2022年,國內(nèi)的汽車行業(yè)掀起了一股自研芯片的狂潮。
一些芯片創(chuàng)業(yè)公司一躍成為資本寵兒,風光無限;無論傳統(tǒng)車企還是造車新勢力,紛紛斥巨資造芯;曾在手機等領(lǐng)域呼風喚雨的芯片商,也躍躍欲試把競爭之勢蔓延到汽車行業(yè)……
這股自研芯片的浪潮中,大家的火力點集中到了自動駕駛芯片身上。
傳統(tǒng)汽車的芯片數(shù)量大約在500-600個左右,隨著自動駕駛功能的提升,這個數(shù)量已經(jīng)上升到了1000多個。
在這幾百個上千個車規(guī)級芯片中,自動駕駛芯片是食物鏈頂端的存在。
整個行業(yè)已經(jīng)敏銳地意識到,不久即將到來的自動駕駛競速賽中,芯片是必爭之地。越來越多的公司加入到了這場突圍賽中,包括零跑、蔚來、小鵬等車企,黑芝麻、地平線、芯馳科技、寒武紀等國內(nèi)初創(chuàng)芯片供應(yīng)商,以及華為等科技巨頭。
很長一段時間,中國在車規(guī)級芯片的研發(fā)和制造上,都是瘸腿的,甚至可能連“腿”都沒有。
在自動駕駛領(lǐng)域,國產(chǎn)芯片的可見度更是極低。自動駕駛芯片供應(yīng)商長期被海外品牌所壟斷,他們高豎圍墻,讓其他供應(yīng)商無立錐之地。
國產(chǎn)芯片的崛起之旅,也變成了一場突圍賽。
裂縫
這堵墻的第一道裂縫,其實是從內(nèi)部開始的。
Mobileye,這個來自以色列的公司,曾經(jīng)是自動駕駛芯片領(lǐng)域絕對的王者。
截止到2020年,全球約70%量產(chǎn)車上安裝的都是來自Mobileye的自動駕駛芯片。
Mobileye能被擁上王座,確實是有兩把刷子。它的商業(yè)模式是,將芯片+攝像頭+算法統(tǒng)一打包出售給車企。這樣打包出售的方式,能幫助車企以最快速度實現(xiàn)輔助駕駛功能上車。
2018年,蔚來的首款量產(chǎn)車ES8上市時,甚至以全球首款搭載EyeQ4(Mobileye旗下的一款自動駕駛芯片)芯片為最大賣點。
但Mobileye的模式也存在著巨大的弊病,它提供給車企的解決方案是一個封閉的黑盒。車企無法對內(nèi)部算法進行調(diào)整,也無法搜集、分析利用每一輛車所產(chǎn)生的行駛數(shù)據(jù)。
不少車企為此吃盡了苦頭。2020款的理想ONE安裝的是Mobileye的EyeQ4芯片。但理想汽車又想訓(xùn)練和優(yōu)化自己的輔助駕駛系統(tǒng),于是不得不在Mobileye的前視攝像頭旁再增設(shè)一個攝像頭,專門用于道路信息的采集與收集。
而且Mobileye的迭代更新也非常緩慢,遠趕不上車企的需求,EyeQ3和EyeQ4的發(fā)布時間橫跨4年。
天下苦Mobileye久矣。
最先打破Mobileye壟斷格局的是英偉達。英偉達除了擁有強大的技術(shù)實力外,它提供的解決方案還更靈活、更開放。車企可以自己選擇采購部分硬件,也可以直接讓英偉達為其設(shè)計一整套方案。
更開放的平臺、無需強捆綁的合作方式吸引了大批量的車企。他們選擇拋棄Mobileye,投入英偉達的懷抱。
盡管Mobileye、英偉達在自動駕駛芯片領(lǐng)域最先搶占了市場,但他們無法完全滿足所有車企的胃口。
智能電動車時代,汽車逐漸“由硬變軟”。大家比拼的不再是發(fā)動機、變速箱,而是智能化。一輛車的自動駕駛水平主要依靠兩條腿,一條腿是軟件算法,另一條腿便是作為硬件的芯片。自動駕駛芯片某種程度上決定了一家車企自動駕駛能力的上限。
車企需要更高的算力支持,也需要更懂定制化服務(wù)的芯片商。這樣的變化,也給國內(nèi)的芯片商帶來了突圍的機會。
一些國產(chǎn)芯片商精準地鉆入了這個真空期。
比如,地平線2019年與長安達成合作,向后者提供征程2芯片,自此在車企中建立了一定的口碑。隨后,越來越多的主機廠和供應(yīng)商注意到了這家國產(chǎn)AI芯片公司。如今,這家公司已經(jīng)成功與十幾家主機廠、Tier 1(一級供應(yīng)商)展開合作,獲得了40多個車型的前裝定點。
灼識咨詢總監(jiān)柴代旋對深途指出:“相比海外核心廠商,國內(nèi)自研SoC芯片的優(yōu)勢在于定制和本土化服務(wù)。一般國外廠商難以進行二次調(diào)試,但本土廠商可以提供。”
有媒體曾爆料,因為理想要快速切換方案,時間緊任務(wù)重,地平線的工程師與理想的開發(fā)人員一起熬了不少通宵。
進入2021年,客觀環(huán)境發(fā)生的急劇變化也讓不少車企對國產(chǎn)芯片商投去了友善的目光。
2020年9月以來,全球遭遇數(shù)次汽車芯片危機。根據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測公司 AutoForecast Solutions(以下簡稱為 AFS)數(shù)據(jù),僅僅2021年這一年,因為汽車芯片短缺,全球汽車產(chǎn)業(yè)減產(chǎn)了810萬輛車,共帶來2100萬美元的損失,中國市場損失額預(yù)計約260億美元。
在國內(nèi),由于90%的車規(guī)級芯片被海外供應(yīng)商掌控,中國車企被迫數(shù)次停工停產(chǎn)。汽車芯片急需國產(chǎn)化成為行業(yè)共識。
芯片從業(yè)者Lucy告訴深途:“現(xiàn)在國產(chǎn)的芯片商能獲得車企青睞,一方面是他們的芯片更具性價比,另一方面是,主機廠們都有尋找國產(chǎn)替代方案的打算。多一個芯片供應(yīng)商,多一個選擇,總沒壞處。”
不少主機廠開始愿意幫扶一些國產(chǎn)芯片廠,華為、地平線、黑芝麻等國內(nèi)企業(yè)開始奮起直追,國產(chǎn)替代方案終于有了上車量產(chǎn)落地的機會。
車企為什么要造芯?
