HW 3.0 版 Model 3 拆解：特斯拉終歸也得向成本低頭
- 2020 年 6 月 26 日
- 資訊
- 特斯拉, 特斯拉Model 3
雷鋒網按，作為一款 2017 年 7 月份正式交付的車型，特斯拉 Model 3 已經不年輕了。不過，通過軟硬體升級（硬體從 HW 2.5 換到了 HW 3.0），Model 3 依然擁有強悍的產品力，未來更是能輕鬆升級到全自動駕駛。
至少，特斯拉是這樣承諾的。
相比於其大哥 Model S 與 Model X，Model 3是特斯拉首款真正意義上的「平民」電動車。去年 HW 3.0 面世後特斯拉向用戶承諾，只要購買 FSD 套件，就能在售後獲得 HW 3.0 升級。
當然，即使你花了 FSD 的錢，現在也用不上全自動駕駛。畢竟，現在的 FSD 只能算是個 Autopilot 強化版。不過，Musk 依然對 FSD 信心滿滿，今年 7 月份還計劃再次提高其售價。
因此，特斯拉的信徒們對 Model 3 的探索也遠未結束。那麼，新的 HW 3.0 到底為 Model 3 帶來了什麼轉變？未來這款碗大量又足的車型又將如何進化？今天，我們就針對其車載感測器與 ECU 進行一番解讀。
成本優先
最近幾年，車載晶片的地位開始變得越發重要，因為其算力是支撐駕駛員輔助、自動駕駛和主動安全功能的中流砥柱。
為了優化此類功能，許多 OEM 商與一級供應商開始用攝影機、雷達、LiDAR 等感測器武裝車輛，幫它們獲知周邊環境信心。當然，感測器採集的所有資訊都要彙集到一起，這時控制單元的重要性就體現出來了。
鑒於特斯拉在公眾中一直有著「高科技」的品牌形象，因此 Model 3 上的各項硬體自然成了黑科技的代名詞。
不過，System Plus 公司 CEO Romain Fraux 卻一針見血的指出，特斯拉在設計 Model 3 之初主要目標其實是縮減 ADAS 系統的成本，以便拉低該車型的售價。
在 Model 3 上，特斯拉標配了 8 顆攝影機，1 顆雷達和 12 顆超聲波感測器。至於 LiDAR，Musk 則選擇無視。
賦能 ADAS 的感測器
Model 3 的感測器陣列中包含 8 顆攝影機，它們能為車輛提供 360 度視野，探測半徑更是高達 250 米。12 顆超聲波感測器則是視覺系統的補充。兩套感測器相結合，不但保證了遠距離探測能力，相對於此前系統精確度還實現了翻番。除此之外，Model 3 的感測器套裝還整合了處理能力增強版的前視雷達系統。它能為車輛提供額外的環境數據，同時在雨霧、砂塵等天氣充當安全冗餘，甚至直接「穿過」前車為 Model 3 提供「千里眼」視角。
在攝影機配置上，車頭安裝了 3 顆負責前方視野，與雷達形成互補。這 3 顆攝影機技術特性並不相同，其中充當主攝那顆探測距離達到 250 米，但視場很窄，其他 2 顆探測距離分別為 150 和 60 米，但視場要寬上不少。另外 5 顆攝影機則負責監控車輛側面和後方，其探測距離可達 100 米。
至於那 12 顆超聲波感測器，工作半徑就只有 8 米了。不過，它能在任何速度下穩定工作，對車輛控制盲區相當有用。這些感測器採集到的數據還會被 Autopilot 拿來變線用。最後，有關車輛方位的確定，特斯拉用的還是 GPS。
前視攝影機
為了處理前方視野，特斯拉專門開發了三攝模組配合三顆影像感測器使用。Model 3 還搭載了 2 顆前視側邊攝影機，2 顆後視側邊攝影機與 1 顆後視攝影機。
像素方面，這 8 顆攝影機均為 120 萬像素，技術來源於 2015 年的 On Semiconductor 產品。「它們都是些便宜貨，技術上也不新，解析度更是不行。」Fraux 說道。
從一家供應商一次買齊 8 顆攝影機也意味著，「特斯拉想要拿到一個最優惠的採購價。」Fraux 解釋道。
三攝系統有什麼玄機？
特斯拉的這套三攝系統用了 On Semiconductor 的 120 萬像素（1280×960）AR0136A CMOS 感測器，單個像素尺寸為 3.75μ。
為了進行一番比較，System Plus 找了采埃孚的 S-Cam4 三攝系統。這套系統搭載了 Omnivision 的 COMS 感測器與 Mobileye 的 EyeQ4 視覺處理器。
