大眾也要下場(chǎng)造芯！車企自研芯片有幾分把握？
大眾汽車成立芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)
據(jù)外媒techcrunch報(bào)道，大眾汽車的軟件部門Cariad正在加強(qiáng)其美國技術(shù)中心的研發(fā)能力，聘請(qǐng)了多位半導(dǎo)體專家，其中就包括該公司的新任首席執(zhí)行官斯科特·亞納 (Scott Runner)。
報(bào)道稱，Runner 擁有30年的半導(dǎo)體行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，曾在高通等公司建立硬件和半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)，他出任Cariad公司CEO標(biāo)志著Cariad和大眾推動(dòng)在建立更強(qiáng)大的半導(dǎo)體能力。
據(jù)知情人士透露，Cariad 最近還聘請(qǐng)了來自特斯拉和蘋果的頂級(jí)半導(dǎo)體專家，他們已加入了該公司位于美國圣克拉拉的辦事處。
過去幾年來，全球半導(dǎo)體短缺嚴(yán)重打擊了汽車行業(yè)，因此 Cariad 以及大眾希望以更合理的價(jià)格確保其供應(yīng)是非常有必要的。電動(dòng)汽車比燃油汽車需要用到更多的芯片，如今大多數(shù)新型電動(dòng)汽車——包括大眾的 ID.4——也承諾提供自動(dòng)駕駛功能和需要高性能計(jì)算的高科技信息娛樂系統(tǒng)。
Cariad 高級(jí)副總裁 Klaus Hofmockel 告訴 TechCrunch：“我們參與半導(dǎo)體規(guī)范和開發(fā)的原因在于確保我們平臺(tái)的性能、供應(yīng)鏈的安全以及在整個(gè)集團(tuán)內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的成本效益?！?/span>
根據(jù) Hofmockel 的說法，目前Cariad在美國已經(jīng)有大約 250 名員工，該公司將繼續(xù)建立其在半導(dǎo)體開發(fā)、測(cè)試和分析方面的內(nèi)部專業(yè)知識(shí)。
“最終，我們的目標(biāo)是與半導(dǎo)體制造商在平等的基礎(chǔ)上共同創(chuàng)造和設(shè)計(jì)未來的汽車芯片，”他說。
Cariad 還希望通過在行業(yè)內(nèi)建立長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系，成為半導(dǎo)體價(jià)值鏈的一部分。該公司已經(jīng)與高通和ST Microelectronics合作，為 Cariad 的軟件平臺(tái)提供片上系統(tǒng)，該平臺(tái)旨在實(shí)現(xiàn)輔助和自動(dòng)駕駛功能。
芯片對(duì)智能汽車來說有多重要？
實(shí)際上，在“智能汽車”這個(gè)概念出現(xiàn)之前，芯片就已經(jīng)是汽車生產(chǎn)的“剛需”。早在1968年，大眾就已經(jīng)將ECU運(yùn)用到汽車上。
那時(shí)的汽車芯片，主要用來控制動(dòng)力系統(tǒng)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量、噴油量、節(jié)氣門開閉時(shí)間等，通過電子化手段對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，從而提高其動(dòng)力水平和燃油效率。
后期，隨著汽車電子設(shè)備的增加，汽車芯片的職責(zé)便延伸到車輛內(nèi)外的各個(gè)部件，大到動(dòng)力總成、空調(diào)系統(tǒng)、車窗大燈，小到儀表盤、雨刮器、電動(dòng)后備箱等等，都需要芯片去進(jìn)行調(diào)度。