一個值得關(guān)注的現(xiàn)象是,車企竟然也把手伸向芯片領(lǐng)域。
蔚來正在規(guī)劃自主研發(fā)自動駕駛計算芯片,主要由蔚來汽車董事長兼CEO李斌推動。去年,小鵬汽車就已經(jīng)啟動了自研自動駕駛芯片項目,在中國和美國兩地同步進行。
最近,有媒體爆料,理想汽車成立了一家新公司,業(yè)務(wù)范圍包含芯片設(shè)計。有媒體猜測,理想有可能親自下場自研自動駕駛芯片。至于零跑,它自主研發(fā)的AI智能駕駛芯片——凌芯01,已經(jīng)成功量產(chǎn)上車。
其實造芯的門檻沒有大家想象中的那么高。
“半導(dǎo)體行業(yè)有一條分工非常明確的產(chǎn)業(yè)鏈,無論是制作、封裝還是代加工都有專門的公司負責。車企們所謂的自研其實就是設(shè)計芯片,相當于畫圖紙,然后交由下游的公司生產(chǎn)制造。”Lucy解釋道:“所以自研芯片,具備兩個條件就可以,一是擁有一定的財力,研發(fā)兩三塊芯片大概需要幾億元的研發(fā)經(jīng)費,二是具備原創(chuàng)設(shè)計芯片的能力。”
“但選擇自研芯片并不一定和缺芯有強關(guān)聯(lián)。”柴代旋認為。車規(guī)級芯片研發(fā)周期長(一般驗證需2-3年),如果車企從現(xiàn)在才開始自研芯片,并不能解決短期內(nèi)的缺芯危機。
而且這些車企目前研發(fā)的大多是高端芯片,而當年行業(yè)中緊缺的是成本較低的MCU芯片。
造芯背后,暗藏著車企更大的野心。柴代旋指出:“如果擁有了芯片的自主知識產(chǎn)權(quán),主機廠就可以集成開發(fā)和快速迭代。同時,現(xiàn)在很多車企強調(diào)全棧自研,但自研的算法匹配現(xiàn)行市場的通用芯片,算法的優(yōu)勢發(fā)揮不出來,還是需要定制化自己的芯片來匹配自研算法。”
特斯拉在自研這條道路上,已經(jīng)率先趟出了一條成功的道路。
2016年,由于合作的Mobileye無法滿足特斯拉的需求,馬斯克最終走上了自研的道路。當時的芯片研發(fā)由半導(dǎo)體業(yè)界傳奇人物吉姆·凱勒(Jim Keller)、當時的半自動駕駛系統(tǒng)負責人皮特·班農(nóng)(Pete Bannon)以及其他架構(gòu)師牽頭。歷時三年多時間,在2019年,特斯拉成功迎來了屬于自己的自動駕駛芯片。
特斯拉也成為了第一個專門為自動駕駛開發(fā)芯片的整車廠。也正是因為自研芯片擁有相當大的優(yōu)勢,特斯拉的自動駕駛能力在行業(yè)中一騎絕塵,不僅在業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)了導(dǎo)航輔助駕駛、識別紅綠燈等功能,還取消了毫米波雷達,轉(zhuǎn)為純視覺感知。
游戲規(guī)則變了
車企能下場造芯,某種程度上意味著,汽車行業(yè)里的游戲規(guī)則變了。
在傳統(tǒng)燃油車時代,汽車行業(yè)等級森嚴,分工明確。一片芯片的生產(chǎn)流程大致是這樣的,作為Tier 2(二級供應(yīng)商)的芯片廠做好了芯片交給Tier 1(一級供應(yīng)商,比如博世、大陸等)制做成ECU、DCU等控制器,再由Tier 1交給主機廠。
車企站在食物鏈頂端,負責產(chǎn)品的功能定義和技術(shù)集成。傳統(tǒng)的汽車芯片廠在整個汽車生產(chǎn)鏈條中,存在感很弱,也無法與主機廠直接溝通交流。
但這樣垂直的供應(yīng)鏈模式,并不能適應(yīng)現(xiàn)在大環(huán)境。
麥肯錫合伙人Ondrej Burkacky曾發(fā)表這樣的觀點:此前的供貨方式導(dǎo)致了透明度的缺乏,但當下由于缺芯持續(xù)的時間比預(yù)期長,車企正在不斷優(yōu)化生產(chǎn)策略。對參與造芯的企業(yè)而言,他們能夠與芯片商建立更具協(xié)作性的關(guān)系,從而滿足長期持續(xù)的供應(yīng)需求。
