昇腾310、鲲鹏920、巴龙5000，解密华为的智能汽车芯片版图

作者 / 陈念航

编辑 / 王德芙

出品/汽车之心（微信 ID：Auto-Bit）

自 2019 年 5 月内部成立智能汽车解决方案事业部（Car BU）以来，华为的「车速」明显加快。特别是进入到 2020 年后，华为智能汽车事业部各条产品线可以说是捷报频传。

• 2 月，华为 MDC 智能驾驶计算平台以及智能电动平台（mPower）先后拿到了 ISO 26262 功能安全管理体系认证；
• 4 月，华为高阶自动驾驶解决方案（ADS）也顺利通过了汽车行业功能安全管理体系 ASIL D 认证；
• 5 月，华为又携手 18 家车企成立了「5G 汽车生态圈」，意在加速 5G 技术在汽车上的商用进程。

可以说，经过一年多的积累，华为智能汽车事业部在智能座舱与自动驾驶领域已经建立起了一套较为完善的软硬件产品体系。

未来这些产品将逐个进入「上车」进程。

如果从更底层来看，华为智能汽车的这套产品体系最为核心的部分，一定是华为自研的芯片，其中就包括构建起 MDC 智能驾驶平台的 AI 芯片昇腾以及高性能 CPU 鲲鹏，还有应用在智能座舱层面的 5G 通信芯片巴龙 5000。

芯片可以称得上是未来智能汽车最关键的「增量部件」。

昇腾、鲲鹏和巴龙的这 3 款芯片，很可能成为华为在智能汽车产业中成败的胜负手。

智能驾驶平台芯片：昇腾 310 + 鲲鹏 920

2018 年 10 月，华为在全连接大会上推出了 MDC 600 智能驾驶计算平台。

这个平台全面集成了华为自研的芯片，包括 CPU 芯片、AI 芯片、ISP 芯片和 SSD 控制芯片等。

其中，AI 芯片为「昇腾（Ascend）310」，CPU 芯片为「鲲鹏 920」。

昇腾 310 是一款主打低功耗的端侧芯片，采用的是 12nm 制程工艺，其最大功耗仅为 8W，算力达到了 16 TOPS，能效比为 2 TOPS/W，明显优于业界的平均水准。

这款芯片由台积电负责代工生产。

华为 MDC 600 上搭载了 8 颗昇腾 310。如果两块 MDC 600 并联，其最高算力能做到 352 TOPS，功耗为 300W。

作为一款 AI 芯片，昇腾 310 的一大亮点就是采用了达芬奇架构（Da Vinci）。

这个架构是华为自研的面向 AI 计算特征的全新架构，采用了 ARM 核心+AI 加速器的方式，官方称具备高算力、高能效、灵活可裁剪的特性。

具体来说，达芬奇架构采用 3D Cube ，针对矩阵运算做加速，大幅提升单位功耗下的 AI 算力，每个 AI Core 可以在一个时钟周期内实现 4096 个 MAC 操作，相比传统的 CPU 和 GPU 可实现数量级的提升。

同时，为了提升 AI 计算的完备性和不同场景的计算效率，达芬奇架构还集成了向量、标量、硬件加速器等多种计算单元，同时支持多种精度计算，支撑训练和推理两种场景的数据精度要求。

