大眾、豐田等一眾老牌車廠怎么也不會想到，成立不到20年的特斯拉在電子技術(shù)方面已經(jīng)領(lǐng)先了他們6年。
2019年4月23日，特斯拉CEO伊隆·馬斯克在發(fā)布了最新自動駕駛演示視頻，以向市場證明有足夠?qū)嵙ι钊胱詣玉{駛技術(shù)，并推出自研芯片，號稱是“世界上最好的”自動駕駛芯片。
為什么特斯拉要自研芯片？參照最近不滿高通設(shè)計而選擇自行設(shè)計5G iPhone的天線模組的蘋果或許能夠揣摩出來，都是過不了自己這關(guān)。
在2015年，特斯拉曾與Mobileye合作，采用其芯片EyeQ3，但因雙方存在極大分歧最終分道揚鑣。之后，特斯拉找到了另一芯片制造巨頭—英偉達。但英偉達帶來的GPU依舊不盡如人意，該產(chǎn)品在滿足巨大算力的同時也產(chǎn)生了相當(dāng)高的功耗，對于純電動車來說負擔(dān)不小。因此，特斯拉生出了自研芯片的心思，并于2016年年初從AMD挖來了吉姆·凱勒擔(dān)任芯片架構(gòu)設(shè)計的副總裁。
當(dāng)然，一個更為可信的解釋是，馬斯克認為自研芯片是一家成立時間較短的公司能夠在短時間內(nèi)構(gòu)建與傳統(tǒng)汽車制造商在自動駕駛時代競爭領(lǐng)先的武器，因為他曾表示，“如果我們有專門的人工智能硬件，我們就能更快地實現(xiàn)這一目標(biāo)。”
特斯拉的“地表最強”芯片確實不負所望，經(jīng)特斯拉的工程師們計算出，自研芯片將與現(xiàn)有產(chǎn)品的性能相當(dāng)，耗電量僅為現(xiàn)有產(chǎn)品的十分之一，成本僅為十分之一。
傳統(tǒng)車廠的自救
汽車界自研芯片并不是特斯拉首發(fā)，六年前，豐田汽車就有消息傳出，借助自主開發(fā)的芯片，可以將混合動力汽車的燃油效率提高至多10%，新的芯片只相當(dāng)于傳統(tǒng)芯片的十分之一功耗，同時讓整個動力控制單元（PCU）體積縮小80%。在核心的半導(dǎo)體芯片方面，豐田歷來都是采取內(nèi)部開發(fā)的策略。這是所謂傳統(tǒng)汽車所使用的芯片，更確切的叫法是功能芯片，此類芯片僅適用于發(fā)動機控制、電池管理等局部功能。
近年來，隨著人工智能的發(fā)展，帶動了汽車智能化發(fā)展。過去以CPU為核心的處理器越來越難以滿足處理視頻、圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的需求，同時處理器也需要整合雷達、視頻等多路數(shù)據(jù)，這些都對車載處理器的并行計算效率提出更高要求。
巨大需求促使全球芯片廠商聞香而動，紛紛進軍汽車芯片產(chǎn)業(yè)。但事實上，汽車制造商和芯片廠商接近終極目標(biāo)的路徑有著顯著的不同。汽車制造商及其1級和2級供應(yīng)商要求進行硬數(shù)據(jù)檢查、物理檢查和測試。而領(lǐng)先的芯片公司和晶圓廠卻認為只進行模擬和統(tǒng)計分析就足夠了。如果車廠不進行自主研發(fā)，電子和汽車之間的一些差異可能需要數(shù)年的時間才能磨合和統(tǒng)一。
更為重要的是，傳統(tǒng)車廠看見年輕的特斯拉憑借自動駕駛汽車進入了頭部車廠行列，并憑借先進的電子技術(shù)形成了領(lǐng)先優(yōu)勢，此前有外媒對特斯拉的技術(shù)先進性進行了報道，主要的判斷依據(jù)就是特斯拉自主研發(fā)的全自動駕駛芯片，傳統(tǒng)汽車制造商無法趕上特斯拉的速度。馬斯克非?？隙ㄐ酒闹匾?，他曾表示，智慧、思考、判斷和識別的背后，芯片是至關(guān)重要的一環(huán)。
傳統(tǒng)車廠希望特斯拉的故事能夠重現(xiàn)在自己身上，于是一個接著一個，從點到面開始主動擁抱互聯(lián)網(wǎng)，這場擁抱背后，涉及電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化，將促使汽車走進軟件與硬件結(jié)合的時代，擁有芯片研發(fā)定制能力將是實現(xiàn)一切的基礎(chǔ)。
