來源：electrek

　　編輯：夢佳、小勻

　　特斯拉靠什么顛覆傳統車廠，甩開眾多自動駕駛新勢力呢？

　　作為電動汽車行業的開拓者，特斯拉一度處于技術壟斷地位，不管是在電池性能方面，還是在車輛整體設計方面，每一步都遙遙領先于競爭對手。

　　作為頭部電動車企，技術的積累是特斯拉成功的第一要義。

　　特斯拉和臺積電合作發力 HW 4.0 自動駕駛芯片，「拋棄」英偉達后芯片自研一路高歌？

　　最新報道稱，特斯拉正在與臺積電合作開發 HW 4.0 自動駕駛芯片，預計 2021 年第四季度進行量產。

　　其實早在 2016 年，特斯拉就開始組建一個芯片架構師團隊，由具有傳奇色彩的芯片設計師 Jim Keller（原 AMD 首席芯片架構師）領導，開啟了自研芯片之路。

　　當時馬斯克就宣稱，「我們認為 Jim 帶隊開發的專用型 AI 芯片將會是全球最好的芯片」。現在看來這個理想確實距離現實不遠了。

　　特斯拉在自動駕駛芯片方面一騎絕塵？黃仁勛不服

　　目前國外自動駕駛芯片真正進入大規模量產車市場的也就三家，除了特斯拉以外，還有英偉達和 Mobileye。

　　在特斯拉走上自研之前，也曾先后用過 Mobileye 和英偉達的芯片。特斯拉曾在 2015 年與 Mobileye 合作，采用其芯片 EyeQ3，但因雙方存在極大分歧而分道揚鑣。

　　后來，特斯拉又轉向英偉達。英偉達產品算力不凡，但同時功耗也大，一度被馬斯克詬病為「性能一樣的耗電更高，耗電差不多的性能弱雞」。

　　黃仁勛聽聞馬斯克要自研之后回應，「不管出于什么原因，如果特斯拉沒能開發出自己想要的芯片，一個電話，我很樂意提供幫助。」這意思就像是，我一直都在。

　　后來老黃奮發圖強，在今年的廚房發布會上，大舉推發布了目前世界上算力最強的自動駕駛芯片方案——Drive AGX Robotaxi，算力 2000TOPS，但功耗高達 800W，劍指 L5 級自動駕駛！

　　黃仁勛和馬斯克「相愛相殺」喜聞樂見，今年廚房發布會上的自動駕駛芯片似乎也是對「前任」馬斯克的最好回應。

　　有礙于英偉達芯片的高能耗， 馬斯克說到做到，在自研之路上越走越遠。去年，特斯拉終于推出了 FSD（Full Self Driving 全自動駕駛）芯片，也就是當時宣傳的 Autopilot 硬件 3.0 的一部分，顧名思義，具備「全自動駕駛能力」。

　　馬斯克稱它是客觀上「全世界最好的芯片」，算力 144TOPS，功耗 72W，能效比 2TOPS/W，就目前來說，確實是量產車最好用的自動駕駛芯片。

　　按照發布會時公布的數據，FSD 相比于之前的 HW2.5 版本，每秒處理幀數提高了 21 倍，而功耗卻幾乎沒有增加。上一版用的正是英偉達提供的芯片。（目前英偉達 Xavier 芯片仍用在小鵬 P7 以及沃爾沃、奔馳、豐田等一些傳統車型

　　上）。

　　當時在推出這款新芯片時，馬斯克宣布，特斯拉已經在研發下一代芯片，預計新芯片的性能將比 FSD 要好 3 倍，但距離投產還有大約兩年時間。

　　China Times 披露了有關 HW 4.0 芯片及其生產時間表的細節信息:

　　「根據業界消息，博通與特斯拉(Broadcom）合作開發超大尺寸的車用 HPC 晶片，采用臺積電 7nm 制程，并首度采用臺積電推出的 SoW 先進封裝技術，新晶片將自第四季開始生產，初期投片約2,000 片，預計明年第四季后進入全面量產階段。」

