芯智駕──集萃産學研企名家觀點，全面剖析AI晶片、第三代半導體等在汽車“大變形”時代的機會與挑戰！
集微網消息，繼手機之後，汽車企業也加速了自研晶片的程序，截至目前，已有特斯拉、零跑汽車、比亞迪等主機廠下場造芯，知名分析機構Gartner甚至斷言，至2025年，全球前10名汽車品牌中，将有一半企業參與造芯。
不過研發晶片需要一個長期積累的過程，缺芯背景下，車企造芯顯然不是為了解決短期生産問題，而是布局長遠，并由此引發了“掌控靈魂”的說法。那麼造芯是否會成為主機廠掌握主動權的最佳方式，又該如何造芯？本土企業距離造芯還需彌補哪些短闆？
高算力晶片成主機廠“造芯”首選
全球汽車晶片短缺仍在制約着汽車産量的提升，減産、停産情況仍頻頻發生，比亞迪集團進階副總裁何志奇日前在一次演講中指出，如果中國汽車産業遭受類似俄羅斯般的極端晶片斷供情況，“國内不停産的僅有比亞迪一家，其他（車企）全部停産，因為沒有半導體支撐。”
何志奇同時指出，解決本土汽車晶片供應能力，是比亞迪及國内新能源汽車産業共同要解決的問題。在這樣的背景下，國内已有多家主機廠加速了晶片研發程序。
據不完全統計，目前已有長城、上汽、東風、吉利、一汽、北汽、比亞迪等本土汽車集團參與造芯。造車新勢力中，小鵬、零跑、理想、蔚來、小米等也均有布局。國際大廠中，特斯拉、豐田、本田、福特、通用、寶馬、奔馳、大衆等主機廠也逐一布局晶片産業鍊。
芯擎科技董事兼CEO汪凱博士認為，“汽車晶片短缺打破了全球半導體産業鍊的平衡，主機廠越來越意識到掌握核心技術的重要性，更加關注供應鍊的多樣性，保證供給安全。”造“芯”新勢力地平線創始人兼首席科學家餘凱日前更是表達了支援車企自研晶片的觀點。
不過，汽車晶片種類繁多，包括以MCU、SoC為代表的數字類晶片，以電源晶片、傳感器晶片、射頻晶片為代表的模拟晶片，以IGBT、SiC MOS 分立器件等為代表的功率類晶片，根據車輛級别不同，對晶片的種類需求也從幾十到100多種不等，對如此衆多的晶片需求，以汽車研發為主營業務的主機廠，根本無法逐一布局，且汽車晶片具有可靠性要求高、研發周期長、投入大等進入門檻，對主機廠都是非常大的考驗。
對此，王凱博士認為，與傳統汽車不同，汽車電氣化、智能化對高算力晶片的需求越來越高，“目前大多數廠商關注和研發的都是車載高算力晶片，而非傳統意義的汽車晶片。很多主機廠希望更早參與到晶片硬體的定義階段，這也證明了高算力汽車晶片是汽車廠商的核心競争力，進而獲得更多的優勢，實作差異化競争。”
另外，汽車電氣化對IGBT、MOSFET等功率器件的需求大幅上升，也成為主機廠重點布局的領域之一。比亞迪在2008年收購甯波中緯時就明确提出，該收購主要是獲得電動汽車驅動電機的研發能力和生産能力。時至今日，甯波中緯已成長為比亞迪半導體，比亞迪也借此成為全球少數實作IGBT功率器件自給自足的主機廠。
而目前以MCU為代表的汽車晶片雖然緊張，但其背後主要是由于疫情引發的供應鍊短暫斷裂所造成，業内人士認為，這是短期市場行為，即便緩解需要一個緩慢過程，傳統晶片企業不會為此擴産，王凱博士表示，如果大幅度擴産，不僅存在擴産面臨的采購增加的問題，還有需求緩解後産能利用的問題。
筆者也在對近年來主機廠參與造芯的統計中發現，超40項晶片投資項目中，有超過21項與自動駕駛晶片相關，布局領域主要為高算力晶片以及雷射雷達等；另有超過14項與功率器件相關；而與MCU相關的布局僅為5項，其他輔助晶片的布局更少。
全球主要主機廠部分晶片布局（資料來源：根據公開資訊整理）
下場造芯未必是最佳選擇？
對整車廠下場造芯，業内持兩種觀點。
一是支援整車廠造芯，認為整車廠獨立設計晶片，不僅僅是為了在汽車電動化、智能化過程中掌握主動權，還能提升晶片與車機系統的比對性和融合度。
