車規(guī)級7nm芯片量產(chǎn)“吹響”國產(chǎn)汽車芯片總攻號角
比如比亞迪自主研發(fā)的車規(guī)級芯片，雖然只是90nm制程工藝，但是其性能和穩(wěn)定性都吊打國外廠商，同時也徹底解決了我國在汽車芯片領(lǐng)域的市場空白，可是隨著燃油車逐漸向新能源智能汽車轉(zhuǎn)型，我國汽車行業(yè)對汽車芯片的制程要求也變得更高，可是一些汽車頂級芯片總要從國外進(jìn)口，這也給了美國卡住我們脖子的機(jī)會，如今終于迎來好消息，國產(chǎn)頂級車規(guī)級芯片正式量產(chǎn)，中國汽車產(chǎn)業(yè)即將解決被卡脖子的問題。
可以說，這次和以往并不一樣，以前我們總是聽說7nm芯片誕生的好消息，但是大多都不是在研發(fā)之中，就是剛剛流片成功，可是今天要說的國產(chǎn)頂級車規(guī)級芯片，是真正的已經(jīng)做到了正式量產(chǎn)。
2023年3月30日，我國汽車行業(yè)迎來天大的好消息，國產(chǎn)車規(guī)級頂級芯片龍鷹一號正式量產(chǎn)，該芯片采用的是7nm制程工藝，這也是我們經(jīng)常聽說的國內(nèi)首款7nm智能座艙芯片，是由武漢經(jīng)開區(qū)的湖北芯擎科技有限公司主導(dǎo)設(shè)計(jì)并研發(fā)制造，該芯片不僅做到了打破國外技術(shù)壟斷，特別是還實(shí)現(xiàn)了從“一芯多屏”到“跨域融合”，所謂的一芯多屏，就是在汽車?yán)锍丝梢允褂媚骋粔K屏幕進(jìn)行導(dǎo)航，還可以使用其它屏幕用來聽音樂、玩游戲、看電影，總之就是可以在汽車?yán)锿ㄟ^一顆芯片，就可以實(shí)現(xiàn)多塊屏幕的系統(tǒng)運(yùn)行，可以說這才是真正的智能座艙芯片，因其帶來的沉浸式座艙體驗(yàn)，以及高級輔助駕駛都是國外廠商無法與之相比的，這也將有助于我國汽車行業(yè)再次騰飛，并且徹底趕超國外那些汽車廠商。
2019年，龍鷹一號芯片產(chǎn)品的研發(fā)項(xiàng)目正式立項(xiàng)，2021年就已經(jīng)完成了流片生產(chǎn)，如今2023年終于迎來好消息，龍鷹一號已經(jīng)正式量產(chǎn)成功，這意味著我們在芯片領(lǐng)域又向前邁進(jìn)了一小步，可以說這不僅是芯片行業(yè)的一小步，也是汽車行業(yè)向前邁進(jìn)的一大步，更是中國科技向上騰飛的又一核心科技。
據(jù)行業(yè)人士透露，該芯片集成了87層電路，以及88億顆晶體管，并且采用了車規(guī)級芯片最先進(jìn)的7納米工藝制程，目前國外汽車芯片廠商最先進(jìn)的制程工藝，同樣也是7nm制程，也就是說我國在汽車芯片領(lǐng)域，已經(jīng)做到了和國際汽車芯片廠商相抗衡的技術(shù)實(shí)力，實(shí)在是可喜可賀。
沖出黎明前的黑暗
在國產(chǎn)汽車芯片方興未艾之時，并沒有獲得太多的關(guān)注和信任。
由于汽車芯片與人身安全密切相關(guān)，對安全性非常敏感。車規(guī)級的安全認(rèn)證繁瑣且周期冗長，車企對更換芯片方案天然缺少足夠的積極性，特別對于初出茅廬，還未經(jīng)市場充分檢驗(yàn)的國產(chǎn)汽車芯片，車企的最初滿是懷疑和不信任。
甚至對安全性能非常敏感的汽車芯片在創(chuàng)業(yè)初期經(jīng)常要接受車企的連環(huán)“靈魂拷問”：誰用過這個芯片？安全性如何保障？出了問題誰負(fù)責(zé)？
