自研还是“抱大腿”?汽车厂商自研芯片,划算吗?

番茄爱车 2022-09-30
2570 字丨阅读本文需 6 分钟

通用汽车不是第一个,也不会是最后一个自研芯片的车企。

近日,据路透社报道,通用汽车旗下自动驾驶公司Cruise正在同时自研四颗芯片,预计2025年前搭载到为全无人驾驶设计的车辆Origin上(不设方向盘或脚踏板)。

此前行业内第一个抛弃芯片厂商转战自研芯片的车企是特斯拉,如今通用也希望开启这个剧本。

在国内,车企自研芯片也越来越成为一股潮流。从2020年至今,包括比亚迪、吉利、零跑、蔚来、理想、小鹏、小米等车企都进入了自研芯片模式。

有业内人士猜测,车企芯片自研的驱动力来源于近两年的缺芯危机。毕竟今年4、5月汽车芯片短缺之下,很多车企甚至无法确定下个月的汽车产能有多少。

据了解,本轮缺芯中最主要缺的是传统MCU(微控制单元或者单片机)类、负责功率转换的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)类,不过这些芯片生产难度并不高。换言之,用两三年时间就能换来量产。

而通用和蔚小理等车企想要抓住的,是与汽车智能化更息息相关的高端芯片。在这领域,英伟达、高通、Mobileye等玩家是主流,国内华为、地平线、黑芝麻、芯驰等芯片公司也在奋力直追。

既然通用Cruise的自动驾驶车辆上已经搭载了英伟达的Orin芯片,那通用为何还要选择自研芯片?

芯片对智能汽车来说有多重要?

实际上,在“智能汽车”这个概念出现之前,芯片就已经是汽车生产的“刚需”。早在1968年,大众就已经将ECU运用到汽车上。

那时的汽车芯片,主要用来控制动力系统,例如发动机进气量、喷油量、节气门开闭时间等,通过电子化手段对发动机工况实现精准控制,从而提高其动力水平和燃油效率。

后期,随着汽车电子设备的增加,汽车芯片的职责便延伸到车辆内外的各个部件,大到动力总成、空调系统、车窗大灯,小到仪表盘、雨刮器、电动后备箱等等,都需要芯片去进行调度。

据德勤数据统计,2012年汽车智能化技术尚未普及时,平均每台燃油车就已经需要438颗芯片,每台新能源车则需要567颗。

尽管需求量很大,但因为早期的汽车芯片只负责一些基本的功能,无法左右一款车型的核心竞争力,所以车企也没有对芯片引起足够的重视。

但近年来,随着汽车“新四化”浪潮席卷而来,汽车产业对于芯片,尤其是自动驾驶芯片和智能车机芯片的需求,开始呈指数级增长。

另外,新能源车对于芯片的需求量也远高于燃油车,一方面是“电动化”通常跟“智能化”高度相关,另一方面则是三电系统本身也需要更多的芯片。而近年来新能源车销量的爆发,无疑进一步加剧了全球芯片的供应短缺。

德勤预估,2022年燃油车平均搭载芯片量将达到934个,而新能源车则为1459个,是十年前需求量的2-3倍。

除了需求量的增加,芯片对于汽车产品竞争力的影响也愈发明显,甚至能直接决定其核心竞争力。

例如从2021年开始,我们就不断看到各大车企关于智能化的军备竞赛,其中很重要的一部分就是芯片。

就以自动驾驶芯片来说,从最开始的博世,到现在主流的Mobileye EyeQ4、英伟达Xavier、地平线征程3,再到代表未来趋势的英伟达Orin,短短几年间,单颗芯片的算力已经翻了上百倍。

尽管以当下自动驾驶算法的复杂程度来看,还远远用不到这么大的算力,但随着OTA技术的普及,有些车企还是会在硬件上未雨绸缪,毕竟这直接关系到其自动驾驶能力的上限。

以蔚来为例,其早期使用的是博世低算力芯片,只能满足最基础的辅助驾驶功能。而在换装了Mobileye EyeQ4芯片(单颗算力为2.5TOPS)后,其在2019年底便向用户推送了高速领航辅助驾驶功能。到了2021年,蔚来又基于英伟达Orin(单颗算力256TOPS)开发出了城市领航辅助驾驶功能。

