邁入2023年，困擾汽車行業(yè)三年多的缺芯問題終于有所緩解。但主機(jī)廠們?cè)煨镜膭?shì)頭卻愈演愈烈，據(jù)蓋世汽車統(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。車企究竟在造什么芯？圖的又是什么？
誰在造芯？
蓋世汽車梳理發(fā)現(xiàn)，目前入局造芯的企業(yè)既包括蔚小理、零跑等新勢(shì)力公司，也有比亞迪、吉利等傳統(tǒng)車企，但切入造芯的路徑并不一樣。
新勢(shì)力更青睞獨(dú)立研發(fā)。蔚來、小鵬都是在內(nèi)部組建芯片團(tuán)隊(duì)，零跑與大華股份一起研發(fā)車規(guī)級(jí)AI智能駕駛芯片，后者是安防行業(yè)巨頭，也是零跑汽車的主要投資人。
新勢(shì)力的選擇并不難理解，從企業(yè)的戰(zhàn)略角度看，蔚來、小鵬和零跑等新勢(shì)力都是全棧自研的擁護(hù)者，技術(shù)儲(chǔ)備和創(chuàng)新能力都比較強(qiáng)，這種價(jià)值取向讓他們敢于追求更前沿的技術(shù)，而芯片一直是占據(jù)著技術(shù)的最高點(diǎn)。
更何況，“前輩”特斯拉就是自主設(shè)計(jì)核心芯片，新勢(shì)力們選擇自研一定程度也是在對(duì)標(biāo)特斯拉。
相比之下，傳統(tǒng)車企在造芯上會(huì)稍微謹(jǐn)慎一些，吉利、廣汽、北汽、上汽都是通過和芯片企業(yè)聯(lián)合成立合資公司的方式入局造芯。
相比于自研，與芯片企業(yè)合資一定程度上可以降低風(fēng)險(xiǎn)，主機(jī)廠還能借助于對(duì)方的技術(shù)提高研發(fā)的成功率。
除此之外，在核心芯片領(lǐng)域，主流車企們也相繼投資了一批企業(yè)。比如上汽集團(tuán)，過去幾年至少投資了20家芯片公司，今年3月還與子公司一起出資40億元設(shè)立投資基金，專門聚焦半導(dǎo)體、新能源領(lǐng)域。
畢竟自研芯片投入高、周期長(zhǎng)、不確定性大，難以滿足需求，以投資綁定芯片商就成了性價(jià)比最高的選擇。
造的什么芯？
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”SoC。SoC芯片常用于智能座艙、智能駕駛、ADAS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，和“芯片級(jí)芯片”不一樣的是，SoC芯片和算法綁定較深，這就導(dǎo)致主機(jī)廠對(duì)SoC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。比如2021款理想ONE使用了地平線征程3芯片，據(jù)悉當(dāng)時(shí)地平線派出大量人馬趕赴理想汽車，合力研發(fā)。
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Mobileye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，在汽車中應(yīng)用比較廣泛的有IGBT、SiC等。
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。據(jù)蓋世汽車研究院數(shù)據(jù)，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。
如果說布局功率芯片更多的是著眼未來，應(yīng)對(duì)電動(dòng)化的大趨勢(shì)，自研MCU芯片很大程度上則是立足于當(dāng)下。
不管是在燃油車還是新能源汽車上，MCU芯片的需求量都非常大。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，MCU是汽車ECU的運(yùn)轉(zhuǎn)大腦，約占汽車半導(dǎo)體數(shù)量的30%，傳統(tǒng)燃油車單車平均需要70個(gè)MCU，智能單車則需要300個(gè)MCU。龐大的需求量也使MCU成為了在這一輪缺芯浪潮中最為緊俏的芯片。所以過去兩年，部分主機(jī)廠在車規(guī)級(jí)MCU領(lǐng)域，也在大力布局。
值得注意的是，除了做Fabless無晶圓設(shè)計(jì)，一些主機(jī)廠還在自建芯片工廠。比亞迪在國內(nèi)有多家芯片廠，MCU、IGBT等芯片都可以做到自研自產(chǎn)，吉利芯粵能碳化硅芯片制造項(xiàng)目主體工程已經(jīng)封頂，東風(fēng)旗下的智新半導(dǎo)體也有車規(guī)級(jí)IGBT模塊產(chǎn)線，去年理想也在蘇州開啟功率半導(dǎo)體基地建設(shè)。
畢竟缺芯最缺的是芯片制造，如果只有設(shè)計(jì)無法生產(chǎn)，還是不能擺脫產(chǎn)能緊張的情況。
進(jìn)展如何？
在轟轟烈烈的布局下，車企造芯究竟走到哪一步了？
造芯歷史最悠久的比亞迪產(chǎn)品最為完善。
