【数据中心之战,英伟达胜算几何?】#人工智能# 、高性能计算和数据分析等市场,被鹏城实验室研究员陈春章概括为“量子计算大规模流行之前的平行计算市场”。而笔者更愿意将其简缩为“前量子计算市场”——量子#计算机# 可能还需要10年到20年成熟,但对”量子级”的海量算力需求已经存在,一向以市场嗅觉敏锐著称的英伟达CEO黄仁勋,已经“磨刀霍霍”了。https://t.cn/A6a8umVr

【换道超车,黑龙江“装”上数字技术新引擎】

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科技日报记者 李丽云

7月9日下午,哈尔滨“95后”小伙儿韩长佳轻点手机屏幕,仅用几分钟就在某知名线上购物平台上开了属于自己的店铺,并快速设置好产品、完成铺货。次日上午,韩长佳就收到了3个订单。

帮他快速实现“无货开店”的,是一款由哈尔滨兴业宝科技有限公司自主研发的自动分销软件。有了这款软件,再加上一部手机,任何人只要愿意,都可以实现“一键开店”的创业梦。而这只是黑龙江数字赋能普通人的一个缩影。

数字技术被认为是转变产业发展方式、实现高质量发展的重要引擎之一。如今,东北老工业基地——黑龙江省已将数字经济作为全省发展的“一号工程”,数字技术也正在融入并影响着各行各业。此技术为该省传统产业配上了一个“智慧大脑”,引领着振兴中的老工业基地调整产业结构、实现换道超车。

与实体经济深度融合,赋能产业转型升级

从“面朝黄土背朝天”劳动力密集的传统农业种植模式,到田间有设备、云端有“大脑”,黑土地上农民的面貌正在悄然转变。

“目前,我们正在开展智慧农业的试验示范探索,哈尔滨工业大学、中国移动通信集团有限公司等34个校企合作单位为我们提供了技术支持。”7月12日,黑龙江北大荒农业股份有限公司七星分公司(以下简称七星分公司)农业生产部水稻办副主任姜灏在接受科技日报记者采访时介绍道。

七星分公司地处广袤丰饶的三江平原,是我国重要的粮食产区之一。近几年,七星分公司大力推进数字农业应用试点,建成了我国最早一批智慧农场。在这里,200个视频摄像监测点、20个小型气象站、20套地下水位监测装置,覆盖全场126万亩耕地;基于物联网、大数据等技术,水田种植正加快研究育秧插秧、本田管理、收获全程无人化作业……

不仅在农业领域,黑龙江省将数字技术与更广泛范围内的实体经济深度融合,赋能产业转型升级。

在哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(以下简称哈电机)的发电机冲片自动叠装车间,改造后的生产线叠装过程无人参与,但其工作效率却是以往的3倍。

“很早以前,我们公司的科研人员就用上了信息化手段,对大型发电设备进行设计研发。”哈电机副总工程师覃大清在接受科技日报记者采访时介绍道,“在设计、制造、试验等研发阶段,都会产生很多数据,但这些数据是分散的,犹如一个个‘孤岛’。随着云计算能力的提升,处在‘孤岛’上的数据逐渐被连成片,形成大数据库。有了数据库,再加上云计算的助力,原来需要计算一周才能得出的数据,如今一上午就能出结果。”

除了农业、工业,数字技术也在深刻改变着黑龙江的教育、金融、医疗等众多行业……截至目前,黑龙江省4G网络覆盖所有行政村,5G网络覆盖全省13个市(地)、127个县(区)和1481个乡(镇);全省制造业关键工序数控化率、数字研发设计工具普及率、生产设备数字化率分别达到37.7%、43.7%和39.3%。

科技作支撑,既要“无中生有”也要“有中生优”

今年3月,《黑龙江省“十四五”数字经济发展规划》(以下简称《规划》)正式发布,明确了黑龙江省“十四五”时期推动数字经济发展的基本原则、发展目标、重点任务和保障措施。

“数字经济在黑龙江不再是一道选择题,而是一道必答题,数字化转型已成为黑龙江全面振兴、全方位振兴的必选项。如何答得对、答得快,关键在于实施好《规划》。”于近日举办的一场新闻发布会上,黑龙江省发展和改革委员会主任张亚中在解读《规划》和《黑龙江省加快数字经济发展若干政策》时如是表示。

根据《规划》,到2025年,黑龙江省数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%,数字经济实现跨越式发展。

具体而言,《规划》对黑龙江省数字经济核心产业发展方向进行了前瞻布局,强调既要实现“无中生有”、又要实现“有中生优”。

“无中生有”主要是针对数字产业化的短板,启动数字经济攻关专项和重大科技成果转化专项,实施科技型企业孵化行动,形成后发优势,拓展发展空间,加快培育数字制造业新优势。“有中生优”主要是深化数字赋能,围绕打造哈大齐数字化转型升级示范带、构建工业互联网体系、推进智能化制造,再造重工业新优势;围绕打造北大荒农业产业数字化先导区,支撑农业率先实现现代化;围绕打造全国智慧生态旅游引领区,促进生态旅游康养产业提质增效。

