版主信息与通信 2024-08-27

爱芯元速M55H：最值得选择的国产一体机主控SoC

当前，汽车上的智能驾驶功能是依靠各类硬件和软件得以实现，包括感知硬件、计算硬件、行车软件、泊车软件等等。

其中感知硬件包括摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、激光雷达等，计算硬件则包括由SoC、MCU等组成的计算单元，这类计算单元可以是一体机形态，也可以是域控制器（Domain Controller）形态；而在软件层面，过去多年业界都是以感知、规划、决策、控制四大算法模块为核心，如今随着技术迭代的演进，这几大模块最终将被大一统到一个大模型之中，从感知输出到车辆控制，直接端到端完成，这类技术目前已经被特斯拉、国内众多新势力造车以及自动驾驶公司奉为圭臬。

在智能驾驶产业链条上，爱芯元智车载事业部（品牌“爱芯元速”）主要研发和设计应用于计算单元的SoC，简单理解就是智能驾驶芯片，这类芯片有强大的感知单元以及AI处理能力，可以支持智能驾驶算法在其上运行，实现相应的智驾功能。

当然，除了智能驾驶，如今智能汽车上还有诸多功能升级，比如实体后视镜可升级为电子后视镜——使用摄像头替代镜面，覆盖更多视野盲区；还比如车内也开始越来越多地装配驾驶员监测系统、车内空间监测系统。这些新系统背后，都需要计算单元的加持，也就需要SoC，以此感知万物、计算世界。

面向智能驾驶层面，目前爱芯元速的车载SoC主要有两种应用形态：一种是前视一体机；一种是自动驾驶域控制器。

在前视一体机中，公司核心SoC产品M55H已应用非常成熟，目前进入到规模化量产阶段，在国内新势力车企零跑以及自主品牌车企广汽埃安的多款车型上搭载，助力车辆实现L2级别智能驾驶功能，包括AEB自动紧急制动、ACC自适应巡航、LCC自动车道保持等等。

今天我们就来聊聊前视一体机以及其中核心的SoC到底有哪些门道。先上个结论：SoC在前视一体机的成本占比为20-30%，无疑是核心部件。

一体机里有什么？

前视一体机就长这样（这是单目形态，也有双目形态和三目形态）：

它安装在车辆前挡风玻璃处：

当你把它的外壳打开，里面是密密麻麻的电路板以及各种电子元件和接口：

再拆一层，露出了更细节的面目：

于是我们发现了爱芯元速的SoC：

拆到这里，前视一体机的组成已经比较清晰了，主要包含：

摄像头（有单目&双目&三目之分）

SoC（ISP单元、AI计算单元、CPU单元）

MCU微控制单元（逻辑运算和存储）

各类电源管理器、存储单元、通信单元、各类接口及电路等等

这里要多说一句，目前前视一体机中，SoC和MCU是分立式的，后续，MCU也将集成进SoC中，且保证SoC尺寸不会有太大的增加，这也是目前爱芯元智正在研发的方向，请期待后续产品。

看完构型，再来看看前视一体机是如何工作的。

首先通过摄像头获取车辆前方图像，然后利用图像处理算法对图像进行预处理，如去噪、增强等，以提高图像质量。接着，通过特征提取和识别算法，识别出车道线、道路标志、交通信号、障碍物等重要信息，并对其进行定位和跟踪。

前视一体机感知检测效果

在获得这些信息后，前视一体机结合自车状态信息（如速度、加速度等）及其他传感器的数据（如毫米波雷达、激光雷达等），通过复杂的算法进行决策和规划。这些算法可以根据当前的环境和车辆状态，计算出合适的驾驶策略，如加速、减速、转向等等。

最后，前视一体机将计算出的驾驶策略转化为控制指令，通过接口发送给车辆的执行机构，如制动系统、转向系统等，从而实现对车辆的精确控制。

要通过前视一体机实现好用的智能驾驶功能，一颗强大的SoC以及优秀的应用层算法（特别是感知算法）缺一不可，爱芯元智的目标就是打造好SoC，并且做好相关的工具链，帮助算法商或Tier1用好这颗SoC，最终落地好用的智驾功能。