幸運(yùn)的是，憑借缺芯的“天時”和國產(chǎn)的“地利”，供應(yīng)鏈危機(jī)的大背景下，國產(chǎn)車規(guī)芯片一時間成為了保證供應(yīng)鏈安全的必要存在，得到了嶄露頭角的機(jī)會。
缺芯陰云下，車企迎來了史無前例的減產(chǎn)。
根據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測公司AFS的統(tǒng)計(jì)，2022年底，僅一周時間里，全球就減產(chǎn)了數(shù)萬輛汽車。2022年全年，全球減產(chǎn)汽車逾400萬輛。甚至有車企被迫選擇「散裝」發(fā)貨，如某國產(chǎn)新能源車企就因雷達(dá)芯片短缺，在交貨時間的壓力下，只得先向客戶交付部分智能駕駛功能缺失的汽車。在缺芯潮的警醒下，車企們意識到一顆小小的芯片就能卡住整條產(chǎn)業(yè)鏈。
原本入不了廠商們“法眼”的國產(chǎn)芯片開始作為備胎方案存在。國產(chǎn)芯片廠商們也抓住機(jī)會，取得了長足發(fā)展。
在汽車智能化最重要的智能駕駛和座艙賽道上，地平線征程系列出貨量已經(jīng)突破三百萬片，與超過20家車企120款車型達(dá)成了定點(diǎn)合作。黑芝麻智能的華山系列也成功上車紅旗等車型。布局全場景的芯馳，則分別實(shí)現(xiàn)了智能駕駛、座艙、MCU、網(wǎng)聯(lián)芯片的量產(chǎn)。
隨著智能化發(fā)展，國產(chǎn)芯片面前，一扇新的機(jī)會大門已經(jīng)打開。
汽車功能不斷增加，ECU數(shù)量越來越多，不僅堆高了硬件成本，還將整個系統(tǒng)復(fù)雜化。
易航智能創(chuàng)始人、董事長陳禹行認(rèn)為，汽車從L2級別自動駕駛到高級別自動駕駛中間存在過渡態(tài)，在過渡態(tài)中有的企業(yè)做泊車系統(tǒng)，有的做行車系統(tǒng)，有的做完泊車系統(tǒng)后可能會再加一個行車系統(tǒng)。但這還只是功能模塊的增加，仍然是傳統(tǒng)汽車電子的思路。
如果要讓智能駕駛真正走向高階，這種“堆料”思路必須改變。
數(shù)據(jù)是體驗(yàn)的核心，不論是用戶的需求還是技術(shù)的演進(jìn)，起點(diǎn)必然是數(shù)據(jù)的采集和處理。但汽車與手機(jī)不同。手機(jī)只有一個SoC，系統(tǒng)簡單，控制點(diǎn)少，因此生態(tài)迭代相對簡單。但汽車有很多功能和節(jié)點(diǎn)，如果采用分布式架構(gòu)，這些數(shù)據(jù)無法互通，數(shù)據(jù)的采集和處理都會變得非常困難。
一方面，以功能為核心的分布式架構(gòu)已經(jīng)不能滿足自動駕駛等功能繼續(xù)發(fā)展的需要。另一方面，無論是行泊一體這樣的功能整合還是駕艙一體這樣的跨域融合，功能的合并和域控的拆解都已經(jīng)成為一股不可逆的激流。
新勢力“內(nèi)卷”，國產(chǎn)芯不再是備胎
在國產(chǎn)智能手機(jī)的發(fā)展史中，經(jīng)歷了三次躍進(jìn)，從最初空有其形的山寨機(jī)到后來與蘋果、三星等龍頭分庭抗禮，再到現(xiàn)在走出了自己的路徑與差異化特色。
當(dāng)產(chǎn)品迭代速度狂飆猛進(jìn)，需求自然也瘋狂生長。全面屏、屏下指紋、屏下攝像頭等新手機(jī)市場的需求開始在國產(chǎn)手機(jī)中出現(xiàn)。一個飛速內(nèi)卷的市場中對需求到落地的速度要求非常嚴(yán)格。C端產(chǎn)品的狂飆，反哺了供應(yīng)鏈的完善。
