Pourquoi des voitures coûtant des dizaines de milliers de dollars sont-elles désormais équipées d’une assistance avancée à la conduite ?

Pourquoi des voitures coûtant des dizaines de milliers de dollars sont-elles désormais équipées d’une assistance avancée à la conduite ?

Tout ce qui touche à l'automobile est en pleine transformation. La hiérarchie stricte établie par la puissance et l'empattement s'assouplit. La technologie a brisé les superstitions liées aux marques et instauré une nouvelle égalité. Les puces ADAS réécrivent l'épopée technologique, à l'instar des puces d'ordinateurs et de téléphones portables, dans le domaine de la conduite assistée automobile. Du mastodonte de laboratoire au haut de gamme de quelques produits, puis à l'évolution rapide de la puissance de calcul et de la baisse des prix, elles finiront par profiter à tous. C'est pourquoi, il y a quelques années, la conduite assistée de haut niveau était réservée aux voitures de luxe valant des centaines de milliers, voire des millions, mais aujourd'hui, ce seuil a fortement baissé. L'histoire de l'industrie des ADAS s'articule autour de deux axes principaux : « accessibilité technologique » et « simplification architecturale ». À cette intersection, certaines forces techniques, profondément ancrées à l'ère de l'informatique mobile, émergent rapidement et façonnent un nouveau modèle de marché.

Il y a exactement 100 ans, en 1925, une voiture baptisée « American Wonder » circulait sur Broadway, à Manhattan, à New York. La voiture a dérapé et a failli percuter d'autres véhicules à plusieurs reprises, si bien que la police a finalement été alertée pour escorter la voiture. Mais elle a finalement percuté une autre voiture transportant un caméraman.

Le magazine Time a fait la chronique de cette voiture importante et l'a surnommée « tramp » parce qu'elle conduisait très mal.

La « Merveille américaine » est entrée dans l'histoire car elle est considérée comme le début de la conduite autonome. Cette voiture a été inventée par l'inventeur Francis P. Hudina. Les ondes radio émises par la voiture contrôlent le groupe moteur, puis le volant, l'embrayage et les freins.

Il n'y avait donc pas de conducteur dans la voiture à ce moment-là.

Les deux principales lignes de l'ADAS se rencontrent ici

Un siècle s'est écoulé. Où en est la conduite autonome ?

Selon la norme SAE J3016 relative à la conduite autonome, le niveau actuel est la conduite assistée L2, ce qui signifie que le système peut effectuer simultanément et en continu des contrôles latéraux et longitudinaux (par exemple, maintien du cap et régulateur de vitesse adaptatif). Le conducteur doit surveiller son environnement tout au long du processus, garder les mains sur le volant (ou le toucher) et être prêt à reprendre le contrôle à tout moment.

À ce stade, le conducteur est le principal responsable de la conduite, mais les comportements de conduite de base peuvent être confiés à la machine.

C'est un chemin long et ardu. La conduite autonome existe depuis un siècle, mais il semble qu'elle n'ait encore parcouru que la moitié du chemin.

Mais le rythme de l'histoire n'est jamais uniforme. De même que la richesse et la production créées par l'humanité au cours de ce siècle dépassent largement la somme de toute l'histoire précédente, le rythme de la technologie de conduite autonome ne fera que s'accélérer.

Comment savez-vous?

Au second semestre 2023, la Xiaopeng G6 a été lancée sur le marché. Le prix des modèles urbains équipés de la navigation assistée automatique (NOA) a été réduit à 230 000 yuans, et celui des modèles à grande vitesse à 210 000 yuans. Ce prix a provoqué un véritable choc dans le secteur à l'époque, car auparavant, pour une voiture capable de conduire en NOA urbain, il fallait débourser plus de 300 000 yuans.

Moins de deux ans plus tard, la popularisation et l'accessibilité de l'ADAS (Advanced Driver Assistance System) ont dépassé les estimations optimistes de l'époque.

Le Leapmotor B10, pré-commercialisé au premier trimestre de cette année, utilise une puce Qualcomm Snapdragon 8650 ADAS et un radar laser frontal au prix de 120 000 yuans. Cette combinaison matérielle, associée au système ADAS grand format de bout en bout, permet à ce modèle de réaliser des fonctions de conduite assistée intelligente à grande vitesse, de conduite assistée intelligente pour les trajets urbains et de stationnement avec mémoire.