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、IPM、PIM、MCU、電流傳感器等產(chǎn)品，也導(dǎo)入了一些行業(yè)頭部客戶。IGBT產(chǎn)品已經(jīng)更新到6.0，其高密度溝槽柵技術(shù)，達(dá)到國際領(lǐng)先行列。比亞迪IGTB技術(shù)還在不斷進(jìn)化，今年3月，比亞迪推出了用來封裝IGBT、MOSFET等的封裝產(chǎn)品SOT-227，封裝體積小、安裝方便，還可根據(jù)客戶需求自由搭配拓?fù)潆娐?，廣泛應(yīng)用于新能源汽車OBC等領(lǐng)域。
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。
吉利則在智能車載芯片方面發(fā)力較猛。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)。3月30日億咖通發(fā)布了智能座艙計(jì)算平臺(tái)安托拉（Antora）1000、安托拉（Antora）1000 Pro、面向全球的座艙平臺(tái)馬卡魯（Makalu）和中央計(jì)算大腦Super Brain，其中安托拉1000、安托拉1000 Pro、中央計(jì)算大腦Super Brain都搭載了龍鷹一號(hào)。
圖片來源：ECARX億咖通科技微信公眾號(hào)
馬卡魯采用了AMD銳龍嵌入式V2000車規(guī)級(jí)處理器，支持用戶在車上玩3A游戲。按億咖通的話說，馬卡魯可能是迄今為止算力最強(qiáng)的智能座艙平臺(tái)。
中央計(jì)算大腦Super Brain集成了“龍鷹一號(hào)”和黑芝麻A1000芯片，除支持艙駕一體外，還支持市場(chǎng)主流智能駕駛方案，比如3R1V、5R6V和5R10V，可以實(shí)現(xiàn)NOA。
從目前釋放出的參數(shù)和功能看，芯擎想躋身一線芯片公司，和高通等公司“扳手腕”的意圖很明顯。
據(jù)悉，除了智能座艙芯片，億咖通也在攜手芯擎科技研發(fā)自動(dòng)駕駛芯片，預(yù)計(jì)最快到 2024 年 3 月就能流片，初步規(guī)劃的名字叫做 AD1000，同樣采用 7 納米制程，能夠提供最高 256TOPS 的 INT8 算力。
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。該產(chǎn)品采用第七代微溝槽柵和場(chǎng)截止技術(shù)，通過優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)和FS結(jié)構(gòu)，兼具短路耐受的同時(shí)能實(shí)現(xiàn)更低的導(dǎo)通/開關(guān)損耗，功率密度增加大約35%。
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，預(yù)計(jì)不僅能滿足東風(fēng)公司到2025年產(chǎn)銷100萬輛新能源汽車對(duì)IGBT模塊的需求，還能為其他車企供貨。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)城汽車今年也宣布，旗下芯動(dòng)半導(dǎo)體第三代半導(dǎo)體模組封測(cè)項(xiàng)目舉行了奠基典禮，該項(xiàng)目以開發(fā)第三代功率半導(dǎo)體SiC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。
總體來看，除了比亞迪之外，其他車企的造芯還處在比較初期的階段，市場(chǎng)成果如何，有待觀察。
一條不好走的路
毫無疑問，造芯是一個(gè)苦活，也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。
更何況，芯片行業(yè)周期長(zhǎng)，從設(shè)計(jì)到上車需要花3-5年的時(shí)間，汽車芯片還要經(jīng)過車規(guī)級(jí)驗(yàn)證這一大難關(guān)。新能源汽車本身就是重資產(chǎn)行業(yè)，智能駕駛的研發(fā)更是需要耗費(fèi)大量的資金，再重金下注芯片，容易有資金鏈斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
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?！?/p>
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。
“讓專業(yè)的人做專業(yè)的事。”這是所有人都明白的道理，但是面對(duì)芯片被掣肘的事實(shí)，沒有人愿意將核心技術(shù)，將“大腦”拱手讓于他人。
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。