據(jù)德勤數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年汽車智能化技術(shù)尚未普及時(shí)，平均每臺(tái)燃油車就已經(jīng)需要438顆芯片，每臺(tái)新能源車則需要567顆。
盡管需求量很大，但因?yàn)樵缙诘钠囆酒回?fù)責(zé)一些基本的功能，無法左右一款車型的核心競(jìng)爭(zhēng)力，所以車企也沒有對(duì)芯片引起足夠的重視。
但近年來，隨著汽車“新四化”浪潮席卷而來，汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)于芯片，尤其是自動(dòng)駕駛芯片和智能車機(jī)芯片的需求，開始呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
另外，新能源車對(duì)于芯片的需求量也遠(yuǎn)高于燃油車，一方面是“電動(dòng)化”通常跟“智能化”高度相關(guān)，另一方面則是三電系統(tǒng)本身也需要更多的芯片。而近年來新能源車銷量的爆發(fā)，無疑進(jìn)一步加劇了全球芯片的供應(yīng)短缺。
德勤預(yù)估，2022年燃油車平均搭載芯片量將達(dá)到934個(gè)，而新能源車則為1459個(gè)，是十年前需求量的2-3倍。
除了需求量的增加，芯片對(duì)于汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的影響也愈發(fā)明顯，甚至能直接決定其核心競(jìng)爭(zhēng)力。
例如從2021年開始，我們就不斷看到各大車企關(guān)于智能化的軍備競(jìng)賽，其中很重要的一部分就是芯片。
就以自動(dòng)駕駛芯片來說，從最開始的博世，到現(xiàn)在主流的Mobileye EyeQ4、英偉達(dá)Xavier、地平線征程3，再到代表未來趨勢(shì)的英偉達(dá)Orin，短短幾年間，單顆芯片的算力已經(jīng)翻了上百倍。
盡管以當(dāng)下自動(dòng)駕駛算法的復(fù)雜程度來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)用不到這么大的算力，但隨著OTA技術(shù)的普及，有些車企還是會(huì)在硬件上未雨綢繆，畢竟這直接關(guān)系到其自動(dòng)駕駛能力的上限。
而關(guān)于智能汽車的另一大重要組成部分，也就是智能座艙，同樣離不開高算力芯片的支持。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能座艙的定義已經(jīng)不僅局限于車機(jī)系統(tǒng)。隨著電子架構(gòu)的完善和芯片算力的提高，車機(jī)將與車輛硬件深度融合，包括屏幕、空調(diào)、車門車窗、攝像頭、麥克風(fēng)、燈光、座椅等等。
當(dāng)多種感知硬件需要協(xié)同工作，多種交互方式同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，智能座艙芯片的性能就至關(guān)重要了。
芯片標(biāo)準(zhǔn)的緊迫性
汽車領(lǐng)域在經(jīng)歷了這兩年的缺芯之后，芯片問題已經(jīng)到了新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，市場(chǎng)需求得到了足夠的重視，車企也計(jì)劃下場(chǎng)開始自研，相關(guān)機(jī)構(gòu)在政策層面進(jìn)行引導(dǎo)。
汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得迫在眉睫且至關(guān)重要。
傳統(tǒng)燃油車需要的芯片較少，大約在500-600顆左右。但是，一臺(tái)新能源汽車需要的芯片，高達(dá)2000多顆，是燃油車的4倍。而且隨著電動(dòng)化和智能化的深度發(fā)展，需要的芯片可能還會(huì)更多，同時(shí)對(duì)性能要求也越來越高，特別是智能化方面，對(duì)算力要求很高。