Bien entendu, le Leapmotor B10 utilise plusieurs puces automobiles Qualcomm Snapdragon. Pour le cockpit intelligent, Leapmotor a également choisi le Snapdragon 8295, le processeur phare actuel, afin de proposer à ce modèle d'entrée de gamme à moins de 100 000 yuans une expérience audio et vidéo et une IA intelligentes, réservées aux modèles grand public, voire haut de gamme.

Le cabinet d'études de marché Canalys prévoit que d'ici 2025, le taux de pénétration des fonctions de conduite assistée L2 et supérieures sur le marché chinois atteindra 62 %, avec un NOA sur autoroute et un NOA urbain atteignant respectivement 10,8 % et 9,9 %.

À l’ère du changement, beaucoup de choses semblent contradictoires et contre-intuitives, mais elles ont du sens si vous y réfléchissez attentivement.

Il y a beaucoup de publicité sur la conduite assistée, mais comparé aux ventes de voitures nationales de plus de 31 millions de véhicules, le taux de pénétration de la NOA sur autoroute et de la NOA urbaine est en fait inférieur à ce que beaucoup de gens imaginent, et il y a une énorme marge de progression pour la mise à niveau à l'avenir.

Il est prévisible qu'à l'avenir, les voitures coûtant des dizaines de milliers de yuans seront équipées d'un NOA pour autoroute, les voitures coûtant environ 100 000 yuans seront équipées d'un NOA pour autoroute et d'un NOA pour les déplacements urbains, et les voitures coûtant moins de 150 000 yuans seront équipées d'un NOA pour tous les scénarios, ce qui deviendra la norme dans l'industrie automobile.

C'est la première ligne principale des ADAS aujourd'hui : elle deviendra moins chère et plus populaire dans un délai très court.

Quant au deuxième axe principal, il est un peu plus secret. Les automobiles sont passées depuis longtemps de simples produits industriels mécaniques à des produits industriels complexes alliant mécanique et électronique. Ce processus a entraîné une augmentation du nombre d'unités de contrôle électronique (ECU) embarquées, des systèmes traditionnels de contrôle moteur, airbags, systèmes de freinage antiblocage, direction assistée électrique et systèmes électroniques de stabilité de la carrosserie aux instruments intelligents, systèmes de divertissement et audiovisuels, et systèmes d'assistance à la conduite ; on trouve également des commandes de conduite électrique, des systèmes de gestion de batterie et des systèmes de recharge embarqués sur les véhicules électriques, ainsi que les passerelles embarquées, les T-BOX et les systèmes d'aide à la conduite, en plein essor.

Avec autant de systèmes électroniques regroupés dans une carrosserie apparemment immense, les inconvénients apparaissent progressivement : la puissance de calcul est dispersée et ne peut être utilisée efficacement. Chaque puce de contrôle dispose d'une puissance de calcul redondante, mais chacune fonctionne indépendamment et est inefficace. Plus d'ECU implique plus de faisceaux de câbles, qui peuvent atteindre 2 000 mètres de long et peser entre 20 et 30 kilogrammes dans certains véhicules. Le bus du véhicule est fortement sollicité, ce qui facilite la perte de signaux.

L'architecture électronique et électrique des automobiles a donc progressivement évolué ces dernières années, passant d'une architecture distribuée complexe et fragile à une architecture de contrôleur de domaine fonctionnelle. Selon la classification actuelle, il existe cinq principaux types de contrôleurs de domaine : le domaine de puissance (Power Train), le domaine du châssis (Chassis), le domaine de la carrosserie (Body/Comfort), le domaine de l'habitacle (Cockpit/Infotainment) et le domaine des aides à la conduite (ADAS).

Certaines entreprises automobiles centraliseront davantage les contrôleurs de domaine et les intégreront dans une architecture à trois domaines : « Contrôleur de domaine du véhicule (VDC), Contrôleur de domaine d'assistance au conducteur (ADC, Contrôleur de domaine ADASAD) et Contrôleur de domaine du cockpit (CDC) ».

Mais l’architecture à trois domaines n’est pas la fin.

Le concept d'« intégration cabine-conducteur » est en train d'émerger, et l'industrie espère qu'une seule puce SoC sera capable de contrôler l'ADAS et le cockpit intelligent.

