[汽車之家 深評] 自2020年12月,大眾汽車被曝出“缺芯”危機(jī)之后,一場全球范圍內(nèi)的“芯片荒”愈演愈烈,不斷有車企因缺芯陷入減產(chǎn)甚至停產(chǎn)的困境。根據(jù)國外機(jī)構(gòu)AutoForecast Solutions的最新數(shù)據(jù),截至今年10月10日,由于芯片短缺,全球汽車市場累計減產(chǎn)934.5萬輛,中國汽車市場累計減產(chǎn)量已達(dá)182.7萬輛。
盡管供應(yīng)鏈企業(yè)、中汽中心等各方都對外稱,8、9月以來,芯片供應(yīng)有所緩解,但出于自主、安全等因素考慮,一些企業(yè)陸續(xù)官宣要自研芯片。最新消息顯示,10月中旬現(xiàn)代汽車也計劃加入自研芯片大家庭。經(jīng)歷新冠疫情與芯片短缺后,車企對于自主可控的需求更加強(qiáng)烈。
居安思危,現(xiàn)代害怕再次陷入缺芯困境
“因芯片短缺,現(xiàn)代汽車在2021年不得不暫時關(guān)閉一些工廠。為了減少對芯片制造商的依賴,我們有計劃自主開發(fā)芯片!爆F(xiàn)代汽車全球首席運(yùn)營官José Munoz對外如是說。據(jù)稱,現(xiàn)代零部件子公司現(xiàn)代摩比斯將在公司內(nèi)部的芯片開發(fā)計劃中發(fā)揮核心作用。
『新能源汽車芯片增量結(jié)構(gòu)圖 資料來源:平安證券』
現(xiàn)代宣布自研芯片并非“事發(fā)突然”,早在今年6月,既有外媒報道稱,現(xiàn)代汽車集團(tuán)的零部件部門Hyundai Mobis正與韓國無晶圓廠芯片和設(shè)計公司談判,以開發(fā)自己的汽車芯片。當(dāng)時有分析人士表示,該公司此舉反映出它希望通過與韓國芯片制造商合作,減少對外國半導(dǎo)體的依賴,并更快地解決芯片供應(yīng)問題。
實(shí)際上,與其他企業(yè)相比,現(xiàn)代受缺芯影響較小。其與豐田、特斯拉一樣,是少數(shù)幾家在芯片短缺情況下實(shí)現(xiàn)全球銷量增長的企業(yè)。
財報顯示,今年二季度,現(xiàn)代汽車全球市場銷量同比增加46.5%,為103.1349萬輛,本土銷量同比減少11%,但海外銷量同比大增73.6%;起亞全球銷量同比增加46.1%,為75.4117萬輛,本土銷量同比減少8.2%,海外銷量猛增70.9%。
現(xiàn)代能夠在疫情與缺芯雙重壓力下取得這樣的成績,主要是由于提前判斷了疫情期間亞洲市場恢復(fù)勢頭更強(qiáng)勁,決定在亞洲不減少訂單,因此銷量并沒有受太大影響。
盡管如此,現(xiàn)代集團(tuán)還是居安思危要自研芯片,其原因有多個,一則顯然是為了自主可控,多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為芯片問題將會較長時間存在,現(xiàn)代希望能保持供應(yīng)鏈穩(wěn)定持續(xù);二是從自動駕駛芯片角度,以Mobileye為代表的芯片供應(yīng)商提供的芯片和算法緊密耦合且打包出售,車企希望通過自主研發(fā)獲得更多自主權(quán)。此外,車企自研芯片也可以積累人才、逐步降低成本、增強(qiáng)品牌效應(yīng)。
比亞迪/特斯拉,汽車芯片優(yōu)等生代表
目前汽車芯片主要分為三大類:功能芯片、功率半導(dǎo)體、傳感器。功能芯片,主要是指處理器和控制器芯片;功率半導(dǎo)體,主要負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換,多用于電源和接口;傳感器,則主要用于各種雷達(dá)、安全氣囊、胎壓檢測等。
現(xiàn)代并沒有明說要自研哪種芯片,但無論上述哪種類型自研,車圈都已有先例,最典型的代表是比亞迪和特斯拉。
比亞迪更多精力放在功率半導(dǎo)體和傳感器上,其在車規(guī)級芯片上布局全面,廣泛布局功率半導(dǎo)體、控制類芯片(MCU)、傳感器(CIS、指紋傳感器等)、光電半導(dǎo)體(照明LED)等業(yè)務(wù),上述業(yè)務(wù)2020年?duì)I收占比分別為31.99%、13.00%、22.39%和22.17%。