而中國新能源汽車發(fā)展如火如荼。根據(jù)中汽協(xié)銷量數(shù)據(jù)顯示，10月產(chǎn)銷分別完成76.2萬輛和71.4萬輛，環(huán)比實(shí)現(xiàn)微增，分別為0.9%和0.8%；同比分別增長(zhǎng)87.6%和81.7%；市場(chǎng)占有率達(dá)到28.5%，增長(zhǎng)了1.4個(gè)百分點(diǎn)；1~10月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成548.5萬輛和528萬輛，同比均增長(zhǎng)1.1倍，市場(chǎng)占有率達(dá)到24%，增長(zhǎng)了0.5個(gè)百分點(diǎn)。
中國新能源汽車市場(chǎng)和企業(yè)的蓬勃發(fā)展使得對(duì)芯片的需求量將達(dá)到一個(gè)前所未有的高度。而且由于新功能的增加，導(dǎo)致部分芯片類型也有了新的變化，比如芯片功能集成度更高，比如在三電方面，就有功率、控制、電源、通信、驅(qū)動(dòng)和模擬等需求，智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展也增加了對(duì)計(jì)算、安全、無線通信、存儲(chǔ)芯片和傳感器的需求。
目前國內(nèi)汽車芯片企業(yè)起步較晚，尚未擁有健全的汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系，業(yè)內(nèi)上下游廠商普遍借鑒國際標(biāo)準(zhǔn)。這已經(jīng)成為中國新能源汽車市場(chǎng)的短板。
目前，很多新能源汽車品牌已經(jīng)開始自研芯片，蔚來第三季度財(cái)報(bào)已經(jīng)證實(shí)了其正在自研芯片。小鵬汽車在中美兩地同時(shí)開啟芯片研發(fā)項(xiàng)目，吉利汽車和長(zhǎng)城汽車也已開始自研芯片。
可以預(yù)見的是，芯片市場(chǎng)將迎來一輪快速發(fā)展。為避免無序重復(fù)研發(fā)，為提升國產(chǎn)車載芯片的綜合競(jìng)爭(zhēng)力、加速產(chǎn)業(yè)進(jìn)程發(fā)展提供指導(dǎo)，建立芯片行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就非常有必要。
車企自研芯片成功性有多高？
一般來講，現(xiàn)在一般車企自己下場(chǎng)做芯片，主要是兩個(gè)方向，一個(gè)是大算力芯片（一般只搞芯片設(shè)計(jì)，特斯拉就自己搞了），一個(gè)是功率芯片/模塊。那么車企自己做芯片能否達(dá)到自己想要的目的呢？
1、大算力芯片
大算力芯片什么最重要，性能及功耗，和這兩者關(guān)系最直接的就是工藝節(jié)點(diǎn)，工藝節(jié)點(diǎn)越先進(jìn)，單位芯片面積的算力越大，單位算力的功耗越小，單位算力的價(jià)格就越低，說到先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)，最大的特點(diǎn)就是貴，車企要造出有競(jìng)爭(zhēng)力的大算力芯片，少說也需要小幾百人，小幾年時(shí)間，小幾十億資金，才能搞出一款和Nvidia, 高通或者地平線可以比較的高算力芯片，況且Nvidia和高通最多每膈18個(gè)月左右，就會(huì)推出使用新工藝節(jié)點(diǎn)（更先進(jìn)）的新產(chǎn)品，算力更大，功耗更小。
回到汽車高算力芯片，假設(shè)車企每?jī)赡觊_發(fā)一代，每代平均研發(fā)成本是20億，假設(shè)這個(gè)車企每年能銷售1百萬輛車（每輛都用一顆這個(gè)高算力芯片），那么，每顆芯片所攤的研發(fā)費(fèi)用為1000元（這還不包括量產(chǎn)芯片的成本），而XX的8155芯片價(jià)格在80-100美元（不是準(zhǔn)確的比較，僅僅是概念的比較），也就是說，如果每年沒有100萬輛以上的車用自己自研的高算力芯片，自研芯片的成本劣勢(shì)是非常明顯的；成本沒有優(yōu)勢(shì)，那么自研芯片能否變成自己的獨(dú)門絕技？
