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緊咬特斯拉、追趕英偉達,中國車企造芯的野心和困局

2021-04-18

芯片

又一家車企加入了自研芯片大軍。 

一位芯片行業從業者在接受36氪采訪時稱,小鵬汽車自研芯片計劃已經啟動了數月之久。從目前整體情況看,小鵬在造芯上以“小步試錯”的打法進行,其團隊規模成員不足10人,規模尚不大。?

汽車芯片,已成為車企們爭先恐后搶奪的新賽道。在此之前,自主造芯的車企包括蔚來、比亞迪、東風、零跑等,他們研發的芯片各不相同:

以蔚來、小鵬、零跑為代表的新能源車企主要研發軟件芯片,即自動駕駛芯片,其意圖在于控制整車自動駕駛輔助系統,進而控制整車的智能系統;?

比亞迪、吉利等傳統車企則主要研發硬件芯片,如比亞迪的長項在電池管理芯片,吉利汽車研發的用于控制車內音響、車燈等硬件設備的中控芯片,將于2023年裝車。?

車企扎堆造芯,離不開一個重要的原因——掌握自研技術,以減少對芯片供應鏈的依賴。 

從去年年底以來,汽車缺芯潮在整個行業蔓延。 

今年3月底,由于缺芯,蔚來宣布其江淮汽車工廠將臨時停產。?

近期,上汽大眾對外表示,一季度其產能受到芯片短缺的影響,部分車型出現了階段性的停產,上汽大眾相關負責人還表示,芯片斷供已成為全球行業性的問題,對全球汽車廠商都造成了一定的影響。 

汽車缺芯,讓自研成為不得不做的事情。 

不過,參照過去特斯拉、華為等“前輩”的造芯經驗,自研芯片是個異常艱難的過程。從設計研發、制造到流片等各個流程,芯片要求的高工藝并非常人可以駕馭。?

在這種情況下,各家自研的芯片,何時能派上用場?自研芯片終在市場上又能有多大的競爭力? 

扎堆“造芯”

2020年6月,小鵬汽車舉辦了一場粉絲互動活動,何小鵬身著藍色西裝,頭戴深藍的工人帽,帶領著十幾名小鵬汽車的車主參觀廣東肇慶的小鵬汽車智能網聯科技產業園。?

何小鵬表示,“我們自己把Tier 1做完,除了沒做芯片,其他的都做了?!?/p>

何小鵬帶領車主參觀,圖源小鵬汽車官微 

如今,小鵬汽車把制造芯片的計劃也提上了日程。 

據36氪消息,小鵬汽車造芯已經籌備了數月,芯片項目的牽頭人是小鵬北美公司首席運營官Benny Katibian,國內負責人是小鵬汽車聯席總裁夏珩。?

Benny Katibian來自芯片巨頭高通,加入小鵬后,將負責自動駕駛項目的硬件、架構和系統設計方面的工作,同時還將作為聯絡人,處理與英偉達、高通等芯片企業的關系。 

夏珩則是小鵬汽車的聯合創始人,曾就職于廣汽研究院,負責廣汽新能源汽車及智能汽車的控制系統開發工作。?

目前,小鵬汽車的芯片團隊人數在10人以內。這一規模與英偉達號稱2000人的汽車芯片研發團隊相比,確實有些小。 

但據36氪援引小鵬高層的發言,在進展順利的情況下,小鵬或在今年底或者明年初對芯片進行流片,造芯計劃很快將進入快馬加鞭的行程。 

相比于同行,小鵬入局造芯的時點并不算早,在其之前,多家車企早已扎堆造芯。 

去年10月,據多家媒體報道,蔚來創始人李斌正積極推動造芯計劃,包括對芯片企業進行大量的調研,并聯合理想汽車創始人李想、小鵬汽車創始人何小鵬與芯片初創公司黑芝麻商討定制方案,組建造芯聯盟。?

與此同時,李斌已經在思考終架構并組建芯片團隊,挑選硅基(芯片核心原材料)背景的技術負責人。

據36氪消息稱,2020年,蔚來通過可轉債和增發股票等形式募資超過200億元,其中部分投入自研芯片。 

綜合兩家車企芯片研發的情況,李斌和何小鵬并沒有一次性大筆投入造芯,而是一步步“摸著石頭過河”。 

據36氪報道援引芯片從業者觀點,特斯拉自研芯片的經歷可以成為很好的借鑒經驗,蔚來、小鵬這些車企,只要“抄作業”就好了。 

特斯拉的造芯歷程,亦是“一步一腳印”。 

起初,特斯拉一邊用著英偉達Xavier、一邊自研芯片,并聘請了原AMD的首席架構師Jim Keller主導芯片研發團隊。 

在款FSD芯片研發成功后,特斯拉宣稱這是“世界上好的自動駕駛芯片”,并頻頻與英偉達的Drive PX芯片做對比,如宣傳其芯片算力是英偉達的7倍。 

拿英偉達作為對比標桿,恰恰說明特斯拉的芯片,有諸多借鑒前者的地方。 

特斯拉FSD芯片,圖源特斯拉官微

后來者蔚來和小鵬,亦可以借鑒英偉達和特斯拉。 

理想汽車CTO王凱曾表示,自研專用芯片的邏輯是先把算法跑通,英偉達擁有成熟的工具鏈,可幫助車企快速建立自研算法。?