行業周知，在燃油車時代，發動機是主機廠的核心競争力，在過去幾十年中，大陸汽車行業的“以市場換技術”取得的成效有限，業内分析認為，導緻這一結果的重要原因是未能掌握核心競争力。而在智能化時代，高算力晶片将會成為新的核心競争力。
餘凱認為，目前中國正引領全球汽車電動化和智能化發展，“最先進的智能駕駛晶片的首發量産不是選擇搭載在日本的汽車公司，也不是德國的汽車公司，而是中國的自主品牌。可以說中國現在成為了創新策源地。”
而晶片和作業系統是智能汽車的數字底座，開放和協同已擺在首位。為此，地平線推出了3大與主機廠合作模式，除了提供晶片平台和作業系統OS外，地平線還可為主機廠開放BPU IP，幫助主機廠實作晶片自研。
圖檔來源：芯擎科技
另一種觀點則認為主機廠自研晶片面臨太多挑戰，抛開晶片門檻高、車規級晶片要求高不說，在人才方面就面臨很大問題。
目前造車新勢力中，特斯拉和零跑汽車已成為自研晶片的代表企業，前者之是以能成功研發出高算力自動駕駛晶片，與高價挖來半導體業界傳奇人物吉姆·凱勒（Jim Keller）分不開，吉姆·凱勒是蘋果的A系列晶片、AMD的K12和Zen兩大CPU架構、英特爾的3D堆疊晶片等知名産品的核心人物之一。2016年-2018年期間，吉姆·凱勒為特斯拉研發了 FSD 自動駕駛晶片，幫助特斯拉奠定了自動駕駛行業地位。
不過我們留意到，在吉姆·凱勒離職後，特斯拉的自動駕駛晶片仿佛定格般，算力再無提升，其算力水準也從曾經的業界領先到被英偉達、地平線、黑芝麻等反超，未來，寒武紀、高通、Mobileye等自動駕駛晶片方案提供商還将陸續更新更高算力晶片，特斯拉72TOPS的晶片算力日漸失去競争優勢。
另一家主機廠零跑汽車，與控股公司大華股份合作推出的淩芯01，算力為4.2TOPS，主要用于ADAS自動駕駛輔助系統，一位接近大華股份的人士表示，“這算力也就能滿足一支錄影機運算需求。”值得注意的是，在零跑日前送出的IPO招股書中，未提及淩芯01的後續研發及疊代規劃，有業内人士分析認為，淩芯01可能将不會再做更新，而零跑也有可能選擇其他晶片企業的方案。
為此，業内人士對整車廠親自造芯表示擔憂，某晶片企業人士表示，造車新勢力以前沿科技打開市場，他們自然希望掌控未來智能汽車的核心競争力，對自研晶片也非常積極，但汽車晶片需要長時間的積累，稍不注意就會成為經驗教訓。
汪凱進一步分析稱，“任何一家成功的汽車半導體企業都是産品在整個汽車市場的成功，而不是僅在一家廠商的成功；要想推出極有競争力的産品，需要開放的心态和包容的産品體系，提煉出下有衆多車廠的共性需求，滿足大家的長遠規劃，這樣的産品才能夠有長期高效的競争力。”
筆者也在統計中發現，真正下場造芯的主機廠并不多，在統計的40多個造芯案例中，僅有比亞迪、特斯拉、零跑汽車、現代和大衆5家企業，其中現代和大衆的造芯計劃尚處于規劃中。目前能持續自研、疊代晶片的整車廠僅有比亞迪一家，也是布局汽車晶片種類最齊全的整車廠之一。需要注意的是，比亞迪半導體目前正在謀求獨立上市，其面向的将不再是自供，而是面向行業所有主機廠。
而筆者統計的超40個案例中，有一半以參股形式參與到具備成熟晶片方案設計、開發能力的晶片企業中造芯，這已成為整車廠“造芯”主流模式，比亞迪、長城、上汽、東風、一汽等均有相應案例；同時，還有6個案例為主機廠與晶片企業合資設立半導體公司入局造芯，吉利是這一模式的主力推動者；另有10個案例為主機廠與晶片方案供應商達成合作，以進行一定程度定制化開發來滿足個性化需求，該模式與采購晶片基本無異。
從這也看出，整車廠造芯并非易事，他們的主流選擇是與優勢資源進行深度捆綁，其中英偉達、芯擎科技、地平線、黑芝麻、英飛淩、中國中車等明星公司正成為他們極力拉攏的對象。（校對/James）