難，也沒必要，我們車企憑什么相信，我們自己建立的團(tuán)隊(duì)，就能比做了半輩子的專業(yè)公司更好？另外，如果我們確實(shí)有獨(dú)門絕技？完全可以放在軟件上；那么能保供嗎？假設(shè)車企每年120萬（這個(gè)數(shù)字僅僅為了好算）輛車用120萬塊高算力芯片，每個(gè)月就是10萬，如果每張12吋晶圓為500顆芯片，每個(gè)月僅僅200張晶圓的需求，在TSMC就是產(chǎn)量最小的客戶之一，在封測(cè)廠也是，在Fab和封測(cè)產(chǎn)能供不應(yīng)求時(shí)，你能指望Fab和封測(cè)廠保你嗎？
當(dāng)然，也有人會(huì)說，如果我買了美國公司的高算力芯片，美國限制不給賣怎么辦，這個(gè)確實(shí)可能，但也可以買國內(nèi)專業(yè)公司的呀，但有一點(diǎn)，所有的高算力芯片，全世界只有臺(tái)積電和三星可以流片，被卡脖子的可能性還在，自己僅僅設(shè)計(jì)，解決不了這個(gè)問題。當(dāng)然，保密問題，在高算力芯片上，買還是自己設(shè)計(jì)，本質(zhì)上沒什么區(qū)別。
2、功率芯片
車企自己設(shè)計(jì)或者設(shè)計(jì)+制造（IDM）功率芯片，一般來講，肯定比專業(yè)公司貴，至少在自己的車及自己的功率芯片在支持年產(chǎn)銷200萬倆車之前，先說純?cè)O(shè)計(jì)，車企自己設(shè)計(jì)，在華虹或其他功率Fab代工，由于自己的量比專業(yè)功率芯片公司小得多，代工費(fèi)至少貴20-30%，和國際國內(nèi)的大的IDM，成本就沒法比，如果車企自己?jiǎn)为?dú)做功率IDM，先別說需要多長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)曲線，需要交多少學(xué)費(fèi)，量不大，成本做不下來，量大了，賣給誰？
我們憑什么有信心自己做的功率芯片性價(jià)比要比已經(jīng)做了半輩子的IDM做的好？是的，也許再過三年五年，十年八年，性價(jià)比能趕上國際國內(nèi)專業(yè)公司，但有幾個(gè)車企能燒這么多錢，能燒這么多年的錢？和高算力芯片同理，自己設(shè)計(jì)功率芯片也不能保供，你的量比專業(yè)公司的量小十倍甚至更多，F(xiàn)ab代工廠在產(chǎn)能緊張時(shí)憑什么保你？當(dāng)然，自己設(shè)計(jì)功率芯片也不能帶來差異化的核心競(jìng)爭(zhēng)力，還好，這一點(diǎn)，大家看的很明白，除過BYD外，好像全球還沒有車企自己搞功率芯片。
3、功率模塊
相比于搞高算力的高難度高成本，搞功率芯片的高挑戰(zhàn)，一些車企認(rèn)為功率模塊相對(duì)于芯片，相對(duì)容易，投資及研發(fā)費(fèi)用也會(huì)低很多，這幾年，車企搞功率模塊的很多，有和X車合資的（至少合資的另一方是專業(yè)公司，會(huì)好很多），有自己獨(dú)資的，此起彼伏，不亦樂乎。
1） 能掌握核心技術(shù)，形成差異化競(jìng)爭(zhēng)嗎？難！模塊技術(shù)掌握的好，可以成品率高，可靠性好，但形不成車的差異化，況且，半導(dǎo)體制造技術(shù)的提高，一定是一靠研發(fā)，二靠規(guī)模，三靠科學(xué)的總結(jié)提高，一個(gè)車企自己的模塊公司，需要很長(zhǎng)時(shí)間，很大量，很多學(xué)費(fèi)，才能做到專業(yè)IDM或?qū)I(yè)模塊公司的平均水平。
2） 能降低成本嗎？不能，在產(chǎn)品供不應(yīng)求時(shí)，價(jià)格是由供需關(guān)系決定的，一般情況下，缺的的是芯片而不是模塊，如果因?yàn)槟K的其他材料（比如AMB，DTS等）缺乏導(dǎo)致模塊供不應(yīng)求，原材料廠會(huì)保大的專業(yè)公司還是會(huì)保小的車企的模塊廠？誰會(huì)拿到原材料更低的價(jià)錢也是一目了然。在產(chǎn)品普遍供大于求時(shí)，成本就是規(guī)模，規(guī)模就是成本，誰規(guī)模大，誰的成本就低！