市場對于智能駕駛的需求逐漸明確,汽車對半導(dǎo)體的需求發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變,芯片尤其是大算力的自動駕駛芯片被放置在了更重要位置。整個汽車行業(yè)對芯片半導(dǎo)體的依賴增強。
不少主機廠開始選擇繞過Tier 1,直接去找芯片設(shè)計廠商,或者直接下場參與到芯片設(shè)計的研發(fā)流程。現(xiàn)在零部件供應(yīng)商、自動駕駛算法供應(yīng)商、芯片供應(yīng)商、車企大家開始坐到了一個牌桌上。
舊的秩序被打破,新的格局開始建立。比如,黑芝麻已經(jīng)和一汽、蔚來、上汽等車企,博世等汽車零部件巨頭,滴滴等網(wǎng)約車平臺,以及中科創(chuàng)達等軟件企業(yè)展開合作。
而比亞迪、自游家、一汽紅旗也紛紛選擇和地平線深度綁定。
在自動駕駛芯片上,華為除了與北汽以及小康賽力斯深度合作外,還戰(zhàn)略聯(lián)盟了上汽、吉利、江淮、一汽紅旗、東風汽車等車企。
未來拼什么?
盡管競爭激烈,參與這場芯片爭奪戰(zhàn)的玩家也很多。但真正能實現(xiàn)量產(chǎn)前裝的公司,其實并沒有幾家,在國外,只有英偉達、高通以及Mobileye,國內(nèi)則只有地平線、華為,最近多了一個黑芝麻。
對于新入局的玩家來說,在實現(xiàn)量產(chǎn)裝車之前,需要跨越數(shù)座大山。
“制作出一個芯片不難,更關(guān)鍵的是,你造出來的芯片,有沒有人用,能不能滿足市場對于芯片的需求,這也是一個問題。”Lucy表示。
而對于已經(jīng)量產(chǎn)前裝的國產(chǎn)芯片廠來說,挑戰(zhàn)依舊在眼前。盡管國內(nèi)的一些芯片廠也在異軍突起,比如地平線、黑芝麻已經(jīng)拿到了一些車企的訂單。但是他們距離行業(yè)龍頭英偉達、高通還存在不少的差距。
當前自動駕駛芯片市場中,面向L3級別及以上的車型大多采用的是英偉達的芯片。
在自動駕駛芯片領(lǐng)域,芯片算力是核心競爭力。自動駕駛級別越高,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就越多,對芯片的算力要求也就越高。L3級別自動駕駛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是2.3GB/s,對算力要求在129TOPS(TOPS,即處理器運算能力單元)以上;L4 級別自動駕駛數(shù)據(jù)量達到8GB/s,對算力要求達到448TOPS以上,L5級需要超過1000TOPS。也正因為如此,芯片計算力成為各家芯片競爭比拼的核心砝碼。
目前,英偉達最新推出的自動駕駛芯片Atlan,單顆芯片的算力達到1000TOPS,預(yù)計2025 年大規(guī)模量產(chǎn)。高通推出的 “驍龍 Ride”, 算力覆蓋范圍為10TOPS至700TOPS,可支持從L1至L4的自動駕駛系統(tǒng),將于2023年上市。
放眼國內(nèi),地平線推出的第三款車規(guī)級AI芯片征程5,單芯片算力為128TOPS,黑芝麻推出的新一代A1000pro算力為106TOPS。在算力上,國產(chǎn)芯遠遠比不上英偉達、高通研發(fā)的芯片。
如何讓更多的車企或自動駕駛企業(yè)選擇國產(chǎn)芯片,是擺在所有國產(chǎn)芯片商眼前的一道難題。“國產(chǎn)自動駕駛芯片在如何獲取更大的市場占有率方面,仍需要算力的技術(shù)突破。”柴代旋說。
而在高級別自動駕駛芯片上,國產(chǎn)芯片商還有很長的一段路要走。“事實上,高級別的自動駕駛芯片研發(fā),還是非常難的。在半導(dǎo)體行業(yè),合作交流是非常重要的,國內(nèi)如果想研發(fā)出大算力的芯片,最好的辦法是多交流合作,向國外的芯片巨頭學(xué)習(xí)。”Lucy總結(jié)道。
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