“蔚小理”的汽車芯片布局

最近這幾年新能源汽車發(fā)展迅速，以“蔚小理”為代表的中國(guó)造車新勢(shì)力在“缺芯、限電、補(bǔ)貼退坡”等多重困難影響下，2021年各家新能源車的銷量仍實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。其中小鵬(09868)交付98,155臺(tái)，勁增2.6倍，穩(wěn)居“蔚小理”銷量冠軍；蔚來(lái)(09866)全年交付91,429臺(tái)，同比增109.1%，連續(xù)兩年翻番；理想(02015)交付90,491輛，增177.4%。

在經(jīng)歷了缺芯，以及如特斯拉(TSLA.US)等巨頭自研芯片、新能源車對(duì)半導(dǎo)體的新需求等的影響，頭部的車企開(kāi)始覺(jué)得自己有必要設(shè)計(jì)芯片或者參與到芯片設(shè)計(jì)當(dāng)中去。最近，我們也陸續(xù)窺見(jiàn)“蔚小理”在汽車芯片上的布局。

自研ISP成新一輪焦點(diǎn)

近兩年，在產(chǎn)業(yè)界，ISP芯片的存在感愈發(fā)提升。尤其是國(guó)內(nèi)的手機(jī)廠商OPPO、vivo等開(kāi)始自研ISP，隨著自動(dòng)駕駛汽車攝像頭的增多，ISP處理器在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域開(kāi)始扮演重要角色。整車自研ISP正在成為新一輪“造芯”運(yùn)動(dòng)的焦點(diǎn)之一。

首先，什么是ISP？ISP 的全稱是Image Signal Processor（圖像信號(hào)處理器），其目的是對(duì)光學(xué)傳感器輸出的Raw圖數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，使之成為符合人眼真實(shí)生理感受的信號(hào)，并加以輸出。如下圖所示，ISP接收原始圖像信號(hào)以重建適合人類觀看的主要成分（紅色、綠色和藍(lán)色）的全彩色圖像。如果 ISP 芯片能夠以每秒或超過(guò) 30 幀/秒的速度處理圖像，則可以用于視頻應(yīng)用。

在汽車中的行車記錄儀、電子鏡、后視攝像頭和環(huán)視攝像頭中，每個(gè)設(shè)備都需要一個(gè)ISP來(lái)處理圖像信號(hào)。它作為車載攝像頭的重要構(gòu)成組件，能夠幫助車輛清晰的“看”到外界環(huán)境圖像。

據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察獲悉，蔚小理都在背后默默自研ISP。而我們也可以從一些招聘網(wǎng)站上看到一些蛛絲馬跡。據(jù)“Boss直聘”、“獵聘”等各大招聘網(wǎng)站的歷史數(shù)據(jù)顯示，去年這三家均在為自研ISP處理器而招聘人才。其中蔚來(lái)招募的是【ISP芯片驗(yàn)證工程師（J6C52）】以及【ISP 3A圖像算法工程師】，小鵬在招聘【自動(dòng)駕駛ISP開(kāi)發(fā)及影像評(píng)價(jià)工程師】，理想在招聘【ISP算法工程師】。

而在此值得一提的是，特斯拉堅(jiān)持的是“純視覺(jué)路線”，不適用激光雷達(dá)和ISP等。2021年第一季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上，馬斯克表示不需要雷達(dá)，因?yàn)槿祟惥褪侵皇褂靡曈X(jué)來(lái)駕駛。2021年5月，特斯拉宣布從當(dāng)月起交付的所有 Model 3和 Model Y車輛將不再配備雷達(dá)。相反，這些車輛將利用特斯拉的“Pure Vision”方法，該方法僅使用其八個(gè)外部攝像頭來(lái)執(zhí)行半自動(dòng)駕駛功能。并在去年的AI Day上表示，HW 4.0將“干掉ISP”的計(jì)劃。

馬斯克反對(duì)使用激光雷達(dá)和ISP的論點(diǎn)是兩方面的：

一方面，馬斯克認(rèn)為我們目前的交通和道路系統(tǒng)是為純視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的——這意味著道路是為駕駛員設(shè)計(jì)的，可以用眼睛導(dǎo)航。任何人工智能系統(tǒng)要想顯著優(yōu)于人類駕駛員，首先需要解決純視覺(jué)駕駛問(wèn)題。其次，為什么特斯拉不選用激光雷達(dá)和ISP傳感器等，馬斯克的回答，一是成本；第二，復(fù)雜性。添加冗余傳感器將增加數(shù)千美元的車輛成本，這將使特斯拉整車的成本更高。