3） 能幫助保供嗎？不能，如果缺芯片，芯片公司會(huì)根據(jù)車企的市場(chǎng)地位及訂單分配產(chǎn)能，和車企有沒有自己的模塊廠沒有關(guān)系；如果缺模塊封裝產(chǎn)能，車企的模塊廠也應(yīng)該缺產(chǎn)能，誰有能力更快的增加產(chǎn)能，也是個(gè)一目了然的問題，設(shè)備廠，原材料廠，一定愿意把有限的設(shè)備，材料，賣給更有市場(chǎng)地位的客戶（模塊公司）。
4） 能保密嗎？能，一點(diǎn)點(diǎn)，模塊產(chǎn)品公司需要的主要是電壓電流的要求，車企車型的信息完全不用提供，說句很俗的話，如果一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手僅僅想知道對(duì)方的在研車型的最大功率，母線電壓有無數(shù)個(gè)辦法。
車企到底要不要自己做功率模塊，這里邊有個(gè)很大的悖論，模塊的技術(shù)含量大還是不大，如果大，車企自己能做好嗎？搞上幾個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的人就能搞好嗎？怎么才能競(jìng)爭(zhēng)得過專業(yè)的IDM或者模塊公司？到底需要多少人，多少錢，多長(zhǎng)時(shí)間才能不輸給專業(yè)公司？如果技術(shù)含量不大，用最低的價(jià)錢買最好的產(chǎn)品服務(wù)不好嗎？
自研不是“萬能藥”
據(jù)研究公司Gartner預(yù)測(cè)：到2025年，全球前10名車企中，將有一半開始設(shè)計(jì)自己的芯片。自研芯片，或許將在未來幾年成為一大趨勢(shì)。
不過，自研雖然聽起來美好，但卻會(huì)面臨諸多現(xiàn)實(shí)困難。
提起自研芯片的車企，特斯拉無疑是最具代表性的。然而即使垂直整合能力強(qiáng)如特斯拉，其也只是自研自動(dòng)駕駛芯片，并非所有芯片。智能汽車上的芯片種類繁多，車企不可能自研解決一切，只能是通過自研在一定程度上緩解供應(yīng)短缺。
國內(nèi)車企同樣如此，包括比亞迪、吉利、上汽等傳統(tǒng)車企，以及蔚來、小鵬、零跑等新勢(shì)力車企，雖然也紛紛走上了自研芯片的道路，但也只是自研其中某一種芯片。
例如比亞迪的功率半導(dǎo)體芯片，蔚來和零跑的自動(dòng)駕駛芯片，吉利的智能座艙芯片等。當(dāng)全球性大規(guī)模缺芯荒來臨的時(shí)候，國內(nèi)車企的供應(yīng)鏈抗風(fēng)險(xiǎn)能力依舊比較脆弱。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)的車用芯片自研率僅有10%。
也就是說，90%的車規(guī)級(jí)芯片依舊依賴進(jìn)口。其中，英飛凌、恩智、瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體等國外企業(yè)，掌握著全球絕大部分車規(guī)級(jí)芯片的供應(yīng)。
而且，車企自研芯片，還要面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
曾有業(yè)內(nèi)人士曾表示“半導(dǎo)體行業(yè)門檻極高，前期投入太大，不是一般企業(yè)可以負(fù)擔(dān)”。
根據(jù)著名的摩爾定律，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個(gè)月便會(huì)增加一倍。這意味著，半導(dǎo)體注定是一個(gè)寡頭壟斷性質(zhì)的行業(yè)，新入局者想要后來居上，難于登天。
而且，即使我們掌握了芯片的設(shè)計(jì)能力，也很難將其大規(guī)模量產(chǎn)。
