HW 3.0 版 Model 3 拆解：特斯拉終歸也得向成本低頭

雷鋒網(wǎng)按，作為一款 2017 年 7 月份正式交付的車型，特斯拉 Model 3 已經(jīng)不年輕了。不過(guò)，通過(guò)軟硬件升級(jí)（硬件從 HW 2.5 換到了 HW 3.0），Model 3 依然擁有強(qiáng)悍的產(chǎn)品力，未來(lái)更是能輕松升級(jí)到全自動(dòng)駕駛。

至少，特斯拉是這樣承諾的。

相比于其大哥 Model S 與 Model X，Model 3是特斯拉首款真正意義上的“平民”電動(dòng)車。去年 HW 3.0 面世后特斯拉向用戶承諾，只要購(gòu)買 FSD 套件，就能在售后獲得 HW 3.0 升級(jí)。

當(dāng)然，即使你花了 FSD 的錢，現(xiàn)在也用不上全自動(dòng)駕駛。畢竟，現(xiàn)在的 FSD 只能算是個(gè) Autopilot 強(qiáng)化版。不過(guò)，Musk 依然對(duì) FSD 信心滿滿，今年 7 月份還計(jì)劃再次提高其售價(jià)。

因此，特斯拉的信徒們對(duì) Model 3 的探索也遠(yuǎn)未結(jié)束。那么，新的 HW 3.0 到底為 Model 3 帶來(lái)了什么轉(zhuǎn)變？未來(lái)這款碗大量又足的車型又將如何進(jìn)化？今天，我們就針對(duì)其車載傳感器與 ECU 進(jìn)行一番解讀。

成本優(yōu)先

最近幾年，車載芯片的地位開(kāi)始變得越發(fā)重要，因?yàn)槠渌懔κ侵务{駛員輔助、自動(dòng)駕駛和主動(dòng)安全功能的中流砥柱。

為了優(yōu)化此類功能，許多 OEM 商與一級(jí)供應(yīng)商開(kāi)始用攝像頭、雷達(dá)、LiDAR 等傳感器武裝車輛，幫它們獲知周邊環(huán)境信心。當(dāng)然，傳感器采集的所有信息都要匯集到一起，這時(shí)控制單元的重要性就體現(xiàn)出來(lái)了。

鑒于特斯拉在公眾中一直有著“高科技”的品牌形象，因此 Model 3 上的各項(xiàng)硬件自然成了黑科技的代名詞。

不過(guò)，System Plus 公司 CEO Romain Fraux 卻一針見(jiàn)血的指出，特斯拉在設(shè)計(jì) Model 3 之初主要目標(biāo)其實(shí)是縮減 ADAS 系統(tǒng)的成本，以便拉低該車型的售價(jià)。

在 Model 3 上，特斯拉標(biāo)配了 8 顆攝像頭，1 顆雷達(dá)和 12 顆超聲波傳感器。至于 LiDAR，Musk 則選擇無(wú)視。

賦能 ADAS 的傳感器

Model 3 的傳感器陣列中包含 8 顆攝像頭，它們能為車輛提供 360 度視野，探測(cè)半徑更是高達(dá) 250 米。12 顆超聲波傳感器則是視覺(jué)系統(tǒng)的補(bǔ)充。兩套傳感器相結(jié)合，不但保證了遠(yuǎn)距離探測(cè)能力，相對(duì)于此前系統(tǒng)精確度還實(shí)現(xiàn)了翻番。除此之外，Model 3 的傳感器套裝還整合了處理能力增強(qiáng)版的前視雷達(dá)系統(tǒng)。它能為車輛提供額外的環(huán)境數(shù)據(jù)，同時(shí)在雨霧、砂塵等天氣充當(dāng)安全冗余，甚至直接“穿過(guò)”前車為 Model 3 提供“千里眼”視角。