　　特斯拉的 HW 3.0 芯片此前是由三星公司生產的，制程為 14nm。從報道來看，特斯拉要轉向 7nm 處理器，而臺積電正是先進制程領域的領導者。

　　報告稱，該芯片將用于「先進的駕駛輔助系統」和「自動駕駛汽車」，如果不出意外的話就是HW 4.0 芯片。

　　報告中的時間表顯示，第一批產品最早將于 2020 年第四季度投入生產，但這個時間很可能只是為了工程驗證。預計這款芯片的大規模量產要到 2021 年第四季度，意味著只有到 2022 年才能在特斯拉的車上看到這款芯片了。

　　7nm 大幅降低能耗

　　對于特斯拉來說，采用 7nm 工藝意義重大，因為它的主要優勢是能夠在電源電壓低的多的情況下(小于 500mV)工作，大幅降低能耗。

　　電力消耗一直是芯片的一個重大問題，尤其是用于電動車的芯片。減少能耗對于燃油車可能沒什么，畢竟芯片省的這點電也做不了什么，但對于電動車就不一樣了，畢竟電池不僅要供電給芯片運算，還有個更重要的功用是驅動車輛行駛。所以降低能耗也可以有效地提升電動車續航。

　　下一代芯片使用 7 納米工藝 nm 解決這個有效耗能，同仍然留有較性能提升的空間。

　　事故頻發，但馬斯克對 L5 級自動駕駛信心十足

　　想坐上電動汽車的第一把交椅，除了技術積累以外，也要想得足夠長遠。

　　特斯拉的 autopilot 發布以來，安全事故也時有發生，但是馬斯克從未退卻。

　　在 7 月舉辦的上海人工智能大會上，馬斯克夸下海口，稱特斯拉今年將實現 L5 級無自動駕駛。

　　他表示: 「我仍然相信，我們將在今年實現 L5 級自動駕駛的基本功能。」。

　　在馬斯克看來，實現目前自動駕駛最高級別 L5，不存在根本性難題，有待解決的只是細節問題。

　　L5 級，完全自動化，完全自適應任何駕駛場景。但是涉及到法律、高科技突破等限制，目前還需要進一步深入研發，對應的產品目前還沒有實現。

　　當然，在實驗室擁有 L5 級的自動駕駛能力不等同于可以將它交付給客戶，還要經過監管部門的各類審批。

　　外媒報道，盡管馬斯克的預想過于激進，但特斯拉的自動駕駛技術確實比競爭對手更優秀。

　　此外，近期特斯拉還開發出 Dojo 訓練系統，可以快速高效處理大量視頻數據，以改善人工智能系統的訓練。他表示，「Dojo 就像是一頭真正的性能野獸」。Dojo 有望為特斯拉 4D 化 （三維 + 時間）Autopilot 系統的開發提供強勁動力。

　　「需要一種真實的環境，來模擬」斯克說。「有什么比現實世界更復雜、更奇怪的了。我們創造的任何模擬都必然是現實世界復雜性的一個子集。」

　　馬斯克認為目前特斯拉的硬件已經基本具備，只需改進軟件，就可以完全實現 L5 級別的自動駕駛。

　　芯片甩開英偉達，電池能量密度夠開直升機

　　特斯拉備受期待的電池日(Battery Day)即將到來，馬斯克也給大家漏了點口風：批量生產 400Wh/kg 的高壽命電池并不遙遠，可能需要 3 到 4 年。

　　400Wh/kg 什么概念？

　　去年，馬斯克就表示，他曾設計過的電動直升機，400Wh/kg 的電池就可以驅動。

　　能量密度是實現更長駕駛里程的關鍵。目前，特斯拉 Model 3 使用的松下「2170」電池的能量密度約為 260Wh/kg，400Wh/kg 意味著比目前的能量密度提高 50%。如此高的能量密度還能使電動汽車的行駛里程增加約 280 公里。

