汽车芯片——汽车行业的突破口

来源 | 零壹财经

作者 | Chenglin Pua(马来西亚)

2021年11月18日,通用汽车总裁Mark Reuss在Barclays Auto Conference(巴克莱汽车会议)表示,将与高通、台积电、瑞萨电子、意法半导体、安森美半导体、恩智浦半导体和英飞凌科技等芯片生产商共同合作研发芯片。

Mark Reuss透露,通用汽车的目标是自制更多电子功能的芯片,以减少目前正在使用的芯片种类。他说:“通用汽车需要减少芯片的复杂性,预计未来几年将其使用的芯片类型减少到只剩三个系列。我们订购的芯片种类将会减少95%,使芯片生产商更容易满足我们的需求,并且提高利润率。”

有趣的是,就在同一日,福特汽车宣布与美国半导体巨头格芯达成了联合开发汽车芯片的战略协议,以共同研发和生产高端芯片。福特汽车和格芯研发的芯片主要将用于电池管理系统和自动驾驶系统。福特称,格芯可能会专门为其设计新的芯片,但其拒绝透露具体的合作协议和短期内能达到的芯片供应量。

传统两大车企不约而同在同一日宣布进军芯片领域,这也不禁让人们觉得芯片和汽车“越走越近”。

芯片短缺严重打击汽车产业

实际上,2020年以来全球新冠疫情爆发对于芯片供应链的重大影响,最终导致汽车产量的大减少,这让车企们意识到了芯片的重要性。根据咨询公司AlixPartners 的数据显示,芯片短缺在2021年对于全球汽车行业造成的损失可能高达 2100 亿美元的销售额。

2020年12月,大众汽车宣布位于中国、欧洲、北美的工厂2021年第一季度将减产。福特汽车2021年1月初表示,美国一家装配厂将停产。通用汽车2月宣布,位于美国、加拿大、墨西哥的3家工厂停产,韩国一家工厂产量减半。

福特汽车曾在财报会议上表示:芯片短缺可能导致公司第一季度减产10%至20%,预计全年利润因此减少10亿至25亿美元。通用汽车在年初预计,芯片短缺带来的全年利润缩水可能高达20亿美元。

芯片荒引发了主要经济体对半导体供应链的担忧。美国和欧盟日前相继提出加紧重构半导体供应链,意欲打造更为独立的供应链体系。美国为此积极拉拢了诸多相关企业成立以美国为中心的芯片产业链联盟。欧盟也提出扩大区域内尖端半导体生产,力争到2030年半导体产值在全球市场的份额不低于20%。在亚洲,韩国政府拟牵头三星电子、SK海力士、现代汽车等企业组建芯片联盟,保障汽车等相关产业发展。日本也积极拉拢台积电等企业到日本设厂。中国方面则是持续加大力度投资芯片领域。除了国家层面的出手,车企们为了挽救业务也纷纷宣布进军芯片领域。

芯片企业的纷纷入局

一方面,汽车企业不想因芯片荒而限制其产能;另一方面对芯片制造商来说,研发汽车芯片也是其关键增长点。

芯片制造商英特尔(InTel)首席执行官Pat Gelsinger在9月出席的一次汽车活动中表示:“我们需要你们,你们也需要我们,这是一个共生的未来。随着汽车变成带轮胎的计算机,我们将不能停止创新。”

众所周知,高通是全球最大的手机芯片供应商。但随着高通与通用汽车共同研发汽车芯片,与汽车制造商的绑定也越来越深入。目前,高通已向通用汽车等公司供应信息娱乐系统仪表板芯片。同时,高通一直在努力为驾驶辅助系统提供芯片,以支持自动车道保持,甚至是自动驾驶等任务。

通用汽车表示,随着电动汽车的研发与制造越来越多地成为一个技术活,未来几年预计汽车生产商对芯片的需求还将增加一倍以上。

美国汽车芯片市场大小

来源:Grand View Research

实际上除了高通外,英特尔、英伟达、AMD三大巨头也都已入局。

英特尔旗下的Mobileye在自动驾驶研究领域再下一城,2022年旗下首款自动驾驶出租车将在德国投入运营。根据英特尔的透露,Mobileye的自动驾驶芯片的制程是7nm。

英伟达曾表示汽车上的智能座舱芯片和自动驾驶芯片将成为英伟达最重要的业务板块。目前,奔驰、奥迪、蔚来、小鹏、理想等新老势力车企都与英伟达建立了合作,希望在L4-L5级别自动驾驶汽车上英伟达的芯片得到大规模应用。

