2021年初，“芯片”再一次出现在大众的视野中。这一次的关键词是“短缺”。
从手机、笔记本电脑、摄像机等电子产品，蔓延到汽车行业，许多制造商们都在着急而又无可奈何的“保供”。从日本、韩国、印度，再到德国、美国和中国，许多工厂因为芯片的原因暂时停工。有专家表示，这一次的芯片短缺，有可能延续几个月甚至数年之久。
芯片短缺的背后，我们可以看到由于5G和人工智能的迅猛发展，带动各个产业的电子化和智能化程度提升，进而加速了对于芯片的需求。另外，芯片也是一个高壁垒行业，芯片涉及的技术门槛高、开发难度大、研发周期长，长期以来都是由国外巨头把持。
如果再对于芯片进行细分，那应用于汽车的车规级芯片，因为工作环境变化多、可靠性安全性要求高的特点，其标准和要求远高于消费级和工业级的芯片。目前车规级芯片的主要玩家包括荷兰的恩智浦、德国的英飞凌、日本的瑞萨电子、瑞士的意法半导体、美国的德州仪器、安森美等。
但是，科技创新的速度也许一直会超过巨头转身腾挪的速度。人工智能日新月异的发展，带动了AI芯片（人工智能芯片）的高速增长。巨石崩裂时，会出现些许的裂缝，透出机会的光。于是，我们看到一家成立仅仅5年多的AI芯片公司在近年来的快速崛起，2020年他们的车规级AI芯片出货量已经超过16万。
这家科技创新企业有个很有诗意的名字：地平线。
因为很难，所以去做
余凯博士是地平线的创始人和CEO。在创立地平线之前，他的主要研究方向都在软件算法、机器学习等领域，在2012年回国在百度成立深度学习研究院之前，余凯博士曾经在世界上最早从事卷积神经网络研发的5个实验室之一的NEC美国研究院担任媒体实验室主任，也在斯坦福大学计算机系担任兼职教授。
在百度工作期间，两件事儿启发余凯博士思考AI芯片的问题。首先，当时百度在国内最早应用并行的大规模云GPU服务器做神经网络训练，过程中余凯博士意识到，CPU和GPU是非常不同的，芯片的架构应该更好的软件的发展。其次，在领导百度的无人驾驶项目时，车的后备箱被机器塞得满满的，而且由于当时的芯片都是为服务器端来设计的，功耗很高，所以使得机器发热的非常厉害。
余凯博士思考之后认为，如果要实现人工智能更好的应用，并且加快效率，仅仅依靠软件是不够的，还需要为人工智能设计专门的芯片。
地平线创始人、CEO 余凯（受访者供图）
站在2021年的时间节点回望产业和技术的发展，AI芯片近年来的高速发展，也验证了余凯博士当时的判断。根据赛迪顾问（CCID Consulting）发布的《中国人工智能芯片产业发展白皮书》的数据显示，AI芯片市场规模在2019年超过100亿元，是2017年的2倍。并且预测在之后的几年保持40%-50%的增长速度，在2023年突破500亿元，在2024年接近800亿元。
从技术和产品的角度出发，AI芯片也实现了从通用向定制、专用化的方向发展。根据前瞻产业研究院的研究表明，目前AI芯片主要涵盖云端训练、云端推理和终端推理三个领域。
云端训练芯片对于算力、精度的要求非常高，而且还需要具备一定的通用性，以适应多种算法的训练，目前英伟达的GPU保持领先；云端推理芯片更加看重综合能力，包括算力能耗、延时、成本等等因素，GPU、FPGA、ASIC等技术路径都得到应用，谷歌、英特尔、赛灵思等厂商正在纷纷布局。
而终端推理芯片需要和差异化场景结合，满足低延时、低功耗等需求，并且衍生出众多细分市场，例如自动驾驶、智能安防、智能手机等，其中ASIC芯片逐渐成为主流路径。
产业和技术的发展趋势，促使余凯博士做出进入AI芯片的决定。那为何又选择做汽车AI芯片呢？
余凯博士说，第一个原因，因为对于产业终局的思考。
随着汽车智能网联趋势的不断深化，汽车电子电气架构也逐步向集中化发展，由ECU集成升级为域控制器，未来有向车载中央计算平台演进的趋势，内部结构趋向于简化，需要更为强劲的算力，支持丰富的软件功能的迭代升级。而目前制约智能汽车发展的核心瓶颈就是汽车智能芯片的算力不足。根据国际知名咨询公司罗兰贝格的测算，在L1至L3级自动驾驶阶段，汽车的算力需求大约为2.5 TOPS（Tera Operations Per Second，1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作）；而到L4级/L5级自动驾驶，算力需求分别达到24 TOPS和320 TOPS，呈指数级增长。