　　那敢情好，天上飛的，地上跑的，都可能用這個電池。畢竟，馬斯克是個什么都喜歡嘗試的人。

　　電池是電動汽車的靈魂，但與傳統汽油車相比，續航上還沒能實現超越。

　　所以，研究人員正在絞盡腦汁地來提高所謂的「能量密度」，馬斯克的這個暗示，可能代表了特斯拉的重大突破。

　　研究人員一直在研究如何把電池的陽極從傳統的石墨轉換成硅，將電池的性能大幅提高。

　　但是，在像電動車這樣的高功率運作時，硅陽極可能會膨脹甚至破裂。

　　另一個想法是完全去除鈷，特斯拉正與寧德時代合作，后者正在開發無鈷電池技術。

　　特斯拉在加拿大的電池研究小組提出了新方法，即「雙鹽 LiDFOB/LiBF4 液體電解質的無陽極鋰電池」。

　　這個電池極具突破性，能夠達到馬斯克說的那種能量密度激增，重點是，不需要更高的成本。

　　除了能量密度，電池壽壽命也是重要因素。去年，該電池小組實現了 90 個循環的電池壽命。顯然，這對電動汽車來說不太夠。

　　但是，今年他們在《自然》上發表的新論文將無鋰金屬陽極電池的壽命延長至 200 次循環，這一年內的一個巨大改進。

　　研究團隊發現，在雙鹽電解液中，靜止的鋰在原地形成了一個不活躍的基質，在內部形成了大而密集的鋰柱——理想的鋰形態。以 50 次循環為例，

　　可惜的是，200 個循環仍不足以實現商業化。但可喜可賀的是，新論文發現了電池性能是如何退化的，而且他們已經找到了修復退化的方法。

　　不愧是特斯拉的研究人員，持續改進電池的速度很「特斯拉」。

　　上圖：無陽極電池(左)和鋰離子電池(右)兩者具有相同的容量

　　左下圖：無陽極電池(左)和鋰離子電池(右)的能量密度比較

　　右下圖：無陽極電池(紫色)與相同的電池數量和成本或相同的車輛范圍

　　目前，量產電動車的續航特斯拉依然領先，尤其是 Model S。Model S 在不停電的情況下行駛里程超過 600 公里。

　　WLTP 排名前 10 位的全電動汽車

　　第二、第三分別是特斯拉的 Model 3 和 Model X

　　特斯拉將于 9 月 22 日召開股東大會，并于當天舉行「電池日」活動。特斯拉的超長續航電池，可能會在電池日活動中正式與公眾見面。

　　從自研的 HW 4.0 自動駕駛芯片，到 L5 級自動駕駛的豪言壯語，再到碾壓各大廠商的電池能量密度，特斯拉一直走在電動汽車市場的技術第一梯隊，領跑了近 10 年。

　　特斯拉是目前為數不多能夠完全掌握電池、電機、電控核心技術的汽車品牌。

　　2018 年年底，特斯拉就已經擁有 850 項專利技術，前段時間，特斯拉又啟動了全球最大的一體鑄造機，讓車架實現了一體成型。

　　特斯拉要革的不只是 ABB 們的命，它每「入侵」一個領域，都會帶來翻天覆地的變化。

　　芯片、電池、自動駕駛、傳統制造，SpaceX 上天、Boring 入地，馬斯克的太空夢在地球先上演了。

　　參考鏈接：

　　https://twitter.com/elonmusk/status/1298017332904620033

　　https://www.chinatimes.com/newspapers/20200817000176-260202?chdtv

　　https://electrek.co/2020/08/18/tesla-hw-4-0-self-driving-chip-tsmc-for-mass-production-q4-2021-report/amp/

　　https://www.thedetroitbureau.com/2020/08/tesla-ceo-musk-hints-of-big-battery-breakthrough/

　　https://www.nature.com/articles/s41560-020-0668-8

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Tesla拥抱台积电：7nm自动驾驶芯片性能吊打NVIDIA 未来电池可开直升机的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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