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车企自研芯片是应对“芯荒”的最优解吗?

2021-02-24 13:53 来源:网通社 编辑:秩名

汽车产业“缺芯”风波一波未平一波又起。

2021一开年,突然闯入的“黑天鹅”使得本已紧张不已的汽车芯片供应雪上加霜。最近,超级寒潮席卷美国,极端恶劣的低温天气使得全美陷入大规模停电,其中以德克萨斯州最为严重,这也导致三星、恩智浦、英飞凌等多家汽车半导体巨头被迫停产。无独有偶,就在几天前,另一家车载芯片巨头日本瑞萨电子位于茨城县境内的一家主力工厂也被迫停产,原因是相距不远的福岛近海发生里氏7.3级地震导致的电力供应短缺。

 

短短一周内,全球主要汽车半导体厂家几乎都遭遇停产,给整个汽车产业链带来的蝴蝶效应是巨大的。在芯片短缺将成为常态的行业共识之下,汽车制造商们感觉到的除了实实在在的“芯荒”,还有对未来供应链不稳定的心慌。于是乎,车企自研芯片的话题又再度被炒热。

那么,车企是否真的有必要走自研芯片的道路?业内很多人对此怀揣疑问的同时,关注度却有增无减。

 

车企为什么要自研芯片?

在芯驰科技看来,车企自研芯片的好处主要有三点:

首当其冲的便是稳定的芯片供应。去年由于疫情导致全球范围的芯片短缺导致全球汽车产量大幅下滑,让各大汽车制造商心有余悸。与其将主动权交给他人,倒不如扼住命运的咽喉,自研芯片的最大好处在于减少对供应商的依赖,产能自己说了算。在目前的局面之下,芯片的安全稳定供应对于车企来说的确是至关重要。

自研芯片的另外一个好处在于能够获得更好的兼容性和匹配度。这里首先做一点科普,以自动驾驶芯片为例:

目前,自动驾驶领域的车用芯片大致分为三类: GPU,FPGA和ASIC。

GPU即图像处理单元(Graphics Processing Unit),擅长图像处理和大量重复性的运算任务,但是尺寸不具有优势,且能耗巨大。

FPGA即现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array),可以烧入FPGA配置文件来定义逻辑门电路以及存储器之间的连线,从而实现硬件的可编程。FPGA可实现比GPU更高的并发处理,且功耗更低。但是其基本单元的计算能力有限,也就是说相同算力情况下,FPGA的尺寸不占优势。

ASIC即特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit),指应特定用户需求和特定电子系统的需求而设计、制造的集成电路。

 

而特斯拉目前使用的全自动驾驶(FSD)芯片就属于第三种,至于特斯拉为什么放弃Nvidia和Mobileye而选择自研芯片,马斯克曾解释过:因为无论是 Mobileye 还是 Nvidia,都无法满足我们的任何能力、研发进度、成本或者功率方面的要求。

这一点其实也很容易理解:在自动驾驶成为各大车企竞争的主战场的当下,电子电气架构已经在由分布式向域集中式架构转型,对于芯片算力和功耗的要求越发严苛,而通用芯片在某些时候无法完全满足车企在某些方面的特定需求。

最后一点,在于成本。在过去,汽车以硬件为主导的时代,由于整车的智能化程度较低,半导体在整车成本中的比例不到1%。但是随着软件定义汽车时代的到来,汽车智能化对于电子电气架构的需求越来越高,如今智能汽车上的半导体已经占到了整车成本的35%左右,而且未来会越来越高。而自研芯片能够带来的除了将这部分的利润握在自己手中,更能增加对整车成本的控制,进一步提高产品的竞争力,这也是特斯拉的价格能够一降再降的原因之一。

九死一生的自研之路

虽然自研芯片之路看上去很美好,但是并不容易。

芯驰科技CEO仇雨菁表示:汽车芯片行业是一个典型的“三高”行业:高投入、高风险、高壁垒。资金、人才、研发经验这些因素都是成功的必要不充分条件,产业环境乃至国际局势都至关重要。车企如果要涉足这一领域并不容易,需要付出极高的机会成本。

高投入:以自动驾驶芯片整体生态到最终产品落地为例,至少需要3年以上的研发周期和上千名研发人员投入。根据自研程度的不同,少则数十亿人民币,多则数十亿美元。比如NvidiaXavier自动驾驶芯片的开发费用就合计高达20亿美元。除了开发费用,后期的研发还需要持续的投入,对于很多车企尤其是造车新势力来说都很难承受。

高风险:然而,“烧钱”只是入局门槛并不是决定性因素。芯片行业具有试错成本高和排错难度大的特点,汽车芯片也是如此,试错成本甚至占到总成本的80%以上。理想汽车首席技术官(CTO)王凯曾表示:一般芯片设计开发需要三年时间,然后有三年的使用时间,之后就需要对架构进行调整,加起来就是 6 年,对于主机厂来说,这是一个巨大的风险,甚至有可能什么都搞不出来。

高壁垒: 目前我国在半导体产业方面可以说是人才奇缺,根据《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020年版)》显示,到2022年,中国集成电路专业人才缺口将近25万,而且存在结构性失衡问题。

而汽车工业虽然与半导体行业息息相关,紧密相连,但术业有专攻,二者之间存在一道厚厚的壁垒,哪怕是在造车方面拥有超过百年的车企,在芯片方面也是完完全全的新手。比如,作为德国制造水平和技术实力最高的车企之一,奔驰的母公司戴姆勒此前就全球领先的自动驾驶芯片厂商Mobileye合作,共同研发高级辅助驾驶系统;即使是被称为“科技鬼才”之称的伊隆·马斯克也是在招募到硅谷芯片的传奇人物Jim Keller之后,才有底气走上自研自动驾驶芯片的道路。

 

 

选择“第三条道路”,共创共建“芯生态”才是最优解

目前,越来越多的汽车厂商选择了一条从供应商采购和自研芯片之外的“第三条道路”,即与芯片厂商建立更深度的合作关系,参与到芯片设计研发的流程之中之中,打造更符合自己需求的产品。

此前,北汽产投与Imagination集团合资成立北京核芯达科技有限公司;吉利集团控股的亿咖通科技与Arm中国合资建立了湖北芯擎科技联合进行车规芯片的研发。

而这种深度融合的合作模式,无论是对汽车制造商还是芯片厂家来说都能受益,真正实现双赢。

对汽车制造商来说,除了成本方面的考量外,需要的是能够快速导入生产环节,且具备开发友好性的产品。而对芯片厂家而言,这意味着要从单一的芯片研发公司进行更多的产业价值延伸,包括软硬件、应用生态等方面的联合开发和预集成,比客户往前想一步,帮助客户快速完成开发。

芯驰科技董事长张强表示:缺芯潮风波将更多成长中的优秀国产汽车芯片企业推至台前,能够带领他们突破重围的,不仅有高可靠、高性能的产品,还有更加本土化的服务理念与技术支持。就像智能网联中国走在了世界前列一样,在汽车芯片的发展需求洞察上,中国本土汽车芯片企业有外资芯片公司难以企及的优势。这将带领芯片企业与车企更好形成合力,让智能网联的落地更扎实从容。

目前,芯驰科技已与包括诚迈、QNX、中瓴智行等70余家软硬件合作伙伴打造了完整的产业生态,推出一体化的智能出行综合解决方案,能够帮助客户迅速完成产品开发,节约研发成本。 未来芯驰将会继续坚持“芯片产品+技术支持+生态合作”的发展之路,用实力推动中国芯片产业链新生态格局的形成。

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