La plateforme Snapdragon Ride Flex (intégrant le Snapdragon 8775 de Qualcomm), dévoilée au CES 2023, prendra en charge les fonctions de cockpit intelligent et d'ADAS avec un seul SoC. Au Salon de l'automobile de Shanghai, BAIC et Qualcomm ont collaboré pour proposer la première plateforme d'IA au monde intégrant la technologie cockpit-pilote. Plusieurs projets basés sur le SoC Snapdragon 8775 intégrant le cockpit-pilote sont actuellement en phase de test sur route, et le modèle officiel de cette solution devrait bientôt arriver.

Le Leapmotor B10, mentionné plus haut, utilise une solution monobloc avec deux puces Snapdragon pour les systèmes ADAS et le cockpit intelligent. Cette solution présente les avantages d'une intégration élevée et d'un faible coût système. Cette solution monobloc, intégrant l'habitacle et le conducteur, permettra de réduire encore le coût du matériel automobile, de diminuer la latence du système et d'améliorer les capacités de collaboration des données.

Compte tenu de la position actuelle de la plateforme Qualcomm Snapdragon Cockpit dans l'industrie et de la croissance rapide des puces ADAS, couplées au fait que la plateforme Qualcomm Snapdragon Ride Flex prend en charge l'exécution simultanée des fonctions logicielles ADAS et de cockpit sur une architecture matérielle commune, les algorithmes précédemment développés par les fabricants sur la plateforme Snapdragon Cockpit et la plateforme Snapdragon ADAS peuvent être migrés de manière transparente vers la nouvelle plateforme de cockpit intégrée, réduisant ainsi considérablement les coûts de développement.

Lors du Qualcomm Snapdragon Summit en octobre 2024, Qualcomm a lancé une nouvelle plate-forme ADAS – Snapdragon Ride Elite (Snapdragon Ride Elite, dont le SoC comprend Snapdragon 8797), qui prend en charge plus de 40 caméras et capteurs multimodaux, réalise une fusion de capteurs de bout en bout basée sur l'IA et peut générer une couverture complète à 360 degrés très précise et fiable de l'extérieur du véhicule ; il prend également en charge l'exécution de grands algorithmes de bout en bout de Transformer et d'autres algorithmes, peut traiter les données et prendre en charge la prise de décision en temps réel pour l'assistance à la conduite L3 et L4.

À ce stade, les deux principales lignes de l’ADAS ont une feuille de route et une intersection claires :

• Plateforme Snapdragon Ride (Snapdragon 8620) : puissance de calcul éparse équivalente à 100 + TOPS, principalement pour le NOA à haut débit
• Plateforme Snapdragon Ride (Snapdragon 8650) : Puissance de calcul éparse équivalente à 200TOPS, principalement pour les NOA urbains
• Plateforme Snapdragon Ride Flex (Snapdragon 8775) : intégration cabine-conducteur, cockpit et ADAS
• Snapdragon Ride Platform Extreme Edition (Snapdragon 8797) : prend en charge les systèmes ADAS hautes performances et l'intégration cabine-conducteur, orientée vers l'avenir de l'expérience de fusion cockpit et ADAS

En prenant comme exemple le Qualcomm Snapdragon 8775, qui sera bientôt lancé, l'industrie estime que par rapport à la combinaison de la puce de cockpit milieu de gamme grand public Snapdragon 8155 et de la puce ADAS économique Snapdragon 8620, le coût global du système d'une seule solution Snapdragon 8775 sera réduit d'au moins 20 %.

On peut constater que la popularisation des ADAS peut être encore plus poussée grâce à l'évolution technologique de l'intégration cabine-conducteur, et la plate-forme Qualcomm Snapdragon Ride se trouve à l'intersection de la route et de la destination.

La double hélice de l’évolution technologique et de la mise en œuvre commerciale nécessite un point de connexion

Bien que l'idée de conduite autonome remonte à 1925 et que la voiture « American Wonder » représente la vision de l'humanité sur la conduite future, en fait, la voie technique actuelle basée sur l'ADAS (reposant sur la vision par ordinateur et l'apprentissage automatique) n'a pris forme que dans les années 1970 et 1980 : les recherches du Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory au Japon et de l'Université Carnegie Mellon aux États-Unis ont introduit respectivement des caméras et des technologies d'intelligence artificielle à réseau neuronal.

On voit qu'il a fallu un demi-siècle depuis la conception jusqu'au bon chemin, et il a fallu presque un demi-siècle depuis le bon chemin technique jusqu'au point où il peut sortir du laboratoire et devenir pertinent pour tout le monde.

