上海嘉定自動駕駛示範區,路邊到處可見布置的智慧綜合箱和改造後的多功能綜合桿。超過400個路口被智慧化改造,部署了路側感知系統、交通訊號控制系統、車路協同通訊系統,透過雷射雷達、公釐波雷達、人工智慧相機等實作車路互聯。
如同為道路裝上了「大腦」和「眼睛」,「聰明的車」需要「智慧的路」,上海嘉定的試點是全國如火如荼的「智慧網聯天地一體」化行程中的一個縮影。
在頂層設計上,中國電動汽車已經在世界領先,贏得了汽車產業百年未有之技術革命的上半場。但在智慧化的下半場,芯片、算力、大模型、作業系統,我們還有很多「卡脖子」問題。
基於這樣的考慮,中國推出了智慧網聯汽車天地一體化的國家級戰略——用一張覆蓋空、天、地的網,把智慧以及非智慧的汽車、其他交通參與者、道路、雲、衛星連線起來,它們的融合不僅可以降低單車智慧硬體的要求,還反向推動空地通訊等多個產業技術的進步和打通,以及創造出效率更高、能耗更低、更加美好的智慧城市。
可以說,「智慧網聯汽車天地一體化」的未來是星辰和大海,對中國而言重要性不亞於一個全新的「萬億級高鐵計劃」。
但是技術的難點也極其巨大,比如衛星通訊與地面網路的通訊融合,天地一體網路通感演算法的融合等。國外也曾想打造類似「車路雲一體化」的方案,但後來因為相關技術不成熟、基礎建設推進的難度大等問題,方案被擱置了。
最近有一個新聞引起了行業的重視。吉利汽車研究院聯合多方開展的「智慧網聯汽車天地一體化關鍵技術研究及套用」計畫,圍繞低軌衛星和蜂巢式網路融合、國產化芯片研發及全新智慧化互動技術等三個維度開展創新性研究,實作了「新通訊、新芯片、新互動」三大核心創新。
由於這些突破性創新,吉利汽車研究院「智慧網聯汽車天地一體化關鍵技術研究及套用」計畫,榮獲「2024年度中國汽車工程學會科學技術獎」科技進步獎一等獎。
那麽問題也來了,困擾衛星公司、通訊公司的技術難題,吉利汽車是如何攻克的?作為一家汽車公司,吉利汽車為何要去做天地一體化的布局?
什麽是天地一體化
在「2024世界智慧網聯汽車大會」上,吉利控股集團董事長李書福表示,智慧架構、智慧座艙、智慧駕駛、「天地一體化」是吉利打造未來智慧網聯汽車的核心。吉利致力於透過「地面+低空+低軌」的無縫銜接,加速構建面向未來的「天地一體化」立體出行解決方案。
智慧網聯汽車是汽車百年變革的下半場,自動駕駛汽車將是這場變革的終局。但自動駕駛行業從2009年谷歌設立自動駕駛部門開始,至今已經15年,但全自動駕駛汽車仍無法落地,相關公司也無法實作穩定的盈利模式。
即使豪賭全自動駕駛(FSD)的特斯拉CEO馬斯克也曾承認對FSD的進展過於樂觀。在2024年年度股東大會上,他談到了困擾特斯拉FSD系統的重大難題,即FSD開發存在「蹺蹺板問題」,即改進一個模型可能解決一個問題,但同時可能引入新問題。
問題的根源在於,過去行業做得更多的是單車智慧,但這存在發展瓶頸,解決不了很多長尾問題。單車智慧解決的是一輛車的自動駕駛能力問題,這是重要的前提和基礎,但當自動駕駛汽車越來越多的時候,就會出現不同汽車品牌之間的智慧車和智慧車,以及智慧車和非智慧車混行的問題,就必須從全域和系統的角度去解決問題,方法就是智慧網聯汽車天地一體化。
包括車輛及其他交通參與者、智慧化路側基礎設施、雲控平台、通訊網路以及安全體系等相關支撐平台主體,以統一的架構和標準體系為支撐,將車路雲各個組成部份以安全、高效和可靠的方式有機聯系在一起,支持車路雲一體化相關功能的實作。
通俗來說,「智慧網聯汽車天地一體化」需要將智慧車上搭載的感知單元(傳感器)、計算單元(芯片等)、通訊單元在路上也裝一遍,這一整套的硬體方案可以被稱作數位道路基站,透過密集地鋪設數位道路基站,采集到的數據可以形成一條1:1數位孿生的虛擬道路。
上述這些數據可以透過雲、地面網路、低軌衛星等通訊等行業的協同,傳輸到智慧網聯汽車,以供其使用,最終實作「聰明的車+智慧的路+強大的雲」,加速智慧網聯汽車落地套用。
車路協同再加上單車智慧,可以在三個方面賦能自動駕駛汽車,分別是資訊全面性、處理及時性,以及全域賽局。除了達到單車自動駕駛最優外,還能助力整個城市的交通效率全域最優。
除了賦能道路,天地一體化還有更多的套用場景,低空經濟、水土保持、智慧農業、環境監測等等,可以說,天地一體化可以成為幾乎所有傳統行業智慧化轉型和提升效率的技術底座。
當然,想象很美好,現實中的挑戰也非常多且復雜。目前全球天地一體化衛星通訊並未形成統一標準,例如「手機直連衛星」通訊服務普遍采用私有衛星通訊體制,資訊封閉、技術保密,極大地增加了合作難度。此外,目前在商業航天領域民營企業紛紛入局,其私有通訊體制的潛在問題值得關註。
天地一體化的引入將促進傳統衛星通訊產業鏈與行動通訊產業鏈結合,帶來芯片、器件、天線等多個方面的技術融合以及挑戰。比如天地網路執行在不同的協定上,形成的異構網路需要進行多次協定轉換;天地一體化網路中,空間網路立體多層次、拓撲動態變化強、空間跨度大,地面網路節點隨機運動,這導致天地網的不同組成部份在網路拓撲穩定性方面差異巨大。此外,天地一體網路通感算融合理論還未成熟,感知、通訊和計算之間相互依賴關系的模型尚未建立。
而吉利汽車研究院領導的工作小組是如何解決這些問題的呢?