比亞迪半導(dǎo)體2020年財報 | ||||
分類 | 營收(萬元) | 占比 | 毛利率 | |
功率半導(dǎo)體 | IGBT芯片 | 46,102.11 | 31.99% | 29.99% |
FRD芯片 | ||||
IGBT單管 | ||||
IGBT模塊 | ||||
IPM模塊 | ||||
SiC單管 | ||||
SiC模塊 | ||||
智能控制IC | MCU芯片 | 18,736.78 | 13.00% | 26.32% |
電源IC | ||||
智能傳感器 | CMOS圖像傳感器 | 32,274.18 | 22.39% | 24.45% |
嵌入式指紋傳感器 | ||||
電磁傳感器 | ||||
光電半導(dǎo)體 | LED光源 | 31,955.05 | 22.17% | 29.39% |
LED應(yīng)用 | ||||
智能廣電 | ||||
制造及服務(wù) | 晶圓代工、封測試 | 13,189.28 | 9.15% | 27.91% |
比亞迪在功率器件方面則主要采用IDM模式,即集芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身;在控制芯片和傳感器方面則主要采用Fabless模式。即無工廠模式,就是只做芯片設(shè)計和銷售,其它環(huán)節(jié)全都使用外部資源。
比亞迪在芯片上的研發(fā)由來已久。其自造的1.0代IGBT芯片于2010年問世;2013年,2.0代芯片正式裝車比亞迪e6;2014年,完成微電子與光電子部門整合;2015年后,自研的IGBT2.5芯片誕生,比亞迪開始使用自己的芯片,此前其大部分IGBT芯片都是外購自英飛凌;2018年,比亞迪微電子發(fā)布全新一代車規(guī)級IGBT4.0芯片。2020年,比亞迪微電子更名為比亞迪半導(dǎo)體有限公司。比亞迪半導(dǎo)體股份有限公司正在申請上市,目前審核狀態(tài)為“已問詢”。
『比亞迪車規(guī)級芯片在車身各系統(tǒng)應(yīng)用情況。資料來源:比亞迪半導(dǎo)體招股說明書』
正是由于自主可控,針對此次芯片危機(jī),比亞迪一直對外明確表示不缺芯。但有媒體報道稱,比亞迪的采購人員也在委托該公司尋找部分芯片,只是相比其他車企情況好很多。
另一家企業(yè)特斯拉則是專注自動駕駛芯片,即功能芯片,相比功率半導(dǎo)體、傳感器,功能芯片在此次汽車產(chǎn)業(yè)芯片荒中,不屬于最嚴(yán)峻的種類,但它對于企業(yè)能否決勝智能汽車時代,有著舉足輕重的作用。有觀點(diǎn)認(rèn)為,特斯拉能夠在智能汽車時代“一馬當(dāng)先”,與芯片自主研發(fā)有很大關(guān)系。
目前硬件底層平臺的自動駕駛芯片有多個平臺可供選擇。除了特斯拉采用自研的FSD(Full Self-Driving,全自動駕駛)芯片,其他車企的自動駕駛方案都采用第三方的芯片平臺。
特斯拉自動駕駛系統(tǒng)硬件設(shè)備一共有三次升級。其中,HW1.0到HW2.0主要通過增加傳感器數(shù)量和深度學(xué)習(xí)功能使感知力大幅提升。HW2.0到HW3.0主要針對芯片進(jìn)行了兩次升級,基本實(shí)現(xiàn)了L5完全自動駕駛級別所需的計算能力。
特斯拉在第一代硬件HW1.0時采用Mobileye視覺識別芯片,信息收集階段主要依靠Mobileye的圖像識別技術(shù),數(shù)據(jù)來自于車頂?shù)腗obileye攝像頭,車首的雷達(dá)和周邊雷達(dá)只是提供輔助信息;HW2.0增加了側(cè)前側(cè)后方攝像頭,前置攝像頭由單目進(jìn)化為三目攝像頭;在HW3.0時,特斯拉采用自主研發(fā)的雙芯片設(shè)計,算力達(dá)到了144TOPS。