Une fois ce long chemin parcouru, le passage de la technologie de laboratoire à la vulgarisation suit souvent un rythme de « tic-tac ». Pendant un certain temps, la technologie doit être axée sur les performances et laisser une redondance suffisante ; à un autre moment, elle doit optimiser les performances pour exploiter au mieux chaque élément.

Il en va de même pour la conduite assistée. Ces deux dernières années, de nombreux constructeurs ont intégré des puces informatiques de pointe, quel qu'en soit le prix, sans pouvoir ensuite les utiliser…

Le rythme « Tic-Tac » du développement technologique dans le domaine des ADAS a atteint le stade de l’optimisation de l’utilisation des ressources et de la réduction des coûts.

Par exemple, basé sur la plateforme Snapdragon Ride (Snapdragon 8650), le fournisseur de solutions ADAS Zhuoyu Technology a lancé une solution ADAS de base avec fonction NOA. Le coût du matériel est d'environ 7 000 yuans, ce qui est extrêmement rentable dans le secteur.

D'ici 2025, lorsque la pénétration du NOA à haut débit et du NOA urbain sera passée d'une niche au marché de masse, les constructeurs automobiles, les fournisseurs de solutions et les consommateurs commenceront à se soucier de savoir qui peut fournir une efficacité système plus élevée, une plus grande adaptabilité écologique et un chemin de livraison plus rentable avec une puissance de calcul et une consommation d'énergie raisonnables, plutôt que le chiffre de la puissance de calcul.

Il est intéressant de noter que les produits automobiles les plus prisés par les solutions intégrées cockpit-conducteur sont ceux dont le prix est courant. Pour les produits compris entre 100 000 et 200 000 yuans, le débat entre expérience et coût est particulièrement intense. « Je veux ceci, cela, et cela » est la définition même des produits. Par conséquent, une solution intégrée cockpit-conducteur monopuce, nécessitant non seulement un cockpit intelligent (ADAS), mais aussi une réduction des coûts, est devenue la seule voie à suivre.

En réalité, il est facile de comprendre que le développement des solutions ADAS est assez similaire à celui des batteries et de l'endurance des véhicules électriques. Par le passé, lorsque les véhicules électriques visaient une longue autonomie, la première solution qui leur venait à l'esprit était d'installer une batterie à haute densité énergétique et grande capacité, de préférence une batterie lithium ternaire de 100 kWh. Cependant, le coût et le poids étaient difficiles à maîtriser. C'est pourquoi de nombreux constructeurs automobiles ont ensuite optimisé les aspects suivants : réduction de la résistance à l'air, allègement de la carrosserie, gestion des batteries, des moteurs et des commandes électroniques, et gestion thermique, ce qui a également permis à la batterie lithium-fer-phosphate de 70 kWh d'offrir une bonne endurance.

En matière d'ADAS, l'approche la plus simple et la plus radicale consiste à utiliser directement la puce la plus puissante. Cependant, compte tenu du coût, une seule puce coûte près de plusieurs dizaines de milliers de yuans, et sa consommation électrique à pleine charge est de 280 watts. Les modèles Volkswagen et les modèles à essence n'en valent clairement pas la peine.

Par conséquent, des produits comme Snapdragon 8650 et Snapdragon 8620 offrent un équilibre entre performances, efficacité énergétique et coût, tout en étant polyvalents et faciles à développer, afin qu'ils puissent mieux entreprendre la tâche de popularisation et de vulgarisation des ADAS abordables.

Au Salon de l'automobile de Shanghai de cette année, le PDG du fournisseur de solutions ADAS Momenta, Cao Xudong, a rappelé un petit détail de leur précédente coopération avec Qualcomm :

Nous avons été les premiers au monde à lancer la solution Snapdragon 8620. À l'époque, Qualcomm n'avait pas encore dévoilé son plan produit pour le Snapdragon 8620. Ils ont discuté avec nous des besoins et des contraintes de coût du marché chinois. Après nous avoir écoutés, Qualcomm a jugé cette proposition tout à fait pertinente et l'a pleinement soutenue. Lors de notre deuxième rencontre, Qualcomm avait déjà présenté la puce Snapdragon 8620 et une démonstration prenant en charge le refroidissement passif. La vitesse était si rapide que nous avons été très surpris, persuadés que c'était une vitesse exceptionnelle, surtout en Chine.