事实上，华为在自研达芬奇架构之前就开启了 AI 芯片的开发。

2017 年 9 月华为推出了号称是「全球首款手机 AI 芯片」的麒麟 970，这款芯片上集成了寒武纪（Cambricon）的 AI 模块寒武纪 1A。

后来，由于寒武纪的 AI 模块无法支持全场景应用等因素，华为结束了与寒武纪的短暂合作，转而自研 AI 芯片模块，这才有了达芬奇架构以及后来的AI 芯片昇腾 。

从这一插曲也能看出，华为对于关键技术的态度是：牢牢掌握在自己手中，而非仰人鼻息。

华为 MDC 计算平台除了有 AI 芯片昇腾 310 外，还有一颗主 CPU 芯片负责通用计算任务。

这颗芯片就是华为在 2019 年 1 月发布的「鲲鹏 920」，采用的更为先进的 7nm 制程工艺，号称是业界基于 ARM 架构的最高算力芯片。

鲲鹏 920 通过优化分支预测算法、提升运算单元数量、改进内存子系统架构等一系列微架构设计，性能得到了大幅提升，其主频可达 2.6GHz，单芯片可支持 64 核。该芯片集成 8 通道 DDR4，内存带宽超出业界主流 46%。

另外，华为官方称鲲鹏 920 单处理器的整型测试性能相比上一代提升 2.9 倍，大幅提升大数据、分布式存储和数据库等场景的并行计算性能。

在「上车」进程方面，搭载了昇腾 310 和鲲鹏 920 的华为 MDC 智能驾驶计算平台已经签下了超过 18 家客户，上汽、吉利、江淮、一汽红旗、东风汽车、苏州金龙、新石器、山东浩睿智能等企业都位列其中。

在智能驾驶之外，华为智能汽车事业部还有一个重要的业务板块就是智能座舱，车辆座舱要实现智能化，必然少不了网络通讯的接入。

车联网、车路协同的发展，也离不开 5G 技术的加持。

智能座舱 5G 通信芯片：巴龙 5000

作为华为的通信基带芯片品牌，巴龙系列芯片（命名取自西藏巴龙雪山）已经走过了十多个年头。

3G 时代，巴龙的上网卡将华为推入了全球顶级运营商的行列；

4G 时代，巴龙芯片系列是 LTE 产业发展进程中的里程碑，标志着 LTE TDD/FDD 进一步走向融合，推动实现 LTE TDD/FDD 网间全球漫游；

5G 时代，巴龙在 3GPP 标准冻结后，第一时间发布了全球首款 5G 商用芯片 Balong 5G01。

华为在 2019 年的世界移动通信大会上发布了最新的 5G 多模终端芯片 Balong 5000，这款通信基带芯片体积小、集成度高，能够同时实现 2G、3G、4G 和 5G 多种网络模式，具备能耗更低、延迟更短等特性。

另外，巴龙 5000 采用 NSA（非独立组网）和 SA（独立组网）的双兼容架构，可以灵活应对 5G 产业发展不同阶段下用户和运营商对硬件设备的通信能力要求，包括手机终端、车载终端、物联设备等。

巴龙 5000 芯片的推出，让华为在车载 5G 芯片领域占得先机。而其在基带芯片领域最大竞争对手的高通，目前仍没有相似的产品推出。

为了进一步推广车载端巴龙 5000 5G 通信芯片的应用，华为于 2019 年 4 月上海车展上发布了基于前者的 5G 汽车模块 MH 5000。

据测试，MH5000 的最高下行峰值速率达 2Gbps，最高上行峰值速率为 230Mbps，这样的速率可以让车载端秒下高清电影成为可能。

华为在 MH5000 发布当时表示，「作为未来智能汽车的重要通信产品，这款汽车模块将推动汽车行业迈向 5G 时代。」 这一 5G 汽车模块的诞生后，市面上又多了一个众多车企争抢的头衔：「首款 5G 汽车」。

现阶段，已确认搭载华为这一模块的车型包括了北汽新能源的高端纯电 SUV 车型 Arcfox α-T、广汽新能源的 Aion V 以及上汽荣威的全新 R 标车型 Marvel R。

华为已经联合 18 家车企成立了「5G 汽车生态圈」，这意味着未来还会有更多搭载巴龙 5000 芯片的「5G 汽车」面世。

往更长远看，业内大部分观点认为，高带宽、低时延的 5G 技术将是实现自动驾驶的关键。搭载 5G 芯片的车辆实现网络连接后，在车路协同（V2X）、自动驾驶的能力上也将更上一层楼。