如今飛速內(nèi)卷的新能源車上，歷史似乎又在重演。后續(xù)因?yàn)樵?jīng)的江湖地位，或許是慣性使然，供應(yīng)鏈中的“老江湖”們已經(jīng)有些無法適應(yīng)越來越快的節(jié)奏。
比如前兩年出現(xiàn)的大屏、多聯(lián)屏趨勢中，老牌的座艙供應(yīng)商無法提供足夠迅捷的技術(shù)支持，愿意“放下身段”，配合車廠需求對產(chǎn)品及時迭代的國產(chǎn)新銳們，成了比老牌豪強(qiáng)們更受歡迎的存在。
從完全分布式的ECU方案到扁平的域控制器方案再到中心計(jì)算架構(gòu)，芯片廠商與汽車“靈魂”的距離越來越近。傳統(tǒng)的汽車芯片供應(yīng)鏈中一條層級分明的直線：芯片企業(yè)將產(chǎn)品賣給一級供應(yīng)商，他們根據(jù)整車廠的需求做成ECU，然后將其提供給整車廠。隨著汽車電子電氣架構(gòu)的革新，車廠對供應(yīng)鏈的需求也越來越復(fù)雜多樣。供應(yīng)鏈逐漸演變成圍繞著主機(jī)廠和用戶需求的“環(huán)狀結(jié)構(gòu)”。
在行泊一體、中心化計(jì)算等新技術(shù)趨勢量產(chǎn)上車的新賽道上，國產(chǎn)芯片廠商正在積極布局。
地平線憑借著高算力J5和輕算力J3兩款征程芯片的組合，推出了包括行泊一體、艙駕一體等多種需求下的不同算力配置。
黑芝麻則瞄準(zhǔn)性價比，推出了實(shí)現(xiàn)跨域融合的武當(dāng)系列首款芯片C1200。單顆芯片能夠滿足CMS系統(tǒng)、行泊一體、跨域計(jì)算等多場景需求。
走全場景路線的芯馳，則在原有座艙、智駕、網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行升級與融合，對“艙之芯”與“駕之芯”進(jìn)行了升級。發(fā)布了為“一芯多屏”場景設(shè)計(jì)，性能升級的X9SP智能座艙芯片和針對行泊一體場景設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)行泊一體的V9P處理器并發(fā)布了第二代中央計(jì)算架構(gòu)SCCA2.0。
如今的國產(chǎn)芯片，已經(jīng)發(fā)起了對Old Money的合圍。大算力領(lǐng)域，算力不斷攀升的挑戰(zhàn)者們正在削弱英偉達(dá)的舊日王權(quán)。輕算力領(lǐng)域，在性價比和響應(yīng)速度的旋風(fēng)下，大面積的國產(chǎn)替代則正在發(fā)生，一個屬于國產(chǎn)芯片自己的“朋友圈”正在慢慢形成。
一方面，更多車企開始信任并使用國產(chǎn)芯片：上海車展期間比亞迪、哪吒汽車等車企都官宣了國產(chǎn)芯片的上車計(jì)劃。
另一方面，國產(chǎn)芯片廠商們也開始聚攏抱團(tuán)。
國產(chǎn)芯片的進(jìn)攻時刻
截至目前，地平線公布的出貨量累計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到三百萬片。另一家玩家黑芝麻智能，2023年大概會有幾十萬片出貨。
國產(chǎn)芯片之所以能迅速擴(kuò)張，與智駕芯片的玩法變化有很大關(guān)系。早期跟Mobileye只能以黑盒方式合作，讓蔚小理紛紛轉(zhuǎn)投英偉達(dá)陣營。至于TI，在軟件方案支持上，也不像國內(nèi)芯片玩家那樣提供全面服務(wù)?！耙赥I（TDA4) 的芯片上做軟件方案是有難度的。某種程度上，這也是地平線的J3和J5擴(kuò)展迅速的一個重要原因。”
