麥肯錫:自動駕駛正在變成一個晶片和算力的競賽

麥肯錫發佈了一份報告《在生成式AI時代重塑自動駕駛》,自動駕駛正在從一個汽車工程問題,變成一個AI基礎設施問題。

圍繞軟體架構的換代、晶片和記憶體的軍備競賽和整個產業價值鏈的重新整合來探討,值得我們從晶片角度來看看。

01. 規則寫不出來了,交給模型學

自動駕駛行業的軟體架構正在經歷一次十幾年才遇到一次的大換代。

過去的做法是規則式的,工程師把"看到行人十米內要剎車""前方有錐桶要變道"這樣的指令一條條寫進程式碼。這套做法叫AV 1.0,天花板是永遠寫不完所有場景。

從規則式向端到端AI原生的轉移,端到端架構(AV 2.0)用Transformer模型直接學習從感測器輸入到駕駛決策的對應。

好處很明顯是在沒有見過的場景中也能做出合理反應,開起來更接近人類的駕駛行為。

落地路徑上,三種平行的架構選擇。

第一種是傳統做法,感知、規劃、控制各自獨立,程式碼大多是人工編的"if-then"規則,好處是每一步都透明可解釋,問題是適配不了複雜城市路況。

第二種是混合方案,用VLA(視覺語言動作)模型主導駕駛,外面再套一層規則做安全兜底。很多L2+系統走的就是這條路。

第三種是純端到端方案,一個模型同時處理感知和規劃。

它又分了兩個流派。

模組化端到端,感知和規劃是分開預訓練的模型,但聯合最佳化,好處是中間輸出可以獨立驗證,方便偵錯。

單片式端到端,一個巨型模型直接吃進感測器資料輸出駕駛指令,資訊損失最小,泛化能力最強,但像個黑盒子,你不知道它某個急剎到底是"看到了真的危險"還是"看錯了影子"。

端到端架構在高度變化的城市環境中表現得比傳統系統更好。但代價很大:模型可解釋性差,安全驗證困難,監管部門難以審批。

行業共識是,L2+會先大規模鋪開,因為人還在方向盤後面負責兜底。L3和L4靠純端到端上量,需要同時突破更省資料的AI模型、能模擬百萬級極端場景的模擬平台和更成熟的法律框架三個關卡。

多數中國消費者認為2035年之前大多數車就能實現完全無人駕駛,六成以上全球受訪者願意乘坐robotaxi。

中國市場最樂觀,消費者預期領先業界專家的判斷至少一個身位。

02. 晶片的戰場,真正的瓶頸不是算力

端到端架構帶來的算力需求爆炸,直接把晶片從"汽車的一個零部件"推成了"決定競爭力的核心變數"。

ADAS和自動駕駛處理半導體的全球市場,2025年約56億美元,到2035年會膨脹到超過460億美元,年複合增長率24%。ADAS/自動駕駛晶片在汽車半導體總價值中的佔比從不到6%跳到22%,大中華區預計是2035年最大的單一市場。

過去五年,行業一直在拼TOPS。誰的NPU算力更高,誰的晶片就跑得更快,這個邏輯在端到端時代不夠用了。

真正的瓶頸不是計算能力,是記憶體頻寬。

端到端模型參數量巨大,感測器資料流高解析度、多模態、高影格率,中間的啟動層資料體積遠超模型本身。系統在算力耗盡之前,頻寬已經先被堵死了。

系統變得受記憶體限制,而非受計算限制,高頻寬LPDDR記憶體、更大的片上SRAM快取、甚至HBM和先進封裝,正在取代TOPS數成為衡量下一代ADAS晶片的硬指標。

NPU也在取代GPU成為端到端晶片的主力。

AV 1.0時代,GPU用來跑感知模型;

到了AV 2.0,推理任務NPU更高效。CPU轉向做安全冗餘和系統調度,GPU退居輔助角色,做預處理和後處理。

延遲和確定性是另一個被忽略的維度。端到端系統的控制回路對時間精度的要求上了一個台階。感測器輸入、規劃決策、車輛執行這三個環節之間的時延,如果有幾個毫秒的不確定性,安全驗證的難度直接爆炸。

報告指出,片上互聯和低延遲通訊通道正在變成下一代E2E平台的關鍵設計約束。分佈式架構雖然靈活,但多晶片之間的同步延遲和安全驗證複雜度,很多整車廠承擔不起。

封裝也在卷。單片SoC提供最低延遲和最簡單的安全驗證,是當前主流。系統級封裝(SiP)是過渡方案,多顆die在一個封裝內協同。

Chiplet(芯粒)被認為是2030年後的終極解,可以把大晶片拆成小芯粒,升級某個功能不用重新設計整顆晶片。

但它在汽車安全場景下的驗證複雜度太高了,可能需要連接技術、軟體工具鏈和安全框架全部成熟以後才能真正上車。

03. 車不再是唯一的戰場,資料中心和軟體生態也在被改寫

端到端AI對算力的吞噬遠遠超出了車本身的範疇。傳統的ADAS開發,資料採集、標註、訓練、驗證的管線和今天的端到端系統比,算力需求不是一個數量級。

報告把驅動因素拆成三條:模型越來越複雜(Transformer、多模態基礎模型、VLA系統全都是巨型算力消耗者)、訓練資料規模膨脹(需要數百萬小時的真實駕駛資料做模仿學習和強化學習)、模擬驗證成為必需品(端到端模型太像黑盒,必須用海量高保真閉環模擬來生成極端場景、評估失敗模式)。

自動駕駛的經濟模型開始越來越像一個超大規模AI平台的經濟模型,行業已經分成了兩條路。

"輕算力"模式,傳統車企買現成的軟硬體方案,自己只做少量的車端適配,內部訓練算力需求不大。

"重算力"模式,robotaxi營運商和深度垂直整合的車企從頭訓練自己的端到端模型,需要的AI訓練叢集逼近90,000個H100等效GPU。

90,000個H100。這個數字放在五年前是科幻,放在今天是一個幾家頭部公司正在逼近的現實。

這麼多算力放在那,成了戰略問題。

全部上雲,彈性最好,但大模型訓練跑在雲端,GPU租賃費用在規模大了以後是一條陡峭的成本曲線。

全部自建,資料主權最安全,持續推理和工作負載的成本最可控,但缺乏彈性。

混合架構正在成為主流,資料和核心模型放在自己的機房,峰值訓練和模擬跑在雲端。

供給端還有一個更深層的趨勢:軟體和硬體正在經歷從耦合到解耦的長周期演變。今天為了追求極致的延時和確定性,頭部玩家在搞軟硬體協同設計,用專屬晶片跑專屬模型。

但報告引用多數業界專家的判斷,長期方向是軟硬體分離。車企要的是"感知、規劃、控制這些軟體層能在不同SoC上跑"。晶片公司也在投資開放介面、中介軟體抽象層和標準化軟體框架。

一個模組化的"混搭"生態可能在未來十年內形成:A公司做感知、B公司做規劃、C公司做模擬,全跑在標準化的硬體平台上。

小結

自動駕駛的下一個時代,競爭力取決於誰能建立行業最強的AI生態系統。

只把車造好的公司不夠,只把晶片做好的公司也不夠。能把汽車工程經驗、AI軟體能力、資料閉環和計算基礎設施這四樣東西同時做出來的人,才會定義未來出行的形態。 (芝能智芯)