三大突破性創新
吉利汽車研究院此次獲獎有三個關鍵詞:新通訊、新芯片、新互動。
拿新通訊來說,天地一體化面臨的現實挑戰包括地面網路覆蓋不完整、地面設施受損導致通訊不可用、高精定位服務依賴高密度地面增強站、雙向私密性差,海量數據即時計算速率低、遠端控制通訊可靠性低等。
針對這些難題,計畫團隊首次提出低軌衛星和4G/5G融合通訊雙鏈路架構,設計出行業第一個從衛星設計、制造到組網的系統化架構,這一創新可為車輛提供高可靠、低時延、廣覆蓋的通訊服務,多並行測試衛星通訊成功率達到98%。
在高精定位服務方面,計畫團隊提出了獨有的地面與衛星網路雙鏈路數據播發和高低軌衛星補充增強技術,開發衛星播發高精服務與車端定位的融合技術,為智慧駕駛車輛提供全時全域的10cm高精定位服務,比行業平均水平高了近1倍。
這就是新通訊——低軌衛星和蜂巢式網路融合通訊技術。而且計畫團隊基於吉利星座打造低軌衛星和蜂巢式網路融合通訊技術,透過吉利星座目前在低空軌域成功發射的30顆衛星,具備全球即時覆蓋能力,賦能智慧出行。
再拿芯片來說,半導體已經逐漸成為智慧汽車的血液,但是中國的芯片還有很多卡脖子問題。
吉利控股推出了國內首款並唯一量產的7nm車規級芯片——「龍鷹一號」,研發了行業首創的車載多核異構架構、獨立功能安全島和完全擁有自主智慧財產權的資訊保安島。該芯片在CPU有效算力、記憶體頻寬、AI能力,以及擴充套件性、功能安全、資訊保安等多方面均保持行業領先水平。
針對車規級芯片存在的CPU和GPU算力利用率低的問題,計畫團隊行業首創CPU和GPU硬體隔離、其他計算單元及介面可靈活配置的多核異構架構,使算力利用率提升20%。針對車規級芯片存在的功能安全和資訊保安等級低等問題,計畫團隊設計了獨立功能安全島,采用隔離的數據通路安全設計,功能安全島認證達ASIL-D等級,保證芯片內數據的全鏈路安全;計畫團隊還開發了擁有完全自主智慧財產權的資訊保安島,實作芯片級別相容國密演算法和國際演算法,支持更多安全運算場景。
最後是新互動——新一代智慧互動技術。人機互動是智慧化體驗的關鍵環節,計畫團隊研發了全場景智慧辨識技術、關鍵任務算力管理技術和跨端算力共享互聯技術,開創了行業領先的多形態桌面框架設計理念,並解決了車機系統操作不流暢和人機互動體驗差的難題,透過手機和車機無感互聯、APP套用共享、算力共享,打造了新一代智慧互動體驗。
可以說,吉利汽車研究院「智慧網聯汽車天地一體化關鍵技術研究及套用」計畫突破了智慧網聯汽車芯片、作業系統、低軌衛星以及智算中心大數據雲服務等相關「卡脖子」問題和行業難題,擁有自主智慧財產權,實作芯片國產化替代,實作低軌衛星商業化套用,落實汽車強國發展戰略,同時推動衛星通訊國際標準制定。
而且吉利汽車的布局不止於此。智慧架構作為整車智慧化的基礎設施,是整車智慧化的底層驅動力,承載著「超級大腦」和「神經系統」的作用。超級算力、超大頻寬和超級智慧是整車智慧架構的叠代方向。智慧駕駛感知技術逐漸走向端到端和數據驅動,隨著大模型與智駕技術的結合,以及感知技術的叠代,智慧駕駛對端側AI算力的需求會逐步提升到700TOPS以上。
未來誰擁有了算力,誰就擁有了生產力。吉利部署了星睿智算中心,同時布局星睿AI大模型,擁有汽車行業最完善的人工智慧體系。星睿智算中心是吉利實作「天地一體化」和萬物互聯的算力底座,是全球車企第一個「雲、數、智」一體化超級雲端運算平台,同時也是國內車企中自建裝置規模最大、綜合算力領先、業務覆蓋領域最廣、智慧化支撐能力最強、高安全級別的智算中心。星睿智算中心算力已經達到了102億億次/秒。
