車企“造芯”加速

孫兆會(huì)

車企新賽道

自2021年開始，“缺芯”“芯片暴漲”開始成為行業(yè)主旋律。表現(xiàn)在汽車領(lǐng)域，市場(chǎng)最緊張的時(shí)候，一枚德州儀器車載芯片的價(jià)格上漲超過百倍，但即便如此，市場(chǎng)終端仍然是“一芯難求”。

為此，眾多大的汽車品牌爭(zhēng)先恐后入局造芯。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)已經(jīng)有十幾家主機(jī)廠通過自研、合作研發(fā)或者投資的方式進(jìn)入芯片領(lǐng)域。用“一擁而上”來形容，并不過分。

目前入局造芯的企業(yè)既有包括蔚來、理想、小鵬、零跑等造車新勢(shì)力，也有比亞迪、東風(fēng)、長(zhǎng)城、吉利等傳統(tǒng)車企。不過，它們切入造芯的路徑并不一樣。

目前，國內(nèi)造芯車企中，成果最佳的還是歷史最悠久的比亞迪產(chǎn)品。在工業(yè)、家電、新能源和消費(fèi)電子，比亞迪半導(dǎo)體已成功量產(chǎn)IGBT、MCU、電流傳感器等產(chǎn)品。

這兩年，比亞迪也在用投資的方式布局智能駕駛芯片。比如2021年戰(zhàn)略投資地平線，今年3月投資AI芯片公司昆侖芯。

吉利在智能車載芯片方面，較早就開始了投入。2019年吉利旗下的億咖通與安謀中國合資成立了芯片公司芯擎科技，芯擎科技于2021年發(fā)布的芯片龍鷹一號(hào)已經(jīng)迎來了量產(chǎn)。此外，吉利的功率半導(dǎo)體也有所進(jìn)展。近日晶能微電子宣布其自主設(shè)計(jì)研發(fā)的首款車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品成功流片。

東風(fēng)旗下的智新半導(dǎo)體也在做IGBT芯片，目前一期年產(chǎn)能達(dá)到30萬只，二期正在建設(shè)，預(yù)期年產(chǎn)能將達(dá)到120萬只。此外，智新半導(dǎo)體的碳化硅功率模塊項(xiàng)目也預(yù)計(jì)于2023年量產(chǎn)裝車。

長(zhǎng)城汽車旗下的芯動(dòng)半導(dǎo)體第三代半導(dǎo)體模組封測(cè)項(xiàng)目在今年開始建設(shè)，該項(xiàng)目以開發(fā)第三代功率半導(dǎo)體S i C模組及應(yīng)用解決方案為目標(biāo)，規(guī)劃車規(guī)級(jí)模組年產(chǎn)能120萬套，最快今年底投入量產(chǎn)。

理想的功率半導(dǎo)體研發(fā)生產(chǎn)平臺(tái)也在蘇州啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì)2024年正式投產(chǎn)，最終目標(biāo)是240萬只碳化硅的年生產(chǎn)能力。

相比較之下，傳統(tǒng)車企在造芯的路線上會(huì)稍微“謹(jǐn)慎”一些。直觀來看，吉利、廣汽、北汽、上汽等都是通過和芯片企業(yè)聯(lián)合成立合資公司，亦或是投資芯片公司的方式入局造芯。

以吉利為例，不久前浙江晶能微電子宣布，其自主設(shè)計(jì)、研發(fā)的首款車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品成功流片，新款芯片各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在不少業(yè)內(nèi)人士看來，此次突破將為后續(xù)更多功率芯片的研制打下基礎(chǔ)，也在某種程度上預(yù)示著吉利自研芯片邁出了關(guān)鍵的一步，后續(xù)或許會(huì)給業(yè)界帶來更多的驚喜。