而关于智能汽车的另一大重要组成部分,也就是智能座舱,同样离不开高算力芯片的支持。

随着人工智能技术的发展,智能座舱的定义已经不仅局限于车机系统。随着电子架构的完善和芯片算力的提高,车机将与车辆硬件深度融合,包括屏幕、空调、车门车窗、摄像头、麦克风、灯光、座椅等等。

当多种感知硬件需要协同工作,多种交互方式同时出现时,智能座舱芯片的性能就至关重要了。

一个比较典型的例子就是极氪。

目前关于这个品牌的负面消息,一大半都来自于其车主对车机系统的吐槽。除了车机本身经常出现卡顿甚至黑屏的情况外,其人脸识别等功能甚至也会出现bug。

例如此前曾有极氪车主吐槽道“有时候碰到人脸识别不工作,不仅座椅记忆和方向盘记忆消失了,还自动把座椅推到最前方,把人夹在里面”。

而面对用户的质疑,极氪官方也将责任推到了芯片上,并解释称“由于极氪早在五、六年前就已立项,芯片也是那时候定的,所以采用的高通820A芯片在性能上有些吃紧”。

目前来看,极氪的解决方法除了OTA以外,也就只有更换芯片了。在不久前的极氪用户沟通会中,极氪智能科技产品经理表示将在年内换装8155芯片。

整机企业自研芯片模式有其自身利弊

优势主要有:

一是定制芯片为整机厂商提供了有别于竞争对手的产品性能差异化能力。整机设计可以进行全方位技术创新,而外购的芯片及配套解决方案虽然提供了“交钥匙”服务,但同时也限制了的整机创新空间,只能被动地技术跟随,不同产品之间主体功能同质化严重,整机企业难以通过创新开拓市场需求的蓝海,最终不得不导向价格战式的内卷。

二是处于行业龙头地位的整机厂商有足够的销量使自研芯片得到足够大批量的使用,从而优化摊薄芯片设计制造成本。

三是自研芯片有利于企业对自身专有技术产品信息的保护和控制。

四是针对专门整机产品研发的定制芯片有助于软硬件的集成,发挥系统协同效应,从而提高产品性能。

五是由于无需依赖外部企业,自研芯片为企业控制新型号发布时间表、产品路线图和技术指标等提供了便利。自研芯片可以大大缩短整机的技术创新和迭代升级循环周期,企业内部的整机设计和芯片设计技术合作,与社会化分工的技术合作相比,效率更高,更加稳定,供应链安全更有保障。

挑战主要有:

一是整机厂商缺乏半导体专长。半导体芯片设计不是简单的任务,根据复杂性不同,端到端开发过程可能需要一年到三年的时间,还要建有一个完整的企业生态系统。因此,对于整机厂商来说,破坏供应链并发展内部能力,必须有一个非常令人信服的理由。二是由于经验、专业能力欠缺,整机企业可能缺乏对自研芯片竞争力的信心,资金投入策略容易出现摇摆,使芯片研发缺乏持续支持。三是涉足芯片产业容易使整机厂商从核心业务散焦,造成资源分散,对核心业务发展造成不利影响。四是自研芯片会给企业带来重大投资、回报的不确定性等方面的风险。芯片开发过程昂贵且具有风险,需要数月到数年的持续努力,需要长期投资,因此决策必须具有经济意义,必须谨慎。

这个时间点再自研芯片,除了要跟行业里最专业的人拼速度、拼资源、拼团队管理、拼产品定义之外,最重要的是,不管后期芯片卖出一颗还是卖一百万颗,前期上亿美金的投入都是少不了,车企自研需要做好长期投入每年投上亿美金的决心,以及考虑出货量能不能支撑研发费用。

总而言之,不管是对智能车辆核心技术的行业话语权渴望,还是国际纷争对汽车行业带来的潜在影响,车企们都希望用自研芯片来获得更多筹码。而谁能在苹果和特斯拉之后,答案仍然是一个问号。

文章来源: 钛媒体,新能源汽车报,36氪

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