在攝像頭配置上，車頭安裝了 3 顆負(fù)責(zé)前方視野，與雷達(dá)形成互補(bǔ)。這 3 顆攝像頭技術(shù)特性并不相同，其中充當(dāng)主攝那顆探測(cè)距離達(dá)到 250 米，但視場(chǎng)很窄，其他 2 顆探測(cè)距離分別為 150 和 60 米，但視場(chǎng)要寬上不少。另外 5 顆攝像頭則負(fù)責(zé)監(jiān)控車輛側(cè)面和后方，其探測(cè)距離可達(dá) 100 米。

至于那 12 顆超聲波傳感器，工作半徑就只有 8 米了。不過(guò)，它能在任何速度下穩(wěn)定工作，對(duì)車輛控制盲區(qū)相當(dāng)有用。這些傳感器采集到的數(shù)據(jù)還會(huì)被 Autopilot 拿來(lái)變線用。最后，有關(guān)車輛方位的確定，特斯拉用的還是 GPS。

前視攝像頭

為了處理前方視野，特斯拉專門開(kāi)發(fā)了三攝模組配合三顆圖像傳感器使用。Model 3 還搭載了 2 顆前視側(cè)邊攝像頭，2 顆后視側(cè)邊攝像頭與 1 顆后視攝像頭。

像素方面，這 8 顆攝像頭均為 120 萬(wàn)像素，技術(shù)來(lái)源于 2015 年的 On Semiconductor 產(chǎn)品?！八鼈兌际切┍阋素?，技術(shù)上也不新，分辨率更是不行。”Fraux 說(shuō)道。

從一家供應(yīng)商一次買齊 8 顆攝像頭也意味著，“特斯拉想要拿到一個(gè)最優(yōu)惠的采購(gòu)價(jià)。”Fraux 解釋道。

三攝系統(tǒng)有什么玄機(jī)？

特斯拉的這套三攝系統(tǒng)用了 On Semiconductor 的 120 萬(wàn)像素（1280x960）AR0136A CMOS 傳感器，單個(gè)像素尺寸為 3.75μ。

為了進(jìn)行一番比較，System Plus 找了采埃孚的 S-Cam4 三攝系統(tǒng)。這套系統(tǒng)搭載了 Omnivision 的 COMS 傳感器與 Mobileye 的 EyeQ4 視覺(jué)處理器。

如上圖所示，特斯拉的 PCB 封裝技術(shù)與寶馬的不同。德國(guó)巨頭更傾向于將不同的傳感器放在不同的 PCB 上。特斯拉的前視三攝模組則將所有 CMOS 放在了一塊 PCB 上，而且沒(méi)有負(fù)責(zé)處理的 SOC。采埃孚的 S-Cam4 則有 Mobileye 的視覺(jué)處理器支撐。

On Semiconductor 的成熟傳感器加不需要后處理的特性讓這種低成本攝像頭模組終于成功完成了成本管控。據(jù)悉，采埃孚的三攝系統(tǒng)成本大約要 165 美元，而 Model 3 則只要 65 美元。

雷達(dá)

在雷達(dá)模組上，特斯拉求穩(wěn)心態(tài)也暴露無(wú)遺，它們選擇了大陸集團(tuán)的 ARS4-B。ARS4-B 用到了 77GHz 的雷達(dá)芯片組與恩智浦的 32-bit MCU。Fraux 指出，雖然聯(lián)發(fā)科與德州儀器都對(duì)車載芯片市場(chǎng)虎視眈眈，但恩智浦與英飛凌依然是無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)先者。大陸集團(tuán)則在雷達(dá)模組上優(yōu)勢(shì)巨大。ARS4-B 至少已登陸 15 款車型，包括奧迪 Q3，大眾途觀、日產(chǎn)奇駿等重量級(jí)產(chǎn)品。

雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))獲悉，大陸集團(tuán)還有一款名為 ARS4-A 的雷達(dá)系統(tǒng)，主要用于碰撞預(yù)警、緊急剎車輔助、碰撞緩解和自適應(yīng)巡航。這款產(chǎn)品的強(qiáng)大之處在于其遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)測(cè)量能力，250 米的范圍內(nèi)精度可達(dá) +/-0.2 米。近距離測(cè)量也能達(dá)到 70 米，還能直接拿到兩個(gè)物體之間的相對(duì)速度和角度數(shù)據(jù)。