不得不說，這展示了傳統(tǒng)車企相對(duì)“務(wù)實(shí)”的一面。畢竟搞芯片的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于造車，造芯不僅研發(fā)、量產(chǎn)周期長(zhǎng)，技術(shù)門檻高，還需要持續(xù)和穩(wěn)定的經(jīng)營節(jié)奏，缺一個(gè)環(huán)節(jié)都不可。而通過合資或投資的方式入局造芯，一定程度上可以降低風(fēng)險(xiǎn)，車企還能借助于對(duì)方的技術(shù)提高研發(fā)的成功率，可謂共贏選擇。

隨著越來越多的車企涌入賽道，芯片領(lǐng)域的內(nèi)卷進(jìn)一步加劇。畢竟，除了車企之外，傳統(tǒng)智能手機(jī)時(shí)代的一些巨頭也在紛紛涌入這個(gè)賽道，試圖從中分一杯羹。

據(jù)公開資料顯示，就在車企紛紛宣布入局芯片領(lǐng)域之時(shí)，英偉達(dá)、高通等也在先后宣布推出自己的汽車芯片產(chǎn)品。

英偉達(dá)前腳剛宣布了2000TOPS算力的全新芯片——Thor，取代之前計(jì)劃推出的Atlan芯片。后腳老對(duì)手高通馬上就在自家汽車投資者大會(huì)上，宣布推出業(yè)內(nèi)“首個(gè)” 集成式汽車超算S O C ， 同樣實(shí)現(xiàn)2000TOPS的算力，雙方對(duì)陣的意圖十分明顯。但這個(gè)賽道參與的玩家，遠(yuǎn)不止有高通、英特爾，傳統(tǒng)消費(fèi)電子領(lǐng)域的三星、AMD也卷入了進(jìn)來。

AMD憑借銳龍系列處理器成功挑戰(zhàn)英特爾，并取代之前國產(chǎn)特斯拉M o d e l 3和Model Y所搭載的英特爾A3950處理器，成為首批國產(chǎn)特斯拉Model Y高性能版所搭載的芯片。與此同時(shí)，三星也公布了全新的汽車芯片，分別對(duì)應(yīng)5G通信、電源管理以及控制車載娛樂系統(tǒng)的車載服務(wù)器。

定制化需求

有業(yè)內(nèi)人士表示：“汽車革命的下半場(chǎng)是智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，其主要核心技術(shù)是汽車芯片和操作系統(tǒng)。由此來看，芯片和依托于芯片的智能化體驗(yàn)，日益成為車企賣車的競(jìng)爭(zhēng)力之一?！?/p>

尤其是看到特斯拉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)FS D在短短幾年時(shí)間里漲價(jià)6倍，還獲得了38億美元的軟件服務(wù)、保險(xiǎn)等收入，這無疑堅(jiān)定了造車新勢(shì)力對(duì)于自研的執(zhí)念。另外，攻克技術(shù)最高點(diǎn)的芯片，還能建立起屬于自己的技術(shù)“護(hù)城河”，類似于特斯拉那樣的區(qū)隔優(yōu)勢(shì)。

福特中國研發(fā)工程師Alex Ren表示，車企加入造芯，第一是為了更大層面掌握對(duì)芯片供應(yīng)鏈的控制權(quán)，畢竟經(jīng)歷過芯片短缺后很多設(shè)備制造商都受到了不小沖擊，車企有了前所未有的“憂患意識(shí)”，不想因?yàn)槿毙居绊懽陨淼墓?jié)奏。第二個(gè)目的就是降本，增加自主性。此前正是昂貴的成本，使得絕大多數(shù)新能源車企未能跨過盈利大關(guān)。此外，自研芯片相關(guān)硬件，能夠最大化發(fā)揮自家軟件和算法優(yōu)勢(shì)，提高軟硬件協(xié)同效率。