造車“三兄弟”還在小步探索,另一邊,傳統車企的造芯進程已步入正軌。 

以比亞迪為例,2008年,比亞迪收購了破產的芯片公司寧波中緯積體電路,正式踏上自研之路;2018年,比亞迪成功研發代車規級MCU芯片(用于小型計算設備控制,如儀表盤、汽車測控系統),實現了國產車規級MCU芯片從0到1的突破。?

與此同時,比亞迪也在探索汽車智能芯片。 

今年1月,多家媒體報道,比亞迪已經拿到了華為麒麟的技術文檔,并著手打造車規級的麒麟芯片。這款芯片的命名為麒麟710A,采用14nm工藝,并由中芯國際代工,該款芯片或將用于汽車數字座艙領域,提升車輛和人在交互上的服務水平。 

作為定位各異的兩家企業,華為瞄準智能汽車服務,比亞迪立足打開新能源汽車市場,兩家優勢可以很好地互補。 

吉利則在2019年開啟了“中國芯”戰略,李書福還曾表示采購備庫存的同時,也在迅速推動國產品牌芯片的導入,以及自主研發設計的芯片,“我們自主研發的中控芯片將會在2023年實現裝配上車?!?

從造車新勢力到傳統車企,造芯已然成為各家企業下一個圍攻之地。 

汽車芯片不得不造 

如果核心的芯片技術都掌握在海外企業手里,那么可能產生什么后果? 

這是過去數年時間里國產手機廠商集體面臨的問題,作為僅有的手機高端芯片供應商,高通在手機的性能、版本迭代上,頻頻對國產手機廠商“卡脖子”。

同樣的境遇蔓延到汽車領域。在自動駕駛芯片行業,英偉達堪稱另一個高通。 

國產“造車三兄弟”,都將用上英偉達所供應的芯片。2020年,理想汽車和英偉達簽了一份協議,在2022年推出的新一代智能SUV將率先使用英偉達的Orin芯片。?

蔚來和小鵬也不例外,在昨晚的小鵬新品發布會上,小鵬新車型P5搭載的是英偉達Xavier自動駕駛芯片;今年1月,根據英偉達官方消息,蔚來新一代電動汽車也將采用英偉達的Orin芯片。 

這也將導致造車供應鏈受制于人。 

當前汽車行業缺芯潮的蔓延,問題就出在芯片供應商產能吃緊。 

一枚汽車芯片的的成品路徑包括四大環節:設計公司進行芯片設計,制造公司進行芯片制造,封測公司進行樣品檢驗,終到汽車公司進行組裝。 

對于蔚來、小鵬等尚不具備自研和自造芯片的企業來說,不論上游哪個環節出現問題,都可能出現芯片短缺的問題。今年3月31日,臺積電總裁魏哲家在給上游IC設計廠商的信件中提到,在過去的12個月里,臺積電讓產能利用率超過運行,但仍然無法滿足所有客戶的訂單需求。 

近期,蔚來旗下的江淮工廠停產也證明這一事實。3月26日,蔚來汽車發布公告,由于缺芯,自2021年3月29日起,合肥的江淮蔚來制造工廠停產5個工作日。?

在蔚來汽車2020年四季度財報及全年財務業績電話會上,蔚來董事長李斌也表示,受芯片供應的影響,蔚來的1萬輛電動車的月產能也將下滑至7500輛。 

相比之下,比亞迪董事長王傳福則于近日表示,由于提前布局芯片自研,目前全球汽車行業經歷的缺芯停產問題,比亞迪沒有受到影響。 

銷量數據也顯示如此,今年1-3月,比亞迪汽車銷量累計54751輛,同比增長146.72%。

比亞迪3月產銷報告,圖源比亞迪公告 

即便解決了產能問題,車企也要面臨芯片高昂的成本。 

據中國汽車芯片產業創新戰略聯盟秘書長原誠寅介紹,我國汽車芯片的平均費用2019年約400美元/車,2022年將達到600美元/車。 

成本因素是特斯拉自研汽車芯片的重要動機。 

馬斯克就曾不止一次抱怨過英偉達汽車芯片昂貴的問題。2019年,在自研芯片取得突破進展后,特斯拉硬件工程副總裁Pete Bannon透露,其自研的AI芯片速度比英偉達芯片更快,但成本只有英偉達的80%。 

芯片技術受制于人,還意味著汽車性能表現將受制于國外芯片。 

英偉達發布的代Xavier自動駕駛芯片,雖然成為不少新能源車企的選擇,但是從功耗、算力表現上卻并沒有太大的亮點。這也導致了不少新能源車主抱怨其自動駕駛平臺智能屬性差、耗電快等問題。 

類似的案例,在手機領域也曾發生。2016年蘋果推出AirPods并引爆TWS耳機市場,但由于高通芯片遲遲不支持TWS的藍牙技術,導致安卓機市場一直沒有真正的TWS產品。直到2019年聯發科、高通、華為相繼實現技術突破,解決藍牙連接問題,才讓TWS耳機正式打入安卓機市場。

奪回核心自主權,在供應鏈、成本和性能方面不受制于人,成為車企扎堆造芯的原因。像蔚來、小鵬這樣的造車新勢力,即便還在虧損,卻依舊做好了大舉投入造芯計劃的準備。 

芯片行業,向來是個長周期的行業,入局越早者,越能占據先發優勢。從這一點來說,汽車芯片走向自研刻不容緩。

何時能真正用上? 

