汽車芯片算力，往上堆就完事了？

本文轉(zhuǎn)自“未來汽車日?qǐng)?bào)”。

不斷提高芯片算力，曾在智能手機(jī)行業(yè)的比拼中被奉為圭臬。如今，汽車行業(yè)又掀起了一場(chǎng)由芯片主導(dǎo)的智能化軍備競(jìng)賽。

1月下旬，高通(QCOM.US)發(fā)布了5nm制程工藝的SoC和加速器芯片，以及擁有超700TOPS算力的Snapdragon Ride?平臺(tái)。

在這之前，蔚來汽車(NIO.US)首款轎車ET7宣布搭載4顆英偉達(dá)Orin芯片，總算力高達(dá)1016TOPS，對(duì)比之下，特斯拉FSD HW 3.0計(jì)算平臺(tái)的算力為144TOPS。蔚來CEO李斌斷言，馬力加算力是定義高端智能電動(dòng)汽車的新標(biāo)準(zhǔn)。

伴隨著自動(dòng)駕駛以及人工智能的普及，“軟件定義汽車”已經(jīng)成為汽車圈的共識(shí)，OTA也成為智能電動(dòng)車的標(biāo)配，這場(chǎng)智能化比賽的背后，芯片成為決定勝負(fù)的關(guān)鍵。在行業(yè)大部分人的認(rèn)知中，芯片算力越高，處理數(shù)據(jù)的能力也就越強(qiáng)，這也倒逼車企加碼算力比拼。

“電動(dòng)化、智能化讓汽車變成四個(gè)輪子的超級(jí)計(jì)算機(jī)，車載芯片在整車成本的比重肯定會(huì)越來越高。”地平線創(chuàng)始人兼CEO、工信汽研智庫(kù)專家余凱稱，中國(guó)智能汽車品牌或?qū)?fù)制此前智能手機(jī)市場(chǎng)的繁榮景象，和國(guó)外品牌并駕齊驅(qū)，但是在底層芯片和操作系統(tǒng)方面，中國(guó)自主企業(yè)能否有所作為，是目前應(yīng)該回答的問題。

「無條件、無盡頭的軍備競(jìng)賽」

算力高低是芯片計(jì)算水平最直觀的參數(shù)，這也成為智能汽車最性感的一個(gè)標(biāo)簽。

和傳統(tǒng)燃油車不同，軟件定義汽車的浪潮下，智能電動(dòng)汽車將分散在發(fā)動(dòng)機(jī)、車窗以及信息娛樂系統(tǒng)的ECU(電子控制器單元)模塊大量整合，交由中央處理器統(tǒng)一控制，這樣會(huì)最大限度減少系統(tǒng)的冗余和浪費(fèi)，整車更好地實(shí)現(xiàn)自主管理。

隨著智能座艙和自動(dòng)駕駛的落地，同樣需要更多的ECU和傳感器，傳統(tǒng)的分布式結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不能滿足運(yùn)算需求。根據(jù)恩智浦半導(dǎo)體公司(NXP)預(yù)測(cè)，2015-2025年汽車中代碼量將會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其年均復(fù)合增速為21%。過去汽車的數(shù)據(jù)速度大約是每秒150千Byte(字節(jié))，現(xiàn)在則是以每秒千兆Byte。

工信汽研智庫(kù)專家吳衍稱，智能汽車和傳統(tǒng)汽車最關(guān)鍵的技術(shù)區(qū)別，就在于前者是由一個(gè)強(qiáng)力中央處理系統(tǒng)芯片來完成多路輸入輸出，進(jìn)而處理用戶交互功能。這是一個(gè)新賽道，也意味著智能汽車必須搭載更高算力的車規(guī)級(jí)芯片才能滿足算力需求。

“芯片代表著車輛的計(jì)算能力以及處理問題能力的高低，車企注重芯片已經(jīng)成為一個(gè)行業(yè)共識(shí)。”奇點(diǎn)汽車首席戰(zhàn)略和品牌發(fā)展副總裁、工信汽研智庫(kù)專家趙強(qiáng)告訴未來汽車日?qǐng)?bào)，車企無論是主動(dòng)還是被動(dòng)都必須迎接這場(chǎng)無條件、無盡頭的軍備競(jìng)賽，即便目前自動(dòng)駕駛還沒有完全落地，仍然是硬件為先。

