分别提供通用算力和图形算力;而智能驾驶涵盖传感器、数据处理等领域技术的集成和应用,涉及复杂的实时决策和操控,主要需要GPU和NPU支持基于神经网络的智能驾驶算法和流程的调度。虽然都包含人工智能应用,但座舱主要是生成式大语言模型的应用,而智驾则涉及决策与规控算法,其技术架构具有明显的差异。”钱乾告诉记者,“从架构设计的角度来看,挑战体现为不同功能模块的集成和协同、复杂架构的工程化挑战、硬件资源分配和软件安全隔离、不同系统之间的数据传输与协同、跨域安全和性能要求的差异、不同领域开发团队的协同、复合型技术人才的缺口等。”
  汤文彬提到:“跨域融合也带来软件方面的变化。软件的重要性、复杂度越来越高,由于硬件选择可能逐渐趋于统一,功能的实现和调优将愈发依赖软件,智能座舱与智能驾驶对于实时性、功能安全的要求不尽相同,更需要一级零部件供应商具备出色的系统生态掌控及算法优化能力,能够集成不同软件组件,并在其间实现协调,实现访问良好、调度顺畅。”
  “在跨域融合的初期,软件开发确实比以往更加复杂。”钱乾认为,“不同的芯片、上层操作系统和应用生态往往有差异,所以软件开发需要针对不同芯片产品的功能和特性,选择不同的开发工具和方法。同时,不同的功能安全等级也要求在开发过程中考虑更多的安全性问题,以保证汽车系统的稳定性和可靠性,这便增加了软件开发的难度。此外,跨域融合架构,需要实现算法的融合,软件才能在瞬息万变的情况下快速响应,对实时性的要求越来越高。”
  需要指出的是,虽然前期开发难度高、成本投入大,但随着跨域融合技术架构的成熟、软件开发的充分,越来越多的功能组件、中间件将得以复用,后期的开发流程将得到较大简化。
  “域控制器的设计还需考虑到日益增长的功能需求和快速发展的技术创新。随着汽车智能化水平不断提升,跨域融合的控制平台也要能够适应新的功能需求和技术变化。”钱乾认为,“车企需要加强与产业链上游不同环节企业的技术合作,从前期的需求设计、架构研发到后期数据共享等环节,进行全流程全方位的协作。传统一级零部件供应商需要对内部企业资源和外部产业地位进行垂直整合,打造软硬件全栈的研发能力,由零部件供应商向系统方案解决商转型。”
  “价格战”无碍舱驾一体推进
  在跨域融合快马加鞭之时,国内汽车市场高度“内卷”的浪潮也以自己的方式影响着技术的上车应用。
  “2024年开年以来,整车市场铺天盖地降价的信息,几乎涉及所有车企、所有动力类型的车型以及大部分价格区间的车型。”卢星旺表示,“在这样的背景下,部分车企围绕更有性价比这个卖点开展工作,推动以座舱为单位融合更多的功能,例如车内外视觉的融合,这在入门级车型产品中体现出较为明显的趋势。还有部分车企努力做出‘差异化’,甚至开始加速推进中央计算单元的进一步落地。”
  “产品的安全性、可靠性、稳定性还要进一步提升;仍然需要大量的数据采集与训练来进行优化迭代;由于涉及多个技术领域的集成,研发成本必然高企,在车市‘价格战’正酣之时,控制成本是不能回避的挑战。”汤文彬说,“后续的规模商业化时间点取决于多个因素,包括技术成熟度、法律法规、市场竞争态势等。”
  “新技术开发初期的成本相对较高,如何在保持产品性能的同时控制成本将是一项严峻的挑战。特别是在目前国内车市严重‘内卷’的情况下,跨域融合新技术的初期应用,可能会受到成本压力的影响。”钱乾表达了同样的担忧。
  “‘价格战’的出现甚至持续,未必会影响跨域融合的市场化进程。相反,我个人认为它可能会起到一个反向提速的作用。”王韬认为,“‘价格战’的底层逻辑是成本竞争,而跨域融合恰好带来大幅的成本节约,这也是推动车企加速应用的市场因素。从这个角度来说,我看好舱驾一体会从入门级、中级车产品上大范围推开。”
  “在我看来,舱驾融合的商业化已经到来。预计随着技术的不断成熟、成本的逐渐下降和市场潜力的进一步释放,2024~2025年将有更多车企逐步实现量产应用,其市场规模将逐渐扩大。”钱乾向记者表示,“或许,并非所有车型都会实现舱驾一体。低端车型受成本限制,短期内可能不会采用舱驾一体系统。但单芯片的跨域融合产品将随着技术逐步成熟体现成本优势,进而达成更多的商业化应用。”
  尽管预期略有差异,但在记者的采访中,行业人士毫无例外地作出判断,2024年我国汽车行业已迎来舱驾一体“元年”。

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