如果梳理蔚來和小鵬走向芯片自研的時間點,啟動時間均在2020年,但就汽車芯片所處的賽道而言,這一時間已經有點晚了。 

特斯拉和英偉達在2019年就已經發布了汽車芯片,其納米制程在10nm左右。 

參照特斯拉和英偉達的研發歷史,一款汽車芯片研發周期,快也要四年左右。

以特斯拉為例,其造芯計劃始于2014年Autopilot部門誕生。 

在2015年11月,馬斯克連發數條Twitter在線招人,其目標就是為Autopilot招攬人才,團隊成員將由馬斯克親自面試。一個月之后,前AMD首席架構師Jim Keller加盟特斯拉,擔任Autorpilot硬件副總裁。 

但此后,特斯拉的造芯計劃陷入沉寂。直到2018年8月,在特斯拉Q2財報會議上,Autopilot團隊高管集體亮相,才公布了其自研芯片的進展。特斯拉表示,搭載Autopilot芯片的Model S/X和Model 3將于2019年3月20日和4月12日量產。?

推出款汽車芯片,特斯拉耗費了近四年的時間。 

英偉達的情況亦類似。在做款汽車芯片Xavier的時候,英偉達CEO黃仁勛曾表示,這枚芯片是耗時四年、由2000余名工程師、投入超過20億美元取得的成果。 

黃仁勛在2019年GTC大會,圖源英偉達發布會

以目前蔚來、小鵬的造芯計劃來看,順利的情況下,其量產時間應該也不會早于2023年。 

對此,李斌曾樂觀表示:“自研自動駕駛芯片并不難,比手機芯片容易,蔚來會保持自己的競爭力?!?nbsp;

但事實可能并非如此,特斯拉和英偉達已經把芯片賽道的戰火燒得更加猛烈了。自2019年以后,兩家企業都公布了下一代汽車芯片的計劃,直指5nm制程技術。 

今年1月,據韓媒Asia-E報道,特斯拉將與三星再次合作,推出新一代的FSD芯片將采用5nm工藝,將應用于下一代自動駕駛計算平臺HW4.0,并預計于2021年第四季度實現量產。 

在英偉達2019年的GTC大會上,黃仁勛表示,將帶著4年的心血,讓新一代的Orin芯片在2022年實現量產。據“英偉達中國”介紹,這樣一款芯片采用5nm技術工藝,將集合英偉達新一代GPU架構和CPU內核,同時搭配深度學習加速器和計算視覺加速器。 

一位自動駕駛汽車從業者告訴連線出行,目前多數研發的汽車自動駕駛芯片技術工藝集中在20-40納米。當汽車芯片走向5nm高精尖技術,這無疑會增加國產造芯的難度。 

從國產手機的經驗來看,芯片技術上的一步落后,往往會導致步步落后。 

2014年,小米曾耗資十幾億美元成立松果電子造芯,但三年以后,其推出的代芯片澎湃S1卻跟不上時代步伐。澎湃S1采用的是28納米技術,但主流芯片如高通、華為均已達到了10納米技術。 

相較于后者,澎湃S1在散熱、性能表現上均不如人意,遭受眾多質疑,終以失敗流產。 

更進一步,當國產汽車芯片進化至高精尖領域,國產車企或面臨國外技術限制風險。 

在芯片領域,國內的高精尖技術,比如技術工藝已經達到了5nm的麒麟芯片,均由臺積電、三星等企業代工。但因為芯片行業的復雜性和全球性,這些企業的設備不少都會用到美國的軟件和技術專利,這就成為了美國能夠“卡”企業脖子的原因。 

以華為事件為例,在2020年8月,華為海思為已經能夠設計并研發5nm的芯片,但美國政府擴大了對華為的封殺措施,在出售給華為的芯片中不允許使用美國技術,這也導致臺積電、三星等企業不能為華為海思芯片進行代工。 

作為國內挺進5nm技術的麒麟芯片,由此成為絕版。

造芯之路不易,手機企業的造芯經驗,早已表明這是一個“過五關斬六將”的歷程,這其中,即便是巨頭也備受挑戰。 

但這又是一條不得不走的道路,關乎著企業對自身命運的掌控力與對產業鏈的話語權。 

正如李斌所說,在未來新能源汽車走向深度競爭的情況下,核心競爭終將回歸產品和服務。這些產品和服務終體現在汽車廠商的自研實力。 

就造芯這件事而言,國產車企當需做好壞的打算,在這場艱難的持久戰里,保持長期戰斗力。

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