Le message sous-jacent est le suivant : premièrement, le rythme de recherche et développement conjoint de Momenta et Qualcomm est très soutenu, et Qualcomm réagit très rapidement aux besoins des clients ; deuxièmement, de nombreux clients automobiles de Momenta sont très sensibles aux coûts et à la dissipation thermique. En effet, de nombreux véhicules à essence ont désormais également besoin de systèmes ADAS, mais leur architecture intrinsèque est sensible à l'efficacité énergétique du matériel et aux coûts de gestion thermique. Ils ont donc besoin de puces ADAS bon marché et économes en énergie.

Le Leapmotor B10, déjà commercialisé, ainsi que Momenta et Zhuoyue, qui proposent des solutions ADAS complètes basées sur les puces Qualcomm Snapdragon Ride, et Bosch et Desay SV, qui proposent des solutions intégrées cabine-conducteur basées sur la plateforme Qualcomm Snapdragon Ride Flex, illustrent tous l'existence d'une double hélice entre évolution technologique et mise en œuvre commerciale dans le domaine des systèmes d'aide à la conduite. Le point de jonction de cette double hélice réside dans une plateforme de puces ADAS offrant une puissance de calcul suffisante, un faible coût, une évolution et une simplicité de développement.

Selon les données officielles de Qualcomm, depuis 2016, la plateforme Snapdragon Ride a été testée dans plus de 60 pays et régions du monde et continue d'être développée et optimisée. Actuellement, plus de 20 constructeurs automobiles ont annoncé le lancement ou développent des modèles dotés de fonctions ADAS basées sur la plateforme Snapdragon Ride. Parmi eux figurent des constructeurs mondiaux tels que BMW, General Motors, Renault, Stellantis et Volkswagen, ainsi que de nombreux constructeurs chinois tels que BAIC, Beijing Hyundai, Chery, FAW, Leapmotor, SAIC-GM et SAIC Volkswagen.

Qualcomm a également parlé de la façon dont ils pensent que la plate-forme de puce intégrée au pilote de cabine réduit le coût global de la nomenclature et simplifie le flux de travail informatique, ainsi que de son impact sur la réduction de la latence du système et l'amélioration du débit de données ; elle a également mentionné la compatibilité avec le passé et le support pour l'avenir :

Les outils d'intégration et de déploiement simplifient l'intégration de nouveaux systèmes aux technologies automobiles existantes. Ils prennent en charge les principaux protocoles de communication tels que CAN, LIN et Ethernet.

Snapdragon Ride utilise également l'IA générative pour améliorer l'expérience de conduite en personnalisant les paramètres en fonction du comportement et des préférences du conducteur. L'IA générative peut également prédire les actions du conducteur en fonction de ses comportements passés, permettant ainsi au système d'anticiper et d'atténuer les risques potentiels.

La plate-forme Snapdragon Ride fournit des données réelles et des outils de test de simulation pour créer un environnement de test contrôlable qui prend en charge des tests rigoureux, des vérifications et une optimisation itérative.

Des laboratoires de l'Université Carnegie Mellon à l'exploration commerciale de l'ADAS par Google, puis à la mise en œuvre commerciale des principaux constructeurs automobiles nationaux à différents niveaux, différentes voies techniques et différents segments de prix, ainsi qu'aux voies techniques progressivement convergentes et claires, le point de connexion entre les deux nécessite naturellement une accessibilité technologique et une structure technique simplifiée.

Les marchés de l'électronique grand public les plus prospères de l'histoire de l'humanité sont ceux des PC et des smartphones, qui ont donné naissance à des entreprises de matériel informatique et à des écosystèmes logiciels, et sont même devenus le principal moteur de la croissance économique de l'époque. Les progrès des semi-conducteurs ont joué un rôle essentiel dans ces deux évolutions.

En tant que plus grand marché mondial d'une seule catégorie en dehors de l'immobilier, l'automobile n'a pas donné la priorité aux semi-conducteurs depuis longtemps, mais cette fois, c'est différent.

La voiture et son inventeur, qui ont percuté les rues de Manhattan il y a 100 ans, avaient deviné l'issue du drame. Mais, compte tenu des contraintes de l'époque, ils ignoraient que les semi-conducteurs deviendraient ainsi l'élément clé de l'assistance à la conduite, et que la voiture, symbole de la haute société à l'époque, deviendrait le fleuron de l'industrialisation et un produit accessible au plus grand nombre. Ce produit a marqué le début d'une révolution majeure des systèmes d'aide à la conduite.

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