行业需要什么样的一体机SoC？

1）首要条件必然是性能足够好

这里的性能涵盖了很多个层面：

算力（AI算力、CPU算力）

ISP（感知优化、传感器支持）

视频编解码能力（数据闭环支持、DVR）

功耗控制

2）其次是成本控制

在当下这个产品卷了又卷、成本抠了又抠的时代，对于占据前视一体机20%-30%成本的主控SoC，当然不会被放过。所有车企都在寻找性能合适、价格更优的SoC。当然，抠成本也有科学抠法和暴力压价，这一点我们后文再聊。

3）其三则是SoC的国产化替代趋势

随着中国智能汽车产业以及半导体产业的发展，国产SoC相比于国外供应商已经有一定成本优势；而且本土化的产品和技术支持也更加迅速，服务更加到位；而在技术层面，目前在视觉处理能力层面，国产SoC要优于国外。这些原因综合起来推动了一体机SoC国产化的进程。

当然，从大环境来看，国家相应的政策也在助推国产化，因为目前国产化率依然有巨大的提升空间。根据国内外权威机构调研数据综合统计，2023年中国市场L2/L2+级别自动驾驶主控SoC供应仍然被外资供应商占据绝大部分份额，国产供应商的份额少于8%；而在一体机SoC市场，2024年上半年，外资供应商的份额占比依然超过60%。

国产化征途任重而道远，这也意味着像爱芯元智这样的国产SoC供应商，后续有更多的机会。

性能和成本控制关联的是一体机的产品力，而SoC国产化趋势则带来的是广大的需求。产品力出众，叠加需求的上涨，能满足这两项的供应商才能脱颖而出。

那么，爱芯元速M55H是如何满足这些需求甚至超越客户期待的？

爱芯元速M55H：

最值得选择的国产一体机主控SoC

M55H是爱芯元速首款量产的车规级主控芯片，具有多项创新技术和独特优势，它可以为智能驾驶提供充足的感知、计算和数据处理能力，满足不同场景的需求。

具体来看看这款芯片的性能：

M55H拥有业界TOP级别的高能效比（算力/功耗），其中AI算力达到8TOPS，相较于同级别产品有明显优势。在如此高算力的基础上，M55H的功耗控制也非常突出，在125℃结温、CPU&NPU负载80%的情况下，功耗低于3.2W；而在常温20℃，功耗更是低于1.5W，整体能效比可以做到5.3T/W，属于业界顶尖。

除算力和功耗这两项关键指标，M55H还有独门秘技：

其一，M55H是业界首款应用AI-ISP技术并规模化量产的一体机主控SoC，可实现黑夜成像、防抖除模糊、去雾除紫边等多项图像增强，大幅提升复杂环境感知能力。不但看得清，而且看得远，低照度下细节更丰富。而且，通过AI-ISP技术能够适配有成本优势的摄像头，提供极致性价比的系统方案。

其二，M55H集成了爱芯元智自研的高性能NPU，可以支持低位宽混合精度，提供算子指令集优化，拥有丰富的算子，在主流网络上性能优异(FPS)，满足AI算法的不断演进需求。

更重要的是，M55H上的AI-ISP、NPU皆为爱芯元智自研IP，技术上自主可控，而且可以快速迭代优化，现实点看，IP成本上也更加可控。

在成本控制层面，M55H与业界同类产品相比，成本要低5-10%；而基于M55H的前视一体机成本则要比国内外同类产品低15%-40%左右，这是如何实现的？

爱芯元智成立于2019年，虽时间不长，但已在边缘AI计算SoC领域大规模出货，2023年出货量超9000万颗。正是这些业务成绩，为公司发展车载业务积累了技术、人才和供应链资源，具体到M55H上，其实很多的资源和能力都是共用的，包括分摊研发成本、共用成熟的核心IP以及供应链和产线资源，所以这大大降低了其研发和制造成本。同时，芯片行业也是规模化经济，有了如此大的出货规模，整体的成本也能进一步压缩，所以你可以看到M55H拥有如此高的性价比。

正因为M55H作为SoC有如此优异的性能，所以在一体机整体方案上，我们选择传感器、MCU时就有更大的自由度，能挖掘出更低成本器件的潜力，实现整机系统降本。

当然，爱芯元智并不是要在行业内打价格战，而是通过体系化能力进行极致的成本控制，以此在市场中脱颖而出。

在安全性要求极为严苛的汽车行业，对任何一个部件都有极高的要求。爱芯元速M55H已经通过严苛的车规级验证，同时基于M55H打造的一体机方案也同样满足车规级要求，通过了主机厂客户对零部件严格的准入许可，为智驾安全保驾护航。