2021年4月,英伟达发布了一款智能汽车和自动驾驶汽车芯片组——DRIVE Atlan。该芯片将主要应用于L4及L5级别自动驾驶,最快将于2023年开始向汽车制造商和开发者提供样品,2025左右上市的车型就可能搭载。

2021年6月2日,AMD首席执行官Lisa Su表示特斯拉的新款旗舰轿车和SUV的确将采用AMD的RDNA 2 GPU架构(为特斯拉的娱乐系统提供算力)。实际上许多消费设备都使用了AMD的RDNA 2芯片,其中就包括PlayStation 5游戏主机。Lisa Su表示,AMD的RDNA 2显卡并不仅仅局限于笔记本电脑和游戏主机之中,未来它还将出现在电动汽车里面,近期的例如特斯拉新款的Model S和Model X。

如今的芯片巨头所推出的汽车芯片从功能上来看都不尽相同,但都逐渐布局了汽车产业的相关芯片。而随着汽车越加智能化以及网络化,对于芯片的需求只增不减,未来会有更多的芯片巨头入局以及推出更多功能的芯片产品。

造车新贵都有自己的自研团队

2021年8月19日,特斯拉在帕罗奥图总部召开AI日,发布了包括Dojo D1芯片、特斯拉Bot机器人、全新自动驾驶模拟程序等多项与人工智能相关的新技术。事实上,在过去特斯拉发布了包括首枚车企自主研发自动驾驶芯片FSD Chip、算力达到144 TOPS的Autopilot HW 3．0、无极耳电池、大体积自研电池、无钴电池等技术。

从中我们可以看到,特斯拉在不断的研发自家芯片且已经安装在自家的车上。而特斯拉最近刚发布的Dojo D1芯片则有望进一步加速特斯拉自动驾驶系统的发展。在2021第57版世界TOP500超级计算机排名中,日本的富岳超级计算机以442PFLOPS的算力位列第一。根据马斯克在发布会上的说法,Dojo D1芯片群算力是9PFLOPS(0．9亿亿次)。那么理论上50个Dojo计算芯片群,就能够超过富岳的水平。马斯克也曾在2020年披露特斯拉Dojo超级计算机计划的目标:FP32精度1EFLOPS的算力,也就是1024PFLOPS,这一算力将达到富岳的2．5倍。

2021年10 月 29 日,曾任赛灵思(Xilinx)亚太地区实验室主任,拥有丰富芯片前端设计经验的胡成臣宣布加入蔚来汽车。实际上早前蔚来汽车已经成立独立硬件团队“Smart HW(Hardware)”,自研自动驾驶芯片。

而寒武纪2021年7月16日披露了子公司寒武纪行歌(南京)科技有限公司(行歌科技)的增资扩股方,包含宁德时代、蔚来汽车、上汽、南京国资的旗下公司。行歌科技是寒武纪入局车载智能芯片的主体。除了自身积极招募相关人才,蔚来也在大举投资相关产业的企业。

小鹏汽车CEO何小鹏在2020年的第四季度业绩电话会上表示:“2021年,我们会加大研发投入,包括与自动驾驶紧密相关的硬件。如果进展顺利,小鹏芯片有望在今年底或者明年初发布。”

汽车芯片赛道井喷的影响

以往的汽车生产中,传统车企需要的芯片或是电子元件主要跟相关领域的企业采购。在如今汽车逐渐网络化、电气化、智能化趋势推动下,汽车已然成为了“轮子上的数据中心”,汽车半导体用量迅速提升,复杂程度也会提升。Gartner此前公布的数据显示,全球汽车半导体市场规模2022年有望达到651亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到12%,并成为半导体细分领域中增速最快的部分。

此次新冠疫情的打击让车企意识到了芯片的重要性。为了防止产量被卡脖子以及提高整车的利润率,进军芯片领域成为了必要。

诸多企业的入局也势必将会加剧该行业的竞争激烈程度。传统车企在此赛道没有例如英伟达,AMD等芯片巨头的优势大。芯片企业在设计方面有着深厚的经验,可以少走许多弯路;资源也比车企多许多。而传统车企转型则需要耗费许多资源以及时间来适应新的赛道。

此外,传统车企的迭代速度偏慢,而芯片行业整体的迭代速度则快许多。例如传统燃油车可以5年进行大的变动或是升级。而芯片行业有着摩尔定律,每18个月就要进行一次大更动的迭代。传统车企入局能否适应如此快的迭代节奏还是一个未知的答案。

而造车新势力创立初期普遍有着“互联网基因”,习惯了快速迭代的节奏,唯独跟芯片巨头相比资源或者是资金研发差了一些。传统车企入局汽车芯片领域能否站稳脚跟,或许只能交由时间来告诉我们答案了。