為了堆硬件，一些車企幾乎“不計(jì)成本”。以蔚來ET7為例，其超感系統(tǒng)Aquila配備了33個(gè)高性能感知硬件，其中包括11個(gè)高清攝像頭、5個(gè)毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波雷達(dá)，每秒可產(chǎn)生8GB圖像數(shù)據(jù)。龐大的數(shù)據(jù)傳輸也讓蔚來超算平臺(tái)Adam配備了四顆英偉達(dá)NVIDIA Drive Orin芯片，算力高達(dá)1016TOPS。

除了蔚來汽車，小鵬(XPEV.US)、理想汽車(LI.US)也牽手英偉達(dá)(NVDA.US)，小鵬P7使用英偉達(dá)Xavier計(jì)算平臺(tái)，算力為30TOPS，理想則預(yù)定英偉達(dá)最新一代Orin系列芯片，預(yù)計(jì)2022年量產(chǎn)高達(dá)200TOPS運(yùn)算能力的芯片。

智己發(fā)布的兩款新車，甚至可以實(shí)現(xiàn)500至1000TOPS以上的算力。而長(zhǎng)城WEY品牌的摩卡以及威馬W6車型，則選擇了車規(guī)級(jí)高通8155芯片。

未來汽車日?qǐng)?bào) 制圖

競(jìng)爭(zhēng)壓力層層傳導(dǎo)之下，芯片成了智能汽車的數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)，也成為車企比拼實(shí)力的關(guān)鍵。

“無論是自動(dòng)駕駛還是智能座艙，這些功能實(shí)現(xiàn)的前提都是硬件基礎(chǔ)設(shè)施的完善?！甭?lián)動(dòng)云出行集團(tuán)CTO、工信汽研智庫(kù)專家沈劍稱，芯片算力值的提升，核心還要解決智能汽車底層基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)問題。“車企出現(xiàn)算力值的比拼并不奇怪，但算力作為硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一環(huán)，距離軟件真正定義汽車的程度還差的很遠(yuǎn)?！?/strong>

與此同時(shí)，芯片高算力也在考驗(yàn)車輛的軟件協(xié)同能力。芯謀研究公司研究總監(jiān)王笑龍告訴未來汽車日?qǐng)?bào)，目前智能汽車的普及性、適用性以及靈活性都差強(qiáng)人意。“算力當(dāng)然是越高越好，但只堆算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要傳感器以及軟件的協(xié)同配合。”

一個(gè)明顯的例子是，早在2018年，特斯拉(TSLA.US)CEO馬斯克就表示，特斯拉自研的HW 3.0芯片可以大幅提升汽車的自動(dòng)駕駛性能，最高提升幅度可以達(dá)到20倍，不過單芯片的算力僅為72Tops，相較上一代芯片并沒有提升太多。

余凱曾公開表示，芯片算力的TOPS數(shù)值，只是一個(gè)理論上限，真正能夠利用多少取決于跟軟件算法的配合，“算力在摩爾定律的意義上是不可維系的，算力不能代表汽車智能芯片的真實(shí)性能?！?/p>

不過在不少車企看來，只有激進(jìn)的產(chǎn)品策略才能占領(lǐng)高地，毫米波雷達(dá)、高清攝像頭以及高算力芯片成為標(biāo)配。“從功能車到智能車過渡期間，大家都在無條件、無意識(shí)地往上堆硬件。”趙強(qiáng)表示，“很大程度上都是被迫的?！?/p>

自研和國(guó)產(chǎn)能解「缺芯」尷尬嗎?

芯片算力競(jìng)爭(zhēng)的另一面，是汽車行業(yè)集體“缺芯”的尷尬。

2020年12月初到現(xiàn)在，全球性汽車“缺芯”的焦慮情緒仍在蔓延，由此引發(fā)的車企減產(chǎn)以及芯片暴漲的副作用也在車市持續(xù)引發(fā)不安。多位芯片行業(yè)人士告訴未來汽車日?qǐng)?bào)，疫情期間供應(yīng)鏈的規(guī)劃沒有跟上需求的變化是導(dǎo)致芯片供需失衡的重要因素，芯片價(jià)格暴漲甚至不排除行業(yè)炒作的因素。