如上圖所示，特斯拉的 PCB 封裝技術與寶馬的不同。德國巨頭更傾向於將不同的感測器放在不同的 PCB 上。特斯拉的前視三攝模組則將所有 CMOS 放在了一塊 PCB 上，而且沒有負責處理的 SOC。采埃孚的 S-Cam4 則有 Mobileye 的視覺處理器支撐。
On Semiconductor 的成熟感測器加不需要後處理的特性讓這種低成本攝影機模組終於成功完成了成本管控。據悉，采埃孚的三攝系統成本大約要 165 美元，而 Model 3 則只要 65 美元。
雷達
在雷達模組上，特斯拉求穩心態也暴露無遺，它們選擇了大陸集團的 ARS4-B。ARS4-B 用到了 77GHz 的雷達晶片組與恩智浦的 32-bit MCU。Fraux 指出，雖然聯發科與德州儀器都對車載晶片市場虎視眈眈，但恩智浦與英飛凌依然是無可爭議的領先者。大陸集團則在雷達模組上優勢巨大。ARS4-B 至少已登陸 15 款車型，包括奧迪 Q3，大眾途觀、日產奇駿等重量級產品。
雷鋒網(公眾號：雷鋒網)獲悉，大陸集團還有一款名為 ARS4-A 的雷達系統，主要用於碰撞預警、緊急剎車輔助、碰撞緩解和自適應巡航。這款產品的強大之處在於其遠距離實時測量能力，250 米的範圍內精度可達 +/-0.2 米。近距離測量也能達到 70 米，還能直接拿到兩個物體之間的相對速度和角度數據。
特斯拉計算單元
特斯拉自研了一款「液冷雙核計算平台」，直接囊括了 Autopilot 與資訊處理電腦。簡言之，它們被安置在兩塊電路版上，但整合進了一個模組。
具體來說，新的計算平台整合了負責中控資訊娛樂的 ECU 與 Autopilot ECU，而在 HW 2.5 時代，Autopilot 用的還是NVIDIA 的 SoC 與 GPU。
雖然天才如 Musk，一條龍自主化也不現實，因此在自研 FSD 後，它們還是要用到NVIDIA 的 GPU，英特爾的處理器，恩智浦與英飛凌的微控器，鎂光、三星的快閃記憶體以及意法半導體的音頻放大器。
Autopilot ECU 的進化
System Plus 注意到，特斯拉在計算能力上的進化已經在 Autopilot ECU 上有所體現了。在 HW 2.5 時代，特斯拉整合了兩塊NVIDIA Parker SoC，一塊NVIDIA Pacal GPU 和一塊英飛凌的 TriCore CPU。到了 HW 3.0 時代，特斯拉則用上了兩塊自研 SoC，兩塊 GPU，兩塊神經網路處理器和一塊鎖步 CPU。
與奧迪 A8 上那套采埃孚的系統相比，特斯拉的價格實惠不少，還有了安全冗餘。
HW2.5 vs. HW3.0
Fraux 表示，同樣的體積下，特斯拉在 HW 3.0 里塞進了更多零部件（4746 個，比 HW 2.5 多了 65 個零部件）。
雷鋒網了解到，製程方面，特斯拉的自研 SoC 為 14nm，比 HW 2.5 時代NVIDIA 的 16nm 要先進一些。Fraux 指出，這也是汽車第一次用上 14nm FinFET 晶片。
自研 SoC 才真香？
在汽車行業，自行設計 ASIC（專用晶片）的做法已經很少見了。因為它風險太大了。「除非你公司內部一個天才的硬體設計團隊」，Fraux 解釋道。鑒於現在的汽車市場並不像從前火熱，自掏腰包設計晶片就更顯得得不償失了。
不過凡事沒有絕對，想複製特斯拉自研晶片做法的廠家也不少，它們也想為自家的類 Autopilot 產品搞一個強力核心。
不過，花大價錢自研晶片真的值得嗎？
「如果你還想有個好看的利潤報表且量產需求很大，花這份錢就值得。」Fraux 解釋道。過去幾年裡，車輛整合的電子元器件越來越多，而NVIDIA 和英特爾這樣的領軍廠商可不願玩「薄利多銷」。如果 OEM 商未來五年內不願將利潤拱手讓人，恐怕自行研發晶片才是扼住命運咽喉最好的方法。
System Plus 預計，特斯拉 HW 2.5 成本為 280 美元，但換裝自行設計的 FSD 後，HW 3.0 成本就講到了 190 美元。「假設自研晶片會花費 1.5 億美元，而一年產量能達到 40 萬塊的話，四年時間就能回本了。」Fraux 說道。顯然，對汽車巨頭來說自研晶片絕對是個好選擇。
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