這是傳統(tǒng)車廠的自救，目的是探索自己的未來。
前十大車廠的探索
在前十大車廠中，豐田率先反應(yīng)了過來，根據(jù)2019年7月報道稱，豐田與電裝將于2020年4月正式成立一家合資公司“MIRISE Technologies”，專注于下一代車載半導(dǎo)體的研發(fā)，以及用到半導(dǎo)體技術(shù)的電子部件的研發(fā)，例如電動汽車所使用的電源模塊以及自動駕駛車輛所使用的監(jiān)測感應(yīng)器等。
全球市值排名前十的汽車公司（最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計，單位：億美元）
目的是進一步加強與擁有豐富經(jīng)驗和專業(yè)知識的半導(dǎo)體制造商合作，以開發(fā)自動駕駛和其他新領(lǐng)域的車輛控制系統(tǒng)。此前，豐田與電裝在內(nèi)的4家公司共同組建了新公司J-QuAD DYNAMICS，主要研發(fā)用于自動駕駛、車輛運動控制以及其他相關(guān)功能的集成控制軟件。
豐田中央研發(fā)實驗室和電裝公司從1980年開始合作開發(fā)SiC半導(dǎo)體材料，2014年5月他們正式發(fā)布了基于SiC半導(dǎo)體器件的零部件——應(yīng)用于新能源汽車的功率控制單元（PCU）。
其次是寶馬，雖然沒有成立芯片公司，但寶馬在2018年12月投資了一家AI芯片公司Graphcore，這是一家英國人工智能芯片硬件設(shè)計初創(chuàng)公司，成立于 2016 年，總部位于英國布里斯托，Graphcore的主要業(yè)務(wù)是設(shè)計用于人工智能應(yīng)用程序的處理器，為智能駕駛、云服務(wù)等應(yīng)用提供更靈活、更易用、更高技術(shù)水準(zhǔn)的產(chǎn)品支持。
在AI芯片的研發(fā)進度上，其他大廠目前還沒有任何跡象。
排列第三的大眾汽車，認為AI和深度學(xué)習(xí)還有更廣泛的用途。因此與英偉達達成合作。雙方的合作將聚焦在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域，旨在提升大眾汽車“數(shù)據(jù)實驗室”的能力。大眾集團稱，到2022年底，大眾集團將投資340億歐元（約400億美元）用于電動汽車、自動駕駛以及新型移動出行服務(wù)。集團還表示，到2022年，在地產(chǎn)、工廠以及設(shè)備方面的集團總投資將達到720億歐元。不過很顯然，大眾目前還沒有進軍AI芯片領(lǐng)域的跡象。
在功率半導(dǎo)體方面，一是Cree，它成為了大眾汽車FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應(yīng)鏈）項目SiC碳化硅的獨家合作伙伴。二是英飛凌，它成為大眾FAST項目戰(zhàn)略合作伙伴，合作點集中在大眾MEB電力驅(qū)動控制解決方案中的功率模塊。Cree本就是SiC材料和晶圓的國際大供應(yīng)商，大眾此次的鎖定無疑為它打開了更為廣闊的市場。英飛凌在全球MOSFET和IGBT等汽車半導(dǎo)體市場中占有率位居前三。
2018年12月13日，戴姆勒與半導(dǎo)體公司賽靈思（Xilinx）公布兩家公司合作研發(fā)人工智能車載系統(tǒng)的詳細信息，而前者曾在今年6月宣布將使用Xilinx芯片在即將推出的汽車中運行AI軟件。目前戴姆勒仍然依靠芯片廠商提供產(chǎn)品。
排名第六的通用汽車似乎還在狀況外 ，據(jù)外媒報道，LG化學(xué)正在推動與通用汽車成立新能源汽車動力電池的合資企業(yè)，除此之外，通用汽車還計劃在美國組建一個新的電池工廠。此前，通用汽車在與美國聯(lián)合汽車工會（UAW）的談判中，提出新建電池工廠來解決就業(yè)的問題。通用承諾在美國投資70億美元（約合496億人民幣），用于生產(chǎn)電動皮卡和建設(shè)電池廠。