无论是“无中生有”还是“有中生优”,科技无疑是其中不可或缺的支撑。

“为充分发挥关键核心技术对数字经济发展的推动和基础支撑作用、加快数字经济关键核心技术研发与产业化,黑龙江省科技厅正在制订《黑龙江省数字经济科技攻关三年行动计划(2022—2024年)》(以下简称《行动计划》),很快将正式推出。”黑龙江省科技厅副厅长石兆辉表示。

《行动计划》聚焦数字经济关键核心技术和数字产业化、工业数字化、农业数字化和服务业数字化等四个重点应用示范领域,实施六项重点举措,构建产学研一体化科技攻关机制,推动关键核心技术取得突破,加快科技成果转化释放数字红利,推动数字产业化发展和产业数字化转型,为做优、做强、做大黑龙江数字经济提供科技支撑。

依托独特资源,引知名科技企业签约入驻

前不久,黑龙江省数字经济招商引资迎来“高光”时刻。华为技术有限公司、京东集团股份有限公司等6家数字经济头部企业同时选择“落户”黑龙江,并在5月12日至13日进行了集中签约。

看好黑龙江数字经济的,不只有上述6家。“数字经济在哪里,我们做数字安全的就去哪里。黑龙江省发展数字经济前景广阔,我们愿意为黑龙江数字经济保驾护航。”奇安信科技集团股份有限公司董事长齐向东于近日在公开场合也表示要入驻黑龙江。

吸引投资者纷纷北上的,是黑龙江在发展数字经济方面的独特资源禀赋。

在基础设施方面,“宽带龙江”战略深入实施,基本建成“全光网省”,哈尔滨成为国家级互联网骨干直联点,建成运营大数据中心30个,可用标准机架规模达4万架,全省首个工业互联网标识解析二级节点正式上线。数据资源体系初步建立,形成教育、科技、工业、卫生等多领域数据资源库。

除此之外,黑龙江数字产业化格局初步形成。人工智能、云计算、物联网、大数据等数字技术产业不断发展,初步形成了以汽车电子、敏感器件、半导体材料、信息终端和应用电子为特色的电子信息制造产业格局,建成卫星制造与应用、北斗导航、地理信息等产业园。

最值得一提的是,黑龙江有哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等78所高等院校,有中国电子科技集团公司第四十九研究所、中国船舶重工集团公司第七〇三研究所等226家科研院所,在数字经济领域拥有较强的科研创新能力。

前瞻的规划、优惠的政策、良好的营商环境、独特的资源禀赋……这套“组合拳”正在发挥作用,不断吸引着投资者,助力黑龙江数字产业高质量发展。

自动驾驶的三大核心要素:传感器、计算平台、数据与算法(上)

智能汽车设计 智能汽车开发者平台

一、传感器:不同定位与功能,优势互补

自动驾驶汽车往往配备了多种传感器,包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达。这些传感器各有不同的功能与定位,优势互补;作为一个整体,成为了自动驾驶汽车的眼睛。2021 年以后的新车都配备了大量的传感器,目的是预留冗余硬件,以便后续通过 OTA 的方式实现更多自动驾驶功能。

2021年 1-5月国内新发布车型传感器配置及核心功能

摄像头的作用:主要用于车道线、交通标示牌、红绿灯以及车辆、行人检测,有检测信息全面、价格便宜的特征,但会受到雨雪天气和光照的影响。现代摄像头由镜头、镜头模组、滤光片、CMOS/CCD、ISP、数据传输部分组成。光线经过光学镜头和滤光片后聚焦到传感器上,通过CMOS或 CCD集成电路将光信号转换成电信号,再经过图像处理器(ISP)转换成标准的 RAW,RGB或 YUV等格式的数字图像信号,通过数据传输接口传到计算机端。摄像头可以提供丰富的信息。但是摄像头依赖自然光源,目前视觉传感器的动态做得不是特别宽,在光照不足或者光照剧烈变化的时候视觉画面可能会出现短暂的丢失,并且在雨污状况下功能会受到严重的限制,行业内通常通过计算机视觉的方式克服摄像头的各种缺点。

车载摄像头是高增量市场。车载摄像头的使用量随着自动驾驶功能的不断升级而增加,比如前视普遍需要 1-3 个摄像头、环视需要4-8 个摄像头。预计到2025年全球车载摄像头市场将达 1762.6 亿元,其中中国市场 237.2 亿元。

2015-2025年全球和中国车载摄像头市场规模(亿元)