华为芯片代工格局

华为的芯片产品非常丰富，这也使得华为在芯片设计与制造上的选择趋于多元化。

华为目前拥有全球排名第十的半导体厂商海思（HiSilicon），海思 2020 年第一季度的营收达到了 26.7 亿美元。

自 2004 年成立以来，海思已经建立起了完善的芯片产品体系，包括 SoC 芯片（麒麟系列）、AI 芯片（昇腾系列）、服务器芯片（鲲鹏系列）、5G 通信芯片（巴龙、天罡系列）、路由器芯片、NB-IoT 芯片，甚至 IPC 视频编解码和图像信号处理芯片等。

另据《日经亚洲评论》报道，华为还在和欧洲的半导体设计制造企业意法半导体联合设计手机和汽车相关的芯片。

意法半导体是 Mobileye EyeQ 系列芯片的代工方，也是特斯拉和宝马的供应商，其在汽车芯片领域有很强的实力。

有分析指出，华为与意法半导体合作是为了应对美国日益严苛的贸易限制。

半导体技术本身就是中美毛衣战的「重灾区」，美国许多的半导体技术企业都被限制向华为供货，其中就包括了与芯片设计强相关的 Synopsys（新思科技）和 Cadence Design Systems 等公司。

华为与意法半导体合作，可以有效避开一部分贸易限制。而且，华为本身就是意法半导体的前十大客户，有良好的合作基础。

不过，芯片设计只是华为打造芯片供应链条的一环，芯片制造仍然是华为目前必然要面对的瓶颈。

这也是为什么华为要和意法半导体联手设计芯片的原因之一，后续意法半导体很有可能会帮助华为代工芯片。

在更广阔的的版图上，华为与台积电、英特尔以及中芯国际都有芯片代工合作：

• 台积电主要代工的是麒麟系列处理器；
• 英特尔则为华为代工服务器相关芯片；
• 中芯国际代工曾代工过华为荣耀与创维酷开一起合作推出的电视芯片；

随着美国对华为的限制升级，华为的芯片代工格局正在悄然发生变化。

华为已经开始将芯片制造订单从台积电分散，原本由台积电代工的 12nm 麒麟 710A 已转由中芯国际 14nm 代工。

目前暂不清楚此前已经确定由台积电代工的昇腾和鲲鹏芯片会不会发生代工合作的转移。

在此种情况下，华为自己搭建芯片生产线资金和技术的挑战太大，更有效的做法是寻找没有贸易限制的代工方，比如本土企业中芯国际，或者位于欧洲的意法半导体。

事实上，意法半导体在芯片代工方面拥有很强的实力，其推崇的 FD-SOI（全耗尽型绝缘层上硅）芯片制造工艺技术受到了很多芯片设计商的青睐，其中就包括 Mobileye，其 EyeQ 系列芯片的前四代产品均由意法半导体代工。

今年 2 月，意法半导体还和台积电达成了合作，将联手开发氮化镓（Gallium Nitride, GaN）制程技术。

氮化镓是一种宽能隙半导体材料，相较于传统的硅基半导体，基于氮化镓材料的芯片在能耗比以及尺寸方面拥有显著的优势。

而后的 4 月，意法半导体又收购了氮化镓创新企业 Exagan，同样是为了布局氮化镓制程技术。

如若未来台积电不能为华为代工芯片，华为还可以将更多芯片制造订单转向意法半导体，这也是华为在这样的艰难时期能拥有的最好选择了。

一切过往、皆为序章。

昇腾 310、鲲鹏 920 以及巴龙 5000 只是华为芯「上车」的起点，华为在智能汽车芯片领域的征程才刚刚开始。

未来，在华为海思的芯片设计能力的加持下，加上与外部半导体厂商的联合开发，华为还将推出更多的车载端芯片。

5G 时代和自动驾驶时代即将到来，华为智能汽车芯片的版图正在加速成型。

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