在芯片供應(yīng)商和汽車主機(jī)廠之間，芯片長(zhǎng)期處于供求緊平衡局面，如今新冠疫情改變了這種產(chǎn)業(yè)鏈的常態(tài)，也為國(guó)內(nèi)車企敲響警鐘。

目前中國(guó)自產(chǎn)的汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模不到150億元，不足全球規(guī)模的5%，雖然國(guó)內(nèi)也有部分半導(dǎo)體企業(yè)，但產(chǎn)品規(guī)模并不大，且集中在低端領(lǐng)域。這也造成一種現(xiàn)象：雖然中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球30%以上，但每年進(jìn)口汽車芯片的費(fèi)用超過千億元。

“一些車企以后搞不好都會(huì)(成為)給芯片廠商打工的了?！蓖跣埍硎?，高算力芯片的制造條件比較苛刻，而且汽車要求的可靠性非常高，國(guó)內(nèi)MCU等高算力芯片產(chǎn)品嚴(yán)重依賴國(guó)外，這也讓國(guó)內(nèi)車企會(huì)受限于芯片的發(fā)展。

曾經(jīng)高通通過芯片、專利讓國(guó)產(chǎn)手機(jī)商給自己打工的痛楚映射到汽車行業(yè)，如今中國(guó)汽車廠商似乎難以避免地被歐美芯片廠商扼住了命運(yùn)的喉嚨。

不過相比手機(jī)廠商，無論是品牌號(hào)召力還是影響力，汽車制造商更占上風(fēng)。王笑龍表示，汽車廠商雖然不可能什么芯片都自己做，但是可以多和幾家芯片公司合作，而且“一定要參與到芯片的研發(fā)和定制工作中”，才能在供需關(guān)系上占據(jù)更大的話語(yǔ)權(quán)。一個(gè)明顯的例子是，為了保證ET7在2022年一季度交付，蔚來甚至推動(dòng)了英偉達(dá)提前量產(chǎn)Orin芯片。

而與此同時(shí)，汽車廠商也在自研芯片的道路上開始探索。

2019年的自動(dòng)駕駛?cè)丈?，特斯拉就首次公布了自研的自?dòng)駕駛芯片。2020年，據(jù)外媒報(bào)道稱，臺(tái)積電將為特斯拉代工汽車芯片HW 4.0 。2021年1月26日，韓國(guó)媒體報(bào)道稱，特斯拉已與三星合作研發(fā)一款全新的5nm芯片，用于全自動(dòng)駕駛，而該芯片還將用于HW 4.0硬件。

2020年10月，36氪從多位行業(yè)人士處獲悉，蔚來正在規(guī)劃自主研發(fā)自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片，該計(jì)劃尚處于早期，主要由李斌推動(dòng)。針對(duì)此消息，李斌回應(yīng)稱“自研自動(dòng)駕駛芯片并不難，蔚來會(huì)保持自己的競(jìng)爭(zhēng)力”。

此外，在芯片短缺且嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況下，國(guó)產(chǎn)替代浪潮逐漸興起。一批國(guó)內(nèi)芯片廠商也開始布局自動(dòng)駕駛芯片，地平線將會(huì)在2021年推出的征程5，單芯片AI算力將達(dá)到96TOPS，黑芝麻智能將于2022年下半年發(fā)布超200TOPS算力的A2000芯片。

“中國(guó)自主品牌可以多給中國(guó)自己的車載智能芯片以及軟硬件方案商多一些機(jī)會(huì)。”余凱表示，這樣不僅使中國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展更快，也更有利于中國(guó)企業(yè)參與全球化競(jìng)爭(zhēng)。

在中國(guó)市場(chǎng)的大環(huán)境下，半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)迎來歷史發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)云岫資本數(shù)據(jù)，2020年半導(dǎo)體行業(yè)股權(quán)投資案例413起，投資金額超過1400億元人民幣，相比2019年約300億人民幣的投資額，增長(zhǎng)近4倍。相應(yīng)地，天眼查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年注冊(cè)在案的芯片企業(yè)達(dá)到59793家，比10年前增加百倍。

“高速率的芯片，中國(guó)人一定能夠?qū)崿F(xiàn)自研和國(guó)產(chǎn)?！睂?duì)此趙強(qiáng)表現(xiàn)的頗為樂觀，“而且時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)?！?/p>

(編輯：李均柃)