行業(yè)媒體從業(yè)者宇多田援引一位技術(shù)大佬的話表示，“地平線保姆式做法，就是芯片上自搭了感知，特別是J2和J3?！北Ｄ肥降淖龇?，芯片公司稱為參考算法。
車展期間，地平線副總裁兼軟件平臺產(chǎn)品線總裁余軼南向HiEV在內(nèi)的媒體透露，“地平線去年已經(jīng)向客戶開放了一套BEV的參考算法。我們現(xiàn)在是完全支持占用網(wǎng)絡(luò)的，未來在合適時間會圍繞包括占用網(wǎng)絡(luò)這樣的算法向合作伙伴分享。”
比Mobileye開放，比TI、英偉達(dá)的服務(wù)支持更全，國產(chǎn)芯片才能在真槍實(shí)彈中活下來，走得更遠(yuǎn)。地平線所做的事情，比如在芯片和工具鏈的基礎(chǔ)上，向客戶提供部分已經(jīng)適配好的參考算法和一些簡單的Demo，幫車企掃清基本的工程問題等，這些服務(wù)恰好是算法能力不強(qiáng)的自主品牌所需要的。除了算法，國產(chǎn)芯片公司也在做好新架構(gòu)的布局。
這屆車展媒體日上，地平線用了大篇幅的時間來講自家的BPU Nash納什架構(gòu)。BPU納什是為大參數(shù)量Transformer、大規(guī)模交互式博弈而設(shè)計(jì)的架構(gòu)，可以面向前沿算法優(yōu)化提供更好的算法效率，通過AI輔助設(shè)計(jì)來提升架構(gòu)可編程性，且具有超異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)，可以增加算力的多樣性。
“這是一個可伸縮的架構(gòu)，包括里面的計(jì)算單元、存儲單元，無論是單核還是多核系統(tǒng)。如果不考慮滿足車規(guī)級的話，它其實(shí)是可以做到1000 TOPS這樣的水平?！钡仄骄€CTO黃暢透露。
地平線在BPU架構(gòu)領(lǐng)域的深耕在于，他們認(rèn)為，未來的應(yīng)用發(fā)展趨勢，是面向大規(guī)模數(shù)據(jù)驅(qū)動、大參數(shù)模型、去規(guī)則化的一套方法。瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)驅(qū)動、大模型，這正是車企研發(fā)高階自動駕駛時所需要的?？陀^來說，國產(chǎn)芯片走到今天，并非完全沒了包袱。
以當(dāng)下大熱的BEV來說，一位熟悉BEV研發(fā)的本土頭部智駕Tier 1高管告訴HiEV，部分國產(chǎn)大算力芯片對于BEV的支持并不順利。因?yàn)?，這些芯片在最初流片設(shè)計(jì)時，并不支持BEV算法，而是需要進(jìn)行后期的適配?！坝布挥脛?，主要是芯片的底層軟件需要做好適配，需要支持一些特別的算子。有時候不能直接支持算子的話，需要有替代方案。標(biāo)準(zhǔn)的BEV算子，現(xiàn)在很多的芯片都不支持。大家都在用很多的算子去繞過芯片不支持的能力，以實(shí)現(xiàn)同樣的效果?！鄙鲜龈吖鼙硎尽?/span>
不過，我們看到國產(chǎn)芯片公司已經(jīng)給出了時間表，今年年內(nèi)便可以支持BEV，相信在車企和芯片公司的深度合作下，跨過BEV這道技術(shù)門檻并非難題。逛完這屆上海車展，我們的感受是，國產(chǎn)芯片在大算力領(lǐng)域正在削弱英偉達(dá)Orin的話語權(quán)，低算力芯片，更是將國外玩家逼到艱難的境地。和早期的智能手機(jī)埋頭拼外型、應(yīng)用相比，智能汽車直接開始卷“大腦”，汽車行業(yè)的眼光放得更加長遠(yuǎn)了。