位處第七的本田汽車仍然自2014年宣布使用來自NVIDIA的Tegra芯片方案后，在芯片領(lǐng)域就沒有消息了。不過在功率半導(dǎo)體方面，本田汽車公司、日產(chǎn)汽車公司均和羅姆公司就HEV／EV應(yīng)用SiC半導(dǎo)體技術(shù)進行了多年的合作研究。本田和羅姆公司共同開發(fā)出了使用SiC半導(dǎo)體器件的高功率電源模塊，將轉(zhuǎn)換器和逆變器的二極管和晶體管全部由硅器件改為SiC器件。
在第九位的福特在人工智能領(lǐng)域有些想法，此前花費10億美金投資Argo AI，Argo的任務(wù)是開發(fā)整個“視覺駕駛系統(tǒng)”，意味著公司需要開發(fā)所有的傳感器，比如攝像頭、雷達、光檢測和測距雷達（LIDAR）以及軟件和計算平臺。同時Argo還要開發(fā)高清晰地圖，并保持“及時更新”。
2015年底，福特宣布計劃為電動汽車項目投資45億美元。近年來福特公司就SiC／GaN器件在混合動力汽車上的應(yīng)用進行了投資研究。
日產(chǎn)汽車在2012年宣布將在其車載信息和娛樂系統(tǒng)中使用英特爾公司的微處理器之后，也沒了下文，在功率半導(dǎo)方面，仍有活動跡象。
國內(nèi)車廠加速改革
而對于國內(nèi)車廠來說，變革運動顯然已經(jīng)不是新聞，2015年，受購置稅減半政策刺激，中國汽車進入調(diào)整期前最后的狂歡階段。2020年，汽車行業(yè)轟轟烈烈的大變革走了5年。智能汽車，也該真正落地了。
2019年7月5日，ECARX（億咖通科技）公布了新款E系列芯片并向全球展示吉利博越PRO車型，作為吉利投資的子公司，雙方一直開展面向汽車前裝市場的車規(guī)級AI芯片研發(fā)，據(jù)稱，吉利博越PRO是搭載GKUI 19吉利智能生態(tài)系統(tǒng)的吉利車型，內(nèi)含首款吉利自主研發(fā)的量產(chǎn)級車機芯片。這款芯片由ECARX和聯(lián)發(fā)科共同定制研發(fā)，是一款專為智能網(wǎng)聯(lián)車定制的SOC。
作為三年前晉升中國自主品牌銷量老大的吉利，這是一條必走的路。正如浙江吉利控股集團董事長李書福在新年致辭中這樣寫道：在變化的市場中把握“不變”的本質(zhì)。吉利“十年千億”的研發(fā)投入已見成效，最終目標(biāo)是成為具有國際競爭力的全球創(chuàng)新型科技企業(yè)集團。
比亞迪在芯片半導(dǎo)體領(lǐng)域早有布局，旗下子公司叫“比亞迪微電子”，比亞迪微電子成立于2003年3月，專注于半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，其產(chǎn)品主要包括CMOS圖像傳感器和處理芯片、電源管理芯片、功率場效應(yīng)管、IGBT芯片和模組、電流傳感器、音頻系列芯片、觸控芯片和觸摸板、瞬態(tài)電壓抑制二極管等。相關(guān)產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于汽車、能源、工業(yè)、通訊和消費類電子領(lǐng)域。
2018年12月10日，比亞迪在寧波舉行車規(guī)級IGBT4.0技術(shù)解析會上宣布：比亞迪已投入巨資布局性能更加優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料SiC（碳化硅），有望于2019年推出搭載SiC電控模塊的電動車。按照計劃，到2023年，比亞迪旗下的電動車將全面搭載SiC電控模塊。
當(dāng)然，還有更多國內(nèi)汽車制造商，對芯片領(lǐng)域也起了心思。
上汽集團
