1.特斯拉下一代自動駕駛硬件泄露

前置攝像頭從HW3.0 中的 3 個攝像頭減少到硬件 HW4.0 中的 2 個攝像頭。特斯拉要求 FCC 對某些文件保密，直到它在 2023 年 1 月中旬宣布硬件。

早在 2019 年，特斯拉公司推出其HW3.0全自動駕駛計算機(jī)。硬件更新為車輛帶來了更多的處理能力，最終使汽車能夠自動駕駛，至少在大多數(shù)情況下是這樣。

2023 年，有關(guān)新硬件4計算機(jī)泄露的謠言以及高清雷達(dá)泄漏之后，我們現(xiàn)在也看到了特斯拉硬件4自動駕駛套件的新攝像頭硬件泄漏。DriveTeslaCanada分享了新型前置攝像頭，冷卻風(fēng)扇和帶有新加熱元件的側(cè)置B柱攝像頭的照片。

這些圖片中最大的變化顯示前置攝像頭從硬件 3 的 3 個攝像頭減少到硬件 4 的 2 個攝像頭。這是可能的，因?yàn)橄鄼C(jī)具有更好的視野和更高的分辨率。B柱攝像頭中的新加熱元件也應(yīng)該有助于車輛在寒冷的天氣里清理攝像頭，因?yàn)樗鼈兛赡鼙谎┗虮采w。

目前尚不清楚特斯拉何時推出硬件4或配備新套件的車輛何時開始發(fā)貨，但預(yù)計至少將在最近宣布。據(jù) Electrek 報道，特斯拉要求 FCC 對某些文件保密，直到它在 2023 年 1 月中旬宣布硬件。

2.特斯拉FSD HW 4.0值得等待嗎？

如果您對即將推出的特斯拉FSD硬件（HW）4.0有所了解，那么您對FSD HW 3.0有何看法？

讓我們從結(jié)論開始：兩代FSD之間存在巨大差異，尤其是在底層硬件方面。

特斯拉FSD（HW3.0）配備了安森美AR0136AT的圖像傳感器，是2015年的產(chǎn)品，只有1.23百萬像素。

新一代FSD（HW4.0），如果不出意外，將首先安裝在Cybertruck上，該卡車在批量生產(chǎn)中一直被推遲。其中最大的變化是圖像傳感器從安森美的AR0136AT改為索尼的IMX490，像素增加到543萬。

IMX490具有2896（H）x 1876（V）像素，1/1.55型背照式堆疊式CMOS圖像傳感器，AD10位40fps，AD12位30fps，2280mV的高靈敏度，動態(tài)范圍為120dB，可擴(kuò)展至140dB。AR0136AT為1280*960像素，光學(xué)尺寸為1/3，IMX490是AR0136AT的兩倍。

大幅面光學(xué)器件的好處是雙重的。

首先，成像更好。因?yàn)楦蟮膫鞲衅骺梢越邮崭嗟墓?。光線越多，成像越好，信噪比越高。

其次，更大的傳感器更容易獲得廣角。即使是安森美在2022年CES上推出的830萬像素圖像傳感器AR0820AT，光學(xué)尺寸也只有1/2，仍然沒有索尼的IMX490那么大。

有效范圍

圖像傳感器像素的增加最直接的性能提升是有效范圍的增加。

當(dāng)然，在某種程度上，有效范圍也可以解釋為制造商自己的話。這是因?yàn)闆]有第三方組織來測試“有效范圍”。但業(yè)界目前有一個標(biāo)準(zhǔn)：對于大型車輛，范圍誤差不超過5%的續(xù)航里程是有效續(xù)航里程。

不太精確地說，如果輔助駕駛系統(tǒng)識別卡車的有效范圍是100米，那么識別成人的有效范圍約為10-20米，識別高達(dá)80厘米的兒童的有效范圍約為8-10米。

所有制造商都根據(jù)識別大型車輛的有效范圍進(jìn)行廣告宣傳，幾乎沒有參考意義。

與有效范圍的相關(guān)性最高的是圖像傳感器像素。Mobileye早期的一篇論文對此進(jìn)行了詳細(xì)的描述，如果你有興趣，可以點(diǎn)擊這里閱讀全文：https://www.cs.huji.ac.il/w~shashua/papers/IV2003.pdf