“地平线坚定地信仰未来机器人会无处不在。那机器人里第一个大规模落地应用的一定是智能汽车。智能汽车是堪比计算机诞生级别的颠覆式创新，也是人类历史上第一个真正意义上的移动智能终端。它能够自主感知、决策，以及实现人机交互。所以地平线选择为未来的机器人去做芯片计算平台这样一件事情，而且从智能汽车的芯片，这一清晰的赛道入手。”余凯博士介绍说。
余凯博士说的第二个原因，因为“难”。
根据笔者的整理，车规级芯片相比消费级和工业级的芯片，首先在工作环境方面变化更多。例如，消费级芯片的温度要求在0-40℃，工业级在-10-70℃，而车规级的要求则达到了-40-155℃，此外还面临高振动、多电磁干扰等外部环境；其次，可靠性安全性要求高。汽车的设计寿命在15年或者20万公里，远远大于消费电子和许多工业产品的寿命要求；再次，车规级芯片涉及汽车主机厂的安全因素，所以一般要2年左右时间才能完成车规级认证，进入车企的供应链。
“做车规级的AI芯片非常难，因为涉及到非常长链条的基础研发，以及长时间的研发投入。也正是因为很难，所以这是一个高壁垒、高门槛的行业，是适合我这样信仰长期主义的创业者去做的事情。”余凯博士说道。
创业以来，没有一天是轻松的
回溯历史，在2015年地平线成立时，当时AlphaGo和李世石的世纪大战还没有开始（2016年3月），谷歌都没有宣布要做AI芯片，深度学习算法还是非常专业领域的话题。无论是和投资人聊融资，还是和候选人聊合作谈工作，把底层的机理说明白了已经非常不容易，最后再加上AI芯片，许多时候确实应者寥寥。
就在这艰苦的2015到2017年期间，地平线逐步搭建起了技术团队，在2017年12月发布了中国首款边缘人工智能视觉芯片，包括面向自动驾驶的征程系列（Journey）和面向智能摄像头的旭日系列（Sunrise）。2019年8月，地平线对外发布国内第一款车规级AI芯片征程2。根据官方介绍，征程2具备超4TOPS的等效算力，典型功耗为2W，并且每TOPS的算力可以处理的帧数可达同等算力GPU的10倍以上。
2018年开始地平线的管理团队更为关注商业化应用，为许多研发自动驾驶的主机厂提供芯片。余凯博士提到，当产品一开始并不是那么标准化的时候，有时候可能连清晰明确的使用说明书都没有，只能投入资源做许多集成的工作、做服务。
特别是说服传统的主机厂搭载AI芯片，更是难上加难。主机厂的要求是零缺陷率，需要上百万的出货量来证明。而地平线作为一家创业企业，之前没有量产历史。余凯博士强调，他和团队一直在坚持“愚公移山”的精神，“不断的去和客户交流，而且是拿着实际的产品、系统，测试的真实数据去说服客户，地平线可以做出车规级的芯片，而且性能和国外的领先产品相比也并不差。”
外部的环境对于年轻的地平线来说，既有挑战，也在缝隙中充满着诸多机会。特斯拉的FSD芯片自研自用，目前全球厂商中达到车规级量产等级的产品，一家是英伟达及其Xavier，另一家是背靠英特尔的Mobileye及其EyeQ5。但是国外的竞争对手，大部分情况下不会针对中国的主机厂去做定制化的产品和服务，而且合作条款、技术支持等方面的要求往往更为严苛。地平线则立足中国市场，在沟通合作方面具有优势。而且，地平线还提供了工具链和算法的参考模型，让主机厂可以定义产品，从比较成熟的阶段起步，加快开发速度。同时，许多国内的主机厂的正向开发能力越来越强，也越来越多有自主研发、技术可控方面的诉求。
在这样的背景下，刚刚过去的2020年对于地平线来说，是开启车规级AI芯片前装量产的元年：2020年6月，搭载征程2的长安UNI-T正式量产上市，9月，搭载征程2的奇瑞新能源蚂蚁上市，12月，征程2的出货量突破了10万。2021年1月，智己汽车（上汽集团联合浦东新区、阿里巴巴推出的汽车品牌）宣布搭载征程2。