上汽集團近年來在技術(shù)投入方面動作頻頻，先后與宣布與Mobileye、英飛凌、中國移動、華為、英偉達、高通等國際企業(yè)開啟戰(zhàn)略合作，并在2018年3月與奧地利網(wǎng)絡(luò)與安全控制解決方案供應(yīng)商TTTech成立合資公司。
2018年10月前，上汽集團旗下兩家公司投資晶晨半導(dǎo)體，一家是華域汽車，一家是上汽投資旗下私募股權(quán)投資平臺尚頎資本所管理的基金。
截取部分圖片
自成立以來，晶晨半導(dǎo)體一直專注于多媒體智能終端SoC 芯片設(shè)計領(lǐng)域，目前在智能機頂盒芯片和智能電視芯片領(lǐng)域居于國內(nèi)領(lǐng)先地位，在AI 音視頻系統(tǒng)終端芯片領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢在SoC芯片領(lǐng)域深耕多年，有非常深厚的技術(shù)積累，累計獲得集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)39項、已授權(quán)國內(nèi)專利14項、海外專利33項。
上汽集團入股晶晨半導(dǎo)體，有助于晶晨半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域的發(fā)展。晶晨半導(dǎo)體正積極布局車載娛樂信息系統(tǒng)芯片、輔助駕駛芯片等汽車電子市場。與此同時，上汽集團也將持續(xù)轉(zhuǎn)型，深入探索新能源、人工智能、5G通訊等新興技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)的深度融合，加快形成核心技術(shù)、打造差異化競爭優(yōu)勢。
2019年2月27日，據(jù)知情人士透露，上汽集團投資AI芯片技術(shù)公司地平線(Horizon Robotics)，地平線作為AI芯片技術(shù)公司，專注于邊緣設(shè)備計算方面：2017年，發(fā)布了中國首款邊緣人工智能處理器——專注于智能駕駛的地平線“征程”；2018年發(fā)布了Matrix自動駕駛計算平臺與和地平線XForce邊緣AI計算平臺，其中前者已經(jīng)開始大規(guī)模為自動駕駛廠商供貨。
2019年4月12日，上汽集團旗下投資管理公司尚頎資本投資黑芝麻智能科技有限公司，根據(jù)公開資料，黑芝麻智能科技有限公司是一家專注于數(shù)字影像核心技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的高科技初創(chuàng)企業(yè)，公司核心業(yè)務(wù)為基于人工智能的圖像處理和計算圖像的解決方案以及基于控光技術(shù)、圖像處理和深度學(xué)習(xí)的嵌入式感知平臺。公司致力于成為全球領(lǐng)先的嵌入式圖像、計算機視覺和人工智能科技公司。
目前，黑芝麻智能科技已經(jīng)實現(xiàn)了第一款SOC華山A500的流片，并且根據(jù)黑芝麻智能科技創(chuàng)始人單記章此前透露，公司方面很快會宣布一些定點，主要用于車前裝。
功率半導(dǎo)體方面，2018年3月2日，上汽集團和英飛凌科技股份公司（以下簡稱“英飛凌”）宣布成立合資企業(yè)。上汽集團持股51%，英飛凌持股49%，合資公司命名為“上汽英飛凌汽車功率半導(dǎo)體（上海）有限公司”，總部設(shè)在上海，生產(chǎn)基地位于英飛凌無錫工廠擴建項目內(nèi)，計劃在2018下半年開始批量生產(chǎn)。上汽英飛凌合資公司主要為中國市場生產(chǎn)汽車級框架式IGBT模塊 —— HybridPACKTM。
一汽集團
2019年8月8日，據(jù)天眼查顯示，一汽解放汽車有限公司（以下簡稱“一汽解放”）與蘇州智加科技有限公司（以下簡稱“智加科技”）、北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司、嘉興智泉投資合伙企業(yè)等合作伙伴共同組建了新合作合資公司“蘇州摯途有限公司”。