星睿AI大模型是以星睿智算中心為算力底座的自研基礎大模型,融入吉利全球領先的NPDS研發體系和巨量的造車全鏈路場景資料庫,成為汽車行業套用場景最豐富、算力最強大、汽車專業知識體系最完備、數據與模型最安全可靠的大模型,是由中國車企自主打造的全球第一個汽車行業全棧自研全場景AI大模型。
中國唯一,世界唯二
2024年,吉利汽車加速技術創新,天地一體化、Ai銀河精靈、神盾短刀電池、GEA全球智慧新能源架構、吉利雷神EM-i超級電混等一系列創新成果得到廣泛套用。
截止到目前,「吉利星座」的衛星規模已達到30顆。到2025年,吉利計劃完成72顆衛星的發射與組網。衛星通訊技術將搭載於吉利多款車型上。哪怕是在深山、西北荒漠地區自駕遊,這些車型的使用者也不會面臨遺失訊號、無法與外界通訊的風險。
吉利推出的龍鷹一號芯片,作為首款國產7nm車規級座艙芯片,打破了高通對旗艦車機芯片的壟斷;攜手魅族聯合打造了銀河Flyme Auto智慧座艙系統,一舉讓吉利的車機軟體水平提升到第一梯隊。
現在的吉利已經在智慧化方面甩開了其他傳統車企一大截。而隨著一系列技術布局落地量產,今年的吉利終於開始爆發。根據吉利官方數據,2024年末,吉利汽車集團累計銷量2176567輛,同比增長超32%,超額完成全年200萬目標。其中,吉利銀河12月銷量達到69444輛,全年銷量494440輛,同比增長約80%。
吉利銀河已經成為今年汽車行業現象級的產品,爆款不斷,11合1智慧電驅、神盾短刀電池、雷神EM-i超級電混等等技術,也都由吉利自研而來,對比競品擁有代差級領先優勢。尤其是銀河Flyme Auto智慧座艙系統的搭載,是30萬級高端車上才有的智慧車機,首次進入到入門級市場,給消費者帶來了越級的體驗。全方面的技術領先,讓銀河新車出一款爆一款。
正如吉利汽車集團副總裁、吉利汽車研究院院長李傳海所說:「現在應該也到了收獲期。我們要想在市場上真正得到使用者的認可,關鍵還是要靠硬核技術實力,真正關註到使用者的痛點和能夠給他帶來超越期待的產品體驗。」
吉利「智慧網聯天地一體化」計畫成果已搭載50款車型,覆蓋A級轎車到中大型SUV,累計銷量100多萬輛,新增直接經濟產值超過百億元。
橫向來看,全世界範圍內技術布局與吉利汽車相似的只有特斯拉——同樣自研智駕芯片、FSD智駕系統、Dojo超算、聯合松下自研電芯、自研電驅等等,此外,馬斯克還擁有SPACE X、星鏈、xAI等產業。
從芯片到電芯、智駕系統、星鏈的布局,讓特斯拉站穩了全球市值最高的車企。這也表明吉利汽車無論業績成長性還是市值都有巨大的提升空間。
而且,吉利還布局了飛行汽車、甲醇汽車等等,技術儲備甚至位元斯拉還要更深、更廣。在其他車企還忙於卷價格、拼刺刀時,吉利顯然看的更加長遠。卷價格固然能讓中國車企在中國車市奪回一部份份額,但在未來,中國車企終將在全球市場與特斯拉正面競爭。
回顧日韓歐美車企的歷史,沒有一個國家的汽車工業是靠低價發展壯大的。中國車企也不可能靠價格戰勝特斯拉,唯有在技術實力上與特斯拉對齊,才能與其競爭成本、競爭技術。
馬斯克心系綠色能源、移民火星、全人類命運的願景讓其成為了全世界的偶像,而吉利同樣是心有繁星,前行不輟,透過科技型企業的技術布局引領中國汽車產業技術升級,在混亂價格戰中為中國汽車立下了一根定海神針。可以說,吉利的格局立於中國汽車產業之上,視角站在全球市場之中,這種擔當、責任感才是一個冠軍真正該有的樣子。