车载摄像头行业产业链包括上游的镜头组供应商、胶合材料供应商、图像传感器供应商、ISP芯片供应商,以及中游的模组供应商、系统集成商,下游的消费电子企业、自动驾驶 Tier1等。从价值量来看图像传感器(CMOS Image Sensor)占了总成本的 50%,其次为占比 25%的模组封装和占比14%的光学镜头。

摄像头产业链

激光雷达(Lidar)的作用:主要用于探测周边物体的距离和速度。在激光雷达的发射端,由激光半导体产生一种高能量的激光束,激光与周围的目标发生碰撞后,再被反射回来,由激光雷达接收端捕获并进行运算,得到目标的距离和速度。激光雷达具有比毫米波和摄像头更高的探测精度,可探测的探测距离远,往往可以达到 200米以上。激光雷达按其扫描原理分为机械式、转镜式、MEMS和固态激光雷达。根据测距原理可以分为飞行时间测距(ToF)和调频连续波(FMCW)。当前行业处于激光雷达应用的摸索阶段,还没有一个清晰的方向,无法明确哪条技术路线会成为未来主流。

激光雷达市场广阔,中国企业将领先美国。激光雷达市场前景广阔,我们预测到2025 年,中国激光雷达市场将接近 150 亿元,全球市场接近 300 亿元;至 2030 年中国激光雷达市场将接近 350 亿元,全球市场接近 650 亿元,全球市场年化增长率达到 48.3%。美国最大自动驾驶公司特斯拉采用纯视觉方案,其他车企暂无激光雷达上车的具体计划,因此中国成为车载激光雷达的最大潜在市场。2022 年有大量国内整车厂推出搭载激光雷达的产品,预计 2022 年车载激光雷达产品出货量

将达到 20 万台。中国企业更具胜出概率是因为中国企业更加贴近市场,与中国整车厂配合度高,更容易获得市场订单,因此降本速度也会更快,形成良性循环。中国广阔的市场将会协助中国激光雷达企业弥补与国外企业的技术差距。

2022至 2030年中国激光雷达市场展望

激光雷达车型一览表

当前阶段各个技术路线各有优缺点,我们的判断是未来 FMCW 技术将与 TOF 技术并存、1550nm 的激光发射器会优于 905nm,同时市场可能会跳过半固态直接跨越到全固态阶段。

FMCW 技术与 TOF 技术并存:TOF 技术较为成熟,具有响应速度快、探测精度高的优点,但无法直接测量速度;FMCW 可以直接通过多普勒原理测量速度并且灵敏度高(高出 ToF 10 倍以上),抗干扰能力强,可长距离探测,功耗低。未来可能高端产品用 FMCW,低端产品用TOF。

1550nm 优于 905 nm:905nm 属于近红外激光,容易被人体视网膜吸收并造成视网膜损伤,因此 905nm 方案只能维持在低功率下。1550nm的激光,原理可见光谱,同等功率条件下的激光对人眼的损伤更小,探测距离更远,但缺点是需要InGaAs 做发生器,且不能使用硅基探测器。

跳过半固态直接跨越到全固态:现有的半固态方案转镜式、棱角式、MEMS,都存在少量机械部件,车载环境下使用寿命短,难以通过车规认证。固态激光雷达的 VCSEL+SPAD 方案采用芯片级工艺,结构简单,易过车规,成为目前纯固态激光雷达最主流的技术方案。iPhone12 pro 背后的激光雷达用的就是VCSEL +SPAD方案。

激光雷达的技术路线及代表性企业

高精地图存在被颠覆的可能。路线之争在高级地图领域持续,特斯拉提出了不需要提前测绘的高精地图的方案,用摄像头采集到数据为基础,利用人工智能技术构建环境的三维空间,采用众包的思维,由每一辆车提供道路信息,并在云端统一汇总。因此我们需要警惕技术革新对高精地图的颠覆。

部分从业者认为高精度地图对于智能驾驶不可或缺,从视野范围看,高精度地图不受遮挡,不存在距离和视觉的缺陷,在特殊天气条件下,高精度地图依旧可以发挥作用;从误差看,高精度地图可以有效消除部分传感器误差,在部分路况条件下,可以有效对现有传感器系统进行补充修正。此外,高精度地图还可以构建驾驶经验数据库,通过多维时空数据的挖掘,分析危险区域,为驾驶者提供新的驾驶经验数据集。

激光雷达+视觉技术,采集车+众包模式是未来高精地图的主流方案。

高精地图需要平衡精度和速度两个衡量指标。过低的采集精度和过低的更新频率无法满足自动驾驶对高精地图的需求。为解决这一问题高精地图企业采用了一些新方法来应对,比如众包的模式,每一台自动驾驶汽车都作为高精地图的采集设备提供高精动态信息,汇总后分发给其他汽车使用。在这一模式下,领先的头部高精地图企业由于可参与众包的车型数量多,因此可以采集更加精确、快速的高精地图,维持强者恒强的局面。

高德地图融合方案


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