這里我只說結(jié)論：安裝高度為0.3米、水平視場為47度的0.3百萬像素攝像頭，卡車識別的有效范圍約為44米，1.3M像素的有效范圍約為180米，身高不超過80厘米的兒童只有約18米。

使用5.43百萬像素的攝像頭，有效射程可以達(dá)到80-90米。安全級別大大提高。索尼的 IMX324 圖像傳感器，7.42 M 像素，水平 FOV 為 32 度，可以清楚地看到 160 米外的限速標(biāo)志。

通常，主攝像頭的水平FOV為40-50度，長距離的FOV為25-35度。FOV越寬，有效范圍越近，但最重要的因素是圖像傳感器的像素。

三攝像頭到雙攝像頭甚至單攝像頭

傳感器光學(xué)尺寸大的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得更廣泛的圖像信息。

圖像傳感器的比較

索尼IMX490的另一個好處是其廣泛的垂直范圍。特斯拉目前使用的AR0136AT是4：3格式，這是一種較舊的設(shè)計?？紤]到顯示器的顯示比例一般為4：3格式，AR0126AT并不是專門用于智能駕駛的，畢竟是2015年的產(chǎn)品。

雖然最近OV和Onsemi的8.3 M像素圖像傳感器都是16：9的比例，但只有索尼的IMX490接近3：2的比例。索尼的設(shè)計考慮到了交通信號燈的高度并努力覆蓋它們，而OV和Onsemi的設(shè)計則試圖水平覆蓋它們，因?yàn)楣鈱W(xué)尺寸不夠大，所以他們選擇了16：9格式。

特斯拉是三攝像頭設(shè)計，之所以這樣是因?yàn)橐晥霾煌?，覆蓋范圍也會不同。為了覆蓋更大的范圍，需要三個攝像頭。特斯拉有三個35/50/120度的FOV。120度相機(jī)是超廣角，需要校正圖像畸形。

特斯拉模型3-三前置攝像頭

考慮到IMX490的超長和超廣覆蓋范圍，可以將35/50度的兩個攝像頭合二為一。即使 IMX490 使用 50 度 FOV，其有效范圍和寬度覆蓋范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 30 度 FOV 和 50 度 FOV 的 AR0136AT。

特斯拉一直注重成本，未來很可能從三個攝像頭變成兩個攝像頭甚至一個攝像頭。即使 IMX490 的 FOV 為 50 度，其覆蓋寬度也接近 120 度 FOV 的 AR016AT。

那么索尼的IMX490有什么了不起的呢？例如，十字路口的一些交通信號燈使用LED標(biāo)志，一些警告標(biāo)志也使用LED顯示屏。

由于人眼視覺的持久性，我們看不到兩個LED標(biāo)志之間的區(qū)別。但是圖像傳感器不同。如果圖像傳感器的幀速率與LED顯示的幀速率不同，則會出現(xiàn)閃爍。同時，LED的高亮度會特別敏感，導(dǎo)致相機(jī)無法正常工作。

LED 閃爍比較

目前的常規(guī)做法是檢測LED顯示屏并將其濾除。但是，有時LED信號顯示的信息非常重要，無法過濾。

索尼、OV和安森美都開發(fā)了相應(yīng)的解決方案。索尼是第一個成功開發(fā)它的人。OV和安森美在他們的8.3 M像素上也有此功能。其中，索尼和OV的技術(shù)路線相同，而安森美半導(dǎo)體是原創(chuàng)技術(shù)。索尼不需要后端ISP的配合，只有傳感器才能實(shí)現(xiàn)LED標(biāo)志的識別。

特斯拉FSD HW4.0芯片的猜想

如果特斯拉繼續(xù)HW3.0設(shè)計，5.36 M像素將需要至少1000TOPS的AI計算能力，高于Nvidia的Orin。考慮到成本因素，特斯拉的第二代FSD芯片很可能不會這樣做。

第二代FSD或HW4.0可能只使用5.36 M像素用于前置主攝像頭，其余5個仍然是1.23 M像素或升級到2 M像素。即便如此，初步估計特斯拉的第二代FSD芯片至少需要400TOPS的AI算力。