地平线发布的面向自动驾驶的征程系列（受访者供图）
此外，综合媒体报道，地平线已同奥迪、一汽红旗、上汽集团、广汽集团、长安汽车、比亚迪、理想汽车、长城汽车等车厂，博世、大陆、佛吉亚等Tier 1厂商达成深度合作。
“创业五年多来，我觉得没有一天是轻松的，每天都需要面对各种各样的挑战，包括融资方面的挑战，也有很多管理、市场、产品战略方面的挑战。”余凯博士说道。
耐得寂寞，坚持长期主义
在和余凯博士访谈的过程中，“耐得寂寞”、“长期主义”是他常常提起的。我也很好奇他是如何理解长期主义的。
余凯博士解释说，当时选择做汽车智能芯片，就是希望伴随产业和技术发展的趋势，去做长期的发展，通过步步为营的成长，最终企业构筑起很宽的护城河。“就像当年的PC产业链，从286、386、486一步一步发展起来，而不是第一天就可以发展到586。如果钱能够砸出来的事情，创业公司其实是不好做的，因为巨头不缺钱。我希望地平线做的事情，核心壁垒不是钱，而是不可置换的时间投入。”
余凯博士进一步表示说，坚持长期主义是要以成就客户为中心的。“内部也有过争论，地平线是技术创新为导向，还是以客户为导向？争论的结果是以成就客户为中心。因为创新是没有标准的，而客户的需求则更多是世界怎么看我们。企业要长期发展，要在一个绝对坐标系里去判断，是不是今天比昨天做的更好。”余凯博士也表示，满足客户的需求，也是他在创业过程中不断加深认识、不断坚定，而且不断让自己和整个团队都变得更好的唯一方式。
“要坚持长期主义其实是一件很难的事情，因为那意味着对于许多短期的、眼前的诱惑，需要去延迟满足，需要去说不。这种坚持对于年轻人来说更难。因为年轻人希望在工作中有快速的正向反馈，比较快拿到结果，这样才有方向感。要耐住寂寞、要几年的奋斗和努力才能看到结果，对于许多年轻人来讲是很难的。”
余凯博士提到，一开始提出要做车规级的汽车AI芯片，团队许多年轻人恨不得把整个自动驾驶的车辆都做出来，要在路上跑，总觉得做自动驾驶的，比做底层芯片的，更加风光。曾经在战略研讨会上大家吵得不可开交，最后冷静思考，还是应该做产业的赋能者，“把大家要拓展商业边界的膨胀思维，不断收敛回来。”
余凯博士进一步解释说，“从辅助驾驶到自动驾驶，是一个长期的，需要一步一步的过程，中间的每一步都是需要芯片的。我希望地平线的模式是跟着整个产业演进的节奏，每一步都可以挣钱，而不是最后搞成了才能挣钱，这样的商业模式是不够健全的。”
“当然，对于长期主义坚持的体现，并不是在团队顺风顺水的时候，而是在遇到真正挑战的时候。地平线的文化价值观里面很重要的一条就是耐得住寂寞，这件事不能只是嘴上说说，也不是刻在墙上，而是需要核心管理团队，尤其是我本人作为CEO，要在每一次的选择中让大家看到我真正的选择是长期主义。久而久之，这会形成整个公司的信仰。”余凯博士最后说道。
2020年2月24日，国家发改委、工信部、交通运输部等11部委联合印发《智能汽车创新发展战略》，开篇第一句话就提到说，“新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向。”，并且提到，“发展智能汽车对我国具有重要的战略意义。”
行业研究也预测了智能汽车的快速发展。根据IDC在2020年10月发布的《全球自动驾驶汽车预测报告（2020-2024）》数据显示，2024年L2级自动驾驶的市场份额预计将达到34%，出货量达到1843万辆，而更高等级的L3级和L4级的自动驾驶车辆，出货量也将达到69万辆和17万辆。
地平线也在继续前行，把握智能汽车发展的浪潮。根据余凯博士介绍，2021年面向下一代智能驾驶场景的征程5芯片就将发布，届时AI性能将比肩特斯拉FSD。而且余凯博士还有更为远大的目标，“2020年到2023年的目标是冲刺中国市场汽车智能芯片领域的第一名，到2025年希望拿下全球市场30%份额。”
期待地平线，这家年轻的科技创新公司，带给我们更多的惊喜！