另一方面，這些傳感器生成數(shù)據(jù)流，然后必須對(duì)其進(jìn)行處理，從而增加了人工智能系統(tǒng)的復(fù)雜性。這將需要更多的處理能力、更多的能量，從而使車輛效率更低、成本更高。

“當(dāng)機(jī)器視覺(jué)正常工作時(shí)，它比最優(yōu)秀的人類工作得更好，因?yàn)樗拖裼邪藗€(gè)攝像頭，就像在你的后腦勺，頭旁邊有眼睛，并且有三只不同焦距的眼睛向前看，并且以超人的速度處理它。毫無(wú)疑問(wèn)，通過(guò)純視覺(jué)解決方案，我們可以制造出比普通人更安全的汽車，”馬斯克說(shuō)。

根據(jù)特斯拉的說(shuō)法，轉(zhuǎn)向純視覺(jué)系統(tǒng)是該公司向更廣泛的公眾發(fā)布全自動(dòng)駕駛汽車之前的最后一道障礙。

所以在去年的Tesla AI Day上，特斯拉宣布了HW 4.0方案（或 FSD Computer 2），馬斯克表示，雖然 HW3.0 可能比人類駕駛員安全 300%，但 HW4.0 可能會(huì)安全 1000%?！拔蚁嘈?HW 3.0 或 FSD Computer 1 將能夠在比人類高得多的安全水平下實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，可能至少比人類好 200-300%。

特斯拉Hardware 4計(jì)算機(jī)將由三星電子公司生產(chǎn)，使用7nm制程，至于為何沒(méi)采用更先進(jìn)的5nm工藝，主要是由于汽車不像手機(jī)那么小，為了長(zhǎng)壽和穩(wěn)定運(yùn)行，可以犧牲一點(diǎn)空間。

關(guān)于汽車是走“純視覺(jué)派”還是“激光雷達(dá)派”，業(yè)界也是各抒己見(jiàn)，有人認(rèn)為如果特斯拉此舉走通了，勢(shì)必也會(huì)引起其他廠商跟進(jìn)。但也有業(yè)內(nèi)人士指出，去掉ISP，這樣算法的開(kāi)發(fā)難度會(huì)很大，周期也會(huì)長(zhǎng)。至于結(jié)果如何，還需要時(shí)間和市場(chǎng)的考驗(yàn)。

不可不爭(zhēng)的SiC

這幾年新能源車不斷發(fā)展和普及。在汽車從內(nèi)燃機(jī)向電動(dòng)化轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，也迎來(lái)Si向SiC的轉(zhuǎn)變，SiC迎來(lái)了絕佳的發(fā)展風(fēng)口。與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車采用的硅 (Si) 技術(shù)相比，SiC (SiC) 可提高電池續(xù)航里程、改善其性能并縮短充電時(shí)間。在經(jīng)歷巨大變革的同時(shí)，所有主要廠商都在努力將SiC (SiC) 進(jìn)一步集成到自身技術(shù)之中。

去年6月份，蔚來(lái)ET7的首臺(tái)SiC電驅(qū)系統(tǒng)C樣件已下線，蔚來(lái)ET7將在明年上市。去年11月的廣州車展上，小鵬汽車(09868)的SUV新車型小鵬G9，是國(guó)內(nèi)第二款采用SiC的量產(chǎn)車型，也是國(guó)內(nèi)基于首款SiC800V平臺(tái)的量產(chǎn)車型。由于采用了800V高壓SiC平臺(tái)，相比400V平臺(tái)續(xù)航提升了5%，還能實(shí)現(xiàn)快速充電。

不少車廠已經(jīng)相繼開(kāi)始了SiC的布局，如豐田(TM.US)和電裝、富士、三菱合作開(kāi)發(fā)SiC基MOSFET。國(guó)內(nèi)方面，比亞迪(01211)已在進(jìn)行SiC基功率半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。理想(02015)和小鵬最近也開(kāi)始了對(duì)SiC的布局。