從具體的細(xì)分市場(chǎng)來看，車企造芯的領(lǐng)域主要包括自動(dòng)駕駛芯片、功率芯片、MCU芯片。

自動(dòng)駕駛芯片是新能源汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化大背景下催生的需求。在汽車智能水平越來越高的當(dāng)下，汽車所需要的算力越來越多，汽車芯片結(jié)構(gòu)也由“芯片級(jí)芯片”MCU進(jìn)化至“系統(tǒng)級(jí)芯片”So C。S oC芯片常用于智能座艙、智能駕駛、A D A S等比較復(fù)雜的領(lǐng)域。這部分市場(chǎng)主要被英偉達(dá)、高通等國際公司壟斷，近年來地平線、黑芝麻智能等國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片廠商崛起，給車企提供了性價(jià)比較高的國產(chǎn)替代。

另外，SoC芯片和算法綁定較深，這就導(dǎo)致主機(jī)廠對(duì)S o C芯片有比較強(qiáng)的定制化需求。

眾所周知，車輛的自動(dòng)駕駛能力與算法息息相關(guān)。尤其是在高階智能駕駛逐漸落地，車輛傳感器越來越多的當(dāng)下，為了充分發(fā)揮硬件水平，主機(jī)廠都在自研算法，算法模型也越來越大、越來越復(fù)雜。

可是，通用級(jí)芯片對(duì)算法有比較大的制約。為了充分發(fā)揮算法的優(yōu)勢(shì)，打造差異化體驗(yàn)，主機(jī)廠都在和芯片供應(yīng)商緊密合作，做芯片定制化工作。

這樣的現(xiàn)象發(fā)展下去有兩個(gè)趨勢(shì)，一是芯片商開始研發(fā)自動(dòng)駕駛算法，黑芝麻就在A1000之上自研了行泊一體的自動(dòng)駕駛算法；二是主機(jī)廠開始自研自動(dòng)駕駛芯片。蔚來、小鵬、吉利等都是其中的代表，一定程度上這也是為了構(gòu)建自動(dòng)駕駛技術(shù)閉環(huán)，和芯片商爭(zhēng)奪對(duì)供應(yīng)鏈的控制權(quán)。

自研自動(dòng)駕駛芯片最好的樣板就是特斯拉，馬斯克認(rèn)為無論是Mo b i l e y e還是Nvidia，都無法滿足特斯拉對(duì)于性能、研發(fā)進(jìn)度、成本、功率方面的要求。后來，特斯拉便自研了FSD芯片，讓硬件能與自家的軟件算法更加契合，獲得更好的兼容性和匹配度，這也奠定了特斯拉在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

除了技術(shù)方面的考量，車企造芯還有穩(wěn)定供應(yīng)鏈的目的，所以不少車企在功率半導(dǎo)體和MCU芯片上都有布局。功率半導(dǎo)體的功能主要是轉(zhuǎn)換電能，控制電路，具有處理高電壓，大電流的能力。

新能源汽車對(duì)功率半導(dǎo)體規(guī)格要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車。電動(dòng)化趨勢(shì)下，汽車功率半導(dǎo)體的單車價(jià)值量增長(zhǎng)最多，其中在純電動(dòng)車中的單車價(jià)值量高達(dá)35億美元，占整車半導(dǎo)體價(jià)值比重的46%。

所以，不管是專注于新能源汽車市場(chǎng)的新勢(shì)力，還是正在進(jìn)行電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)車企，對(duì)功率芯片的需求量都非常大。

但功率芯片大部分都被歐美日等廠商壟斷，頭部企業(yè)市占率長(zhǎng)期超過50%，國產(chǎn)替代比較稀缺。所以，為了能保障新能源汽車的出貨量，主機(jī)廠也加入了自研功率芯片的領(lǐng)域，代表企業(yè)包括比亞迪、理想、吉利等。

未來的挑戰(zhàn)