目前,特斯拉各車型主要采用HW3.0方案,搭載由其自研的FSD芯片方案,實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計,共2*72TOPS/72W,實(shí)際應(yīng)用性能相比2.5版本提升21倍,功耗僅高25%,成本僅為2.5版本的80%。
顯然,特斯拉感受到了自研芯片帶來了紅利,根據(jù)特斯拉此前披露的信息,HW 4.0芯片將于2021年第四季度開始量產(chǎn),其計算能力將是現(xiàn)款HW3.0的3倍,能進(jìn)一步支持自動駕駛汽車所需的實(shí)時計算能力,首批搭載該芯片的車輛最早2022年第一季度開始交付。
此外,今年8月20日,特斯拉AI日發(fā)布會上,特斯拉又亮相了自主研發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練芯片D1。
自主or合作,車企紛紛加大芯片投入
從比亞迪和特斯拉的經(jīng)驗(yàn)來看,芯片可控在特殊時期,以及智能化競爭中占據(jù)重要意義,于是不斷有車企提出了自研芯片的概念。
早在去年10月,蔚來汽車即被曝出計劃自主研發(fā)自動駕駛計算芯片,并已成立獨(dú)立硬件團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目由蔚來汽車董事長兼CEO李斌帶隊(duì)推動。幾乎與此同時,零跑汽車發(fā)布了具有自主知識產(chǎn)權(quán)車規(guī)級AI智能駕駛芯片凌芯01,首款搭載該芯片的車型為零跑C11,后者于今年10月開啟交付。
『零跑C11性能版搭載了兩顆零跑全自研智能駕駛芯片“凌芯01”』
今年以來,更多車企發(fā)布了在芯片領(lǐng)域布局計劃。
4月,有媒體報道稱,小鵬汽車的自動駕駛硬件研發(fā)已經(jīng)涉入芯片領(lǐng)域,主要研發(fā)自動駕駛專用芯片。彼時消息稱,“目前團(tuán)隊(duì)規(guī)模不大,10人以內(nèi)。如果進(jìn)展順利,小鵬芯片有望在今年底或者明年初流片!
5月,大眾CEO赫伯特·迪斯在接受媒體對話時表示,大眾計劃自主設(shè)計和開發(fā)高性能芯片以及所需的軟件!盀榱藢(shí)現(xiàn)最佳性能,汽車的軟件和硬件必須出自同一只手!钡纤贡硎,大眾集團(tuán)沒有計劃自己生產(chǎn)芯片,但是希望自主研發(fā)并掌握專利。大眾集團(tuán)的軟件部門Cariad將拓展相應(yīng)業(yè)務(wù)。
9月,五菱汽車在其品牌發(fā)布會上亮相了五菱芯片。根據(jù)企業(yè)計劃,上汽通用五菱力求在十四五期間GSEV(全球小型純電動汽車架構(gòu))平臺車型芯片國產(chǎn)化率超90%。
此外,還有一些車企選擇與科技公司合作,加速在芯片領(lǐng)域布局。
其中,北汽產(chǎn)投在2020年,與Imagination集團(tuán)、翠微股份共同簽署協(xié)議并宣布成立北京核芯達(dá)科技有限公司。該合資公司主要針對自動駕駛的應(yīng)用處理器和面向智能座艙的語音交互芯片研發(fā)。
『吉利汽車芯片產(chǎn)品自研路線圖。資料來源:吉利汽車、億咖通』
吉利控股的億咖通科技一方面宣布與Arm中國達(dá)成合作,共同出資成立芯擎科技。該合資公司主要圍繞自動駕駛、微控制器、智能座艙等芯片領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)及量產(chǎn)計劃;另一方面,與云知聲共同出資成立合資公司芯智科技。
長城汽車則是選擇對芯片公司地平線進(jìn)行戰(zhàn)略投資,進(jìn)軍芯片產(chǎn)業(yè)。
可以預(yù)見,無論是出于安全角度,還是技術(shù)考慮,越來越多的車企會選擇自研芯片。面對即將到來的智能駕駛時代,企業(yè)間“軟硬件之戰(zhàn)”才剛剛開始。(文/汽車之家行業(yè)評論員 孔沛文)
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