今年2月16日，小鵬投資了SiC功率半導(dǎo)體和芯片解決方案提供商上海瞻芯電子。據(jù)瞻芯電子官微消息，目前公司已成為中國(guó)第一家自主開(kāi)發(fā)并掌握6英寸SiC MOSFET產(chǎn)品以及工藝平臺(tái)的公司。瞻芯這幾年陸續(xù)在車規(guī)級(jí)高電壓、低電阻SiC MOSFET器件上的突破，圍繞以SiC應(yīng)用為核心的Turn-key芯片方案供應(yīng)商戰(zhàn)略，穩(wěn)步推進(jìn)SiCIDM的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，即將打通從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的閉環(huán)。

小鵬汽車副總裁張曉楓、投資總監(jiān)張小奇表示：SiC功率器件憑借其在轉(zhuǎn)換效率、體積和散熱等方面的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在工業(yè)和光伏等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；產(chǎn)品良率的不斷提升以及供應(yīng)鏈的完善也顯著地降低了SiC的成本；隨著新能源車銷量的快速提升，SiC在電驅(qū)動(dòng)、OBC和充電樁等部件中的應(yīng)用也將為SiC打開(kāi)更加廣闊的市場(chǎng)。

3月23日，理想汽車與三安光電投資成立了蘇州斯科半導(dǎo)體公司。企查查股權(quán)穿透顯示，該公司由理想汽車關(guān)聯(lián)公司北京車和家汽車科技有限公司、三安光電全資子公司湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司共同持股。經(jīng)營(yíng)范圍含電力電子元器件、半導(dǎo)體分立器件制造銷售；電子元器件制造等。

此舉也被業(yè)界推測(cè)為是理想與三安半導(dǎo)體共同布局車用SiC芯片的一個(gè)重大舉措。理想汽車CEO李想去年明確提出到2025年要取得20%的新能源汽車市場(chǎng)份額，成為中國(guó)排名第一的智能電動(dòng)車企業(yè)。而在這個(gè)目標(biāo)的背后，自然離不開(kāi)SiC的支持。

近幾年，三安光電加大了對(duì)SiC的投資布局，去年6月，湖南三安半導(dǎo)體總投資160億元的基地一期項(xiàng)目已正式投產(chǎn)，據(jù)稱這是國(guó)內(nèi)首條、全球第三條SiC垂直整合生產(chǎn)線。近日其制造的SiC二極管首批入選《汽車芯片推廣應(yīng)用推薦目錄》，標(biāo)志著三安半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)功率器件正式“上車”。理想與三安合作，一方面可以利用其在SiC領(lǐng)域的技術(shù)積累，另一方面，產(chǎn)能還有保障。

而另一邊蔚來(lái)汽車(09866)暫時(shí)沒(méi)有傳出在SiC芯片上的布局。不過(guò)其此前據(jù)報(bào)道，先是成立獨(dú)立硬件團(tuán)隊(duì)“Smart HW（Hardware）”，用來(lái)研發(fā)自動(dòng)駕駛芯片。后又挖來(lái)了一位芯片專家，去年10月29日，擁有豐富芯片前端設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的胡成臣宣布加入蔚來(lái)汽車。2003 年，胡成臣本科畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，2008 年博士畢業(yè)于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。他曾任西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授、系主任，加入蔚來(lái)汽車之前，曾擔(dān)任賽靈思亞太區(qū)實(shí)驗(yàn)室首席工程師、實(shí)驗(yàn)室主任。

特斯拉也是將前AMD首席架構(gòu)師Jim Keller挖來(lái)，擔(dān)任Autopilot硬件工程副總裁，后來(lái)特斯拉也開(kāi)始自研自動(dòng)駕駛芯片。業(yè)界推測(cè)，隨著胡成臣的加入，蔚來(lái)的自研芯片計(jì)劃或?qū)⒖焖偕像R。

結(jié)語(yǔ)

隨著電動(dòng)汽車和下一代汽車技術(shù)開(kāi)始投放市場(chǎng)，未來(lái)汽車半導(dǎo)體需求將不斷增加，國(guó)內(nèi)電動(dòng)車勢(shì)必走上自研之路。整車廠自研已在這兩年全面開(kāi)花，這條路是特斯拉趟過(guò)，且成功了的。相信上述這些也只是“蔚小理”等新能源汽車廠造芯布局的冰山一角，我們也期待能看到國(guó)產(chǎn)新能源車更多在芯片上的成就。

本文編選自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”，智通財(cái)經(jīng)編輯：楚蕓瑋。