毫無疑問，造芯是一個(gè)苦活，是一條非常難走的路。

橫在企業(yè)面前的第一座大山就是巨額的研發(fā)資金。去年底Marvell高管在一場(chǎng)分析會(huì)上提供的數(shù)據(jù)顯示，芯片的研發(fā)成本正在飆升。在28nm的時(shí)候，設(shè)計(jì)一顆芯片的成本僅為4280萬美元，7nm芯片的設(shè)計(jì)成本已達(dá)到了2.49億美元，到了5nm又進(jìn)一步飆升至4.49億美元、2nm則增加到了7.24億美元。這還只是芯片設(shè)計(jì)，晶圓廠的投資更是動(dòng)輒幾十億上百億，許多設(shè)備、材料都被國外廠商壟斷，價(jià)格昂貴且數(shù)量稀少。

隨著“造芯”企業(yè)越來越多，選擇跟風(fēng)“造芯”的車企所面臨的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。

芯片是大周期、重研發(fā)的技術(shù)密集型行業(yè)，車企做“芯片自研”尤其是全棧自研難度很大。以車規(guī)級(jí)芯片為例，包括IP、人才在內(nèi)的研發(fā)成本，要比消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)芯片高很多。同時(shí)，研發(fā)周期、認(rèn)證周期長(zhǎng)，需要足夠的資金儲(chǔ)備、足夠長(zhǎng)的忍耐力和戰(zhàn)略堅(jiān)定性。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“做芯片，固然需要錢，但也需要時(shí)間，5 年、1 0 年， 但也可能什么都做不出來?！笨梢?，芯片短缺的確是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，但入局之前應(yīng)該充分估計(jì)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的脆弱和風(fēng)險(xiǎn)。

而且，車企做芯片如果沒有足夠的出貨量，是很難回收成本的，降低整車芯片的成本則更難。比如，一款車用SOC芯片若年出貨量達(dá)不到百萬以上，就很難支持其后續(xù)研發(fā)投入，而實(shí)際上車企做芯片很多都是首先實(shí)現(xiàn)自給自足，這意味著其客戶結(jié)構(gòu)會(huì)比較單一，一般很難滿足芯片要求的巨大出貨量。這或許也是為什么無論是造車新勢(shì)力還是傳統(tǒng)車企，都選擇將芯片團(tuán)隊(duì)單獨(dú)拆分出來的原因所在。

此外就是技術(shù)，專業(yè)的芯片公司都有多年的經(jīng)驗(yàn)，而且還在不斷迭代技術(shù)，車企要追趕并不容易，就像馬斯克在發(fā)布FSD芯片時(shí)所說，“現(xiàn)在確實(shí)有人可以跟進(jìn)我們，但是需要三年后才能做出來，而我們?cè)趦赡曛竽贸鰜淼臇|西將比現(xiàn)在的好三倍。”

另外，能做成芯片的車企，多有其特殊之處。比亞迪造芯歷史悠久，特斯拉具有的技術(shù)水平、人才優(yōu)勢(shì)、出貨量也絕非國內(nèi)新勢(shì)力可比。

那么，自研芯片能成功嗎？

福特中國研發(fā)工程師Alex Ren給出了自己的分析和觀察。在他看來，提高軟硬件協(xié)同效率有一個(gè)大的前提，那就是把自家的算法做到很突出。如今才開始發(fā)力，雖然談不上有多晚，但或許很難再像特斯拉一樣能夠把自研芯片做得這么出彩了。

某自主品牌研發(fā)工程師指出：“相較于自動(dòng)駕駛芯片而言，IG BT功率半導(dǎo)體的研發(fā)難度要低不少，再加上其在汽車中的成本占比更高，總用量更大。目前無論是傳統(tǒng)車企也好，造車新勢(shì)力也罷，可以先嘗試像比亞迪一樣掌握IG B T功率半導(dǎo)體的核心技術(shù)，不被英飛凌等外資供應(yīng)商扼住咽喉，然后再暢想難度系數(shù)更高的自動(dòng)駕駛、智能座艙芯片?！?/p>

盡管面對(duì)種種挑戰(zhàn)，車企造芯的大幕已然拉開，行業(yè)也在期待下一個(gè)特斯拉，或下一個(gè)比亞迪的誕生。