公開資料顯示，智加科技是從事人工智能芯片相關(guān)軟硬件、汽車零配件的研發(fā)及測試、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)等智能數(shù)據(jù)和技術(shù)的研發(fā)，同時也是業(yè)內(nèi)具有代表性的L4級自動駕駛技術(shù)研發(fā)公司之一。
東風(fēng)汽車集團
特蘭微電子科技是由美國硅谷海歸博士創(chuàng)立的無晶圓集成電路設(shè)計企業(yè)。公司專注于研發(fā)高級駕駛輔助系統(tǒng)及無人駕駛系統(tǒng)中的核心傳感器芯片，并立志成為行業(yè)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先世界的中國企業(yè)，為大眾市場提供高性價比的主動安全核心技術(shù)。
根據(jù)天眼查顯示，其股東中包括中金佳泰貳期（天津）股權(quán)投資基金合伙企業(yè)以及陜西省新能源汽車高技術(shù)創(chuàng)業(yè)投資基金。中金佳泰貳期（天津）股權(quán)投資基金合伙企業(yè)屬于東風(fēng)汽車集團旗下的東風(fēng)資產(chǎn)管理有限公司。
陜西省新能源汽車高技術(shù)創(chuàng)業(yè)投資基金由陜西汽車控股集團有限公司控股，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2019年陜汽控股銷售各類重型貨車17.7萬輛，排名全國同類企業(yè)第四。
功率半導(dǎo)體方面，2018年2月7日，東風(fēng)汽車集團投資君芯科技，據(jù)悉，君芯科技是一家專注于IGBT、FRD等新型電力電子芯片研發(fā)的中外合資高科技企業(yè)，公司推出的IGBT芯片、單管和模塊產(chǎn)品從600V至6500V，覆蓋了目前主要電壓段及電流段，已批量應(yīng)用于感應(yīng)加熱、逆變焊機、工業(yè)變頻、新能源等領(lǐng)域，并得到客戶的廣泛認可。隸屬于江蘇中科君芯科技有限公司。
總結(jié)
對于傳統(tǒng)汽車行業(yè)來說，在過去百年的歷史中，供應(yīng)鏈分工一直非常穩(wěn)定。很大一部分原因是汽車產(chǎn)品的進化速度要慢于IC與電子電器的變化速度，但隨著現(xiàn)代化的發(fā)展與經(jīng)濟的變化，人類對汽車產(chǎn)生了大量新的需求。
汽車不僅僅是代步工具，也可以是娛樂產(chǎn)品，辦公用品。這導(dǎo)致了汽車產(chǎn)品的進化速度要快于IC與電子電器的變化速度，而這些變化與新的需求集中體現(xiàn)在智能網(wǎng)聯(lián)與新能源領(lǐng)域。
正如前文所言，汽車制造商與芯片制造商存在一定摩擦，因此汽車制造商除了與芯片制造商一直磨合以外，另一條可選擇的路就是自研芯片。
一款芯片從IP購買、前端設(shè)計、后端設(shè)計、流片等費用合計起來價格非常高昂，對汽車這種大部件、低數(shù)量的行業(yè)來說，其實并不劃算。
豐田此前的混動專利，逼得各大車廠不得不開發(fā)自己的混動路線，同樣，特斯拉自研芯片，也讓更多的同行走上自己設(shè)定的方向。畢竟，一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在越來越多的車企參與芯片研發(fā)，雖然短時間內(nèi)可以取得核心競爭力，但還是要靠供應(yīng)鏈的垂直整合保持成本優(yōu)勢，靠加快技術(shù)迭代提高自主掌控權(quán)，才能最終維持甚至提高市場份額。
對于汽車制造商來說，如何能夠讓汽車成為一臺放大的“手機”，更加貼近消費者的需求成為需要著重思考的問題，自研芯片是否真能成為自救良藥，仍是未知數(shù)。
文章來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察 邱麗婷