特斯拉計(jì)算單元

特斯拉自研了一款“液冷雙核計(jì)算平臺(tái)”，直接囊括了 Autopilot 與信息處理計(jì)算機(jī)。簡(jiǎn)言之，它們被安置在兩塊電路版上，但整合進(jìn)了一個(gè)模組。

具體來(lái)說(shuō)，新的計(jì)算平臺(tái)整合了負(fù)責(zé)中控信息娛樂(lè)的 ECU 與 Autopilot ECU，而在 HW 2.5 時(shí)代，Autopilot 用的還是英偉達(dá)的 SoC 與 GPU。

雖然天才如 Musk，一條龍自主化也不現(xiàn)實(shí)，因此在自研 FSD 后，它們還是要用到英偉達(dá)的 GPU，英特爾的處理器，恩智浦與英飛凌的微控器，鎂光、三星的閃存以及意法半導(dǎo)體的音頻放大器。

Autopilot ECU 的進(jìn)化

System Plus 注意到，特斯拉在計(jì)算能力上的進(jìn)化已經(jīng)在 Autopilot ECU 上有所體現(xiàn)了。在 HW 2.5 時(shí)代，特斯拉整合了兩塊英偉達(dá) Parker SoC，一塊英偉達(dá) Pacal GPU 和一塊英飛凌的 TriCore CPU。到了 HW 3.0 時(shí)代，特斯拉則用上了兩塊自研 SoC，兩塊 GPU，兩塊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器和一塊鎖步 CPU。

與奧迪 A8 上那套采埃孚的系統(tǒng)相比，特斯拉的價(jià)格實(shí)惠不少，還有了安全冗余。

HW2.5 vs. HW3.0

Fraux 表示，同樣的體積下，特斯拉在 HW 3.0 里塞進(jìn)了更多零部件（4746 個(gè)，比 HW 2.5 多了 65 個(gè)零部件）。

雷鋒網(wǎng)了解到，制程方面，特斯拉的自研 SoC 為 14nm，比 HW 2.5 時(shí)代英偉達(dá)的 16nm 要先進(jìn)一些。Fraux 指出，這也是汽車第一次用上 14nm FinFET 芯片。

自研 SoC 才真香？

在汽車行業(yè)，自行設(shè)計(jì) ASIC（專用芯片）的做法已經(jīng)很少見(jiàn)了。因?yàn)樗L(fēng)險(xiǎn)太大了?！俺悄愎緝?nèi)部一個(gè)天才的硬件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)”，F(xiàn)raux 解釋道。鑒于現(xiàn)在的汽車市場(chǎng)并不像從前火熱，自掏腰包設(shè)計(jì)芯片就更顯得得不償失了。

不過(guò)凡事沒(méi)有絕對(duì)，想復(fù)制特斯拉自研芯片做法的廠家也不少，它們也想為自家的類 Autopilot 產(chǎn)品搞一個(gè)強(qiáng)力核心。

不過(guò)，花大價(jià)錢自研芯片真的值得嗎？

“如果你還想有個(gè)好看的利潤(rùn)報(bào)表且量產(chǎn)需求很大，花這份錢就值得?！盕raux 解釋道。過(guò)去幾年里，車輛整合的電子元器件越來(lái)越多，而英偉達(dá)和英特爾這樣的領(lǐng)軍廠商可不愿玩“薄利多銷”。如果 OEM 商未來(lái)五年內(nèi)不愿將利潤(rùn)拱手讓人，恐怕自行研發(fā)芯片才是扼住命運(yùn)咽喉最好的方法。

System Plus 預(yù)計(jì)，特斯拉 HW 2.5 成本為 280 美元，但換裝自行設(shè)計(jì)的 FSD 后，HW 3.0 成本就講到了 190 美元。“假設(shè)自研芯片會(huì)花費(fèi) 1.5 億美元，而一年產(chǎn)量能達(dá)到 40 萬(wàn)塊的話，四年時(shí)間就能回本了?！盕raux 說(shuō)道。顯然，對(duì)汽車巨頭來(lái)說(shuō)自研芯片絕對(duì)是個(gè)好選擇。

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