特斯拉的卷積算法，AI其實(shí)根本沒有AI，它依靠的是計算蠻力。如果像素加倍，計算能力至少需要增加 3 倍。

特斯拉卷積重構(gòu)流

做自動駕駛芯片就像積木，主要門檻是資本門檻。特斯拉在第一代FSD芯片中大方承認(rèn)，除了NNA是AI油門踏板外，其余都是從第三方IP購買的，比如ARM的CPU、ARM G71的GPU、Arteris的片上互連等。

特斯拉-FSD芯片

特斯拉NNA的裸片面積為47.54平方毫米，主MAC有9216個陣列，其中大部分交給SRAM存儲器。這是特斯拉一貫的設(shè)計。2021年特斯拉技術(shù)日上發(fā)布的Dojo芯片也是如此。其中大部分都給了SRAM存儲器，因?yàn)閷τ贏I操作來說，主要瓶頸是存儲，而最有效的解決方案是增加SRAM容量。

特斯拉-NNA

但缺點(diǎn)是SRAM存儲器占用了大量的芯片面積，面積與芯片的成本成正比。其次，SRAM很難使用先進(jìn)的工藝來增加密度和減少面積。

三星的14nm SRAM位單元尺寸為0.049平方微米，7nm為0.026平方微米。在邏輯元件方面，三星的14nm晶體管密度為3250萬個晶體管/mm2，而7nm 7LPE工藝已提高到9530萬個晶體管/mm2，增長了近3倍。

只需增加MAC和SRAM容量的數(shù)量即可輕松獲得400TOPS的算術(shù)能力，而無需太多技巧。對于三星的7nm工藝，裸片面積需要增加約100平方毫米。

特斯拉的第一代FSD芯片為260平方毫米，第二代FSD芯片預(yù)計為300平方毫米，成本預(yù)計增加40-50%。

為什么特斯拉選擇三星作為第二代FSD芯片代工廠

原因很簡單。一是臺積電價格高，運(yùn)力緊張。與此同時，特斯拉已經(jīng)與三星合作，第一代FSD芯片在三星位于德克薩斯州奧斯汀的工廠生產(chǎn)，特斯拉總部已經(jīng)在2021年搬到了奧斯汀。憑借位于同一城市的優(yōu)勢，合作和溝通更加方便。

三星的代工業(yè)務(wù)屬于系統(tǒng) LSI 部門。LSI部門的財務(wù)數(shù)據(jù)是公開的，但尚未向公眾公布鑄造業(yè)務(wù)的財務(wù)數(shù)據(jù)。鑄造廠是系統(tǒng)LSI部門的主要業(yè)務(wù)，但不是全部。

三星系統(tǒng)LSI部門的主要客戶包括三星的內(nèi)置手機(jī)等芯片，逐年下降，2021年下降約50%。

有些人可能會說利潤率低是因?yàn)槭莾?nèi)部客戶，但這實(shí)際上不是真的。三星系統(tǒng)的LSI部門在2020年的營業(yè)利潤率將達(dá)到11%，但隨著2021年更多外部客戶的加入，預(yù)計營業(yè)利潤率將降至7%。

顯然，內(nèi)部客戶貢獻(xiàn)了更多的利潤，對于外部客戶來說，三星正在以極低的價格與臺積電競爭，同樣的7nm，三星的價格可能不到臺積電的1/3甚至1/4。

當(dāng)然，如果特斯拉選擇三星，就不能選擇5納米工藝，因?yàn)槿堑?納米并不比7納米好多少，而且功耗也很高。特斯拉選擇了三星，而且只能選擇7納米，因?yàn)楣に嚤容^成熟。

為響應(yīng)美國政府的號召，為了貼近主要客戶英偉達(dá)和高通，三星于 2021 年 11 月正式宣布將投資 170 億美元在德克薩斯州建設(shè) S2-2 晶圓廠。

此前的S2-1工廠最高只有11納米，而S2-2工廠可以提供7納米工藝，預(yù)計2023年投產(chǎn)。特斯拉的第二代FSD計劃在S2-2中生產(chǎn)。

在S2-2工廠正式投產(chǎn)之前，特斯拉可能不會推出FSD HW 4.0，更不用說Cybertruck了。這也是為了最大限度地延長FSD HW 3.0的生命周期。如果你不急于購買特斯拉，你也可以等待FSD 4.0的發(fā)布。

審核編輯 ：李倩