大眾也要下場造芯！車企自研芯片有幾分把握？
大眾汽車成立芯片研發(fā)團隊
據(jù)外媒techcrunch報道，大眾汽車的軟件部門Cariad正在加強其美國技術中心的研發(fā)能力，聘請了多位半導體專家，其中就包括該公司的新任首席執(zhí)行官斯科特·亞納 (Scott Runner)。
報道稱，Runner 擁有30年的半導體行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，曾在高通等公司建立硬件和半導體團隊，他出任Cariad公司CEO標志著Cariad和大眾推動在建立更強大的半導體能力。
據(jù)知情人士透露，Cariad 最近還聘請了來自特斯拉和蘋果的頂級半導體專家，他們已加入了該公司位于美國圣克拉拉的辦事處。
過去幾年來，全球半導體短缺嚴重打擊了汽車行業(yè)，因此 Cariad 以及大眾希望以更合理的價格確保其供應是非常有必要的。電動汽車比燃油汽車需要用到更多的芯片，如今大多數(shù)新型電動汽車——包括大眾的 ID.4——也承諾提供自動駕駛功能和需要高性能計算的高科技信息娛樂系統(tǒng)。
Cariad 高級副總裁 Klaus Hofmockel 告訴 TechCrunch：“我們參與半導體規(guī)范和開發(fā)的原因在于確保我們平臺的性能、供應鏈的安全以及在整個集團內(nèi)實現(xiàn)更高的成本效益。”
根據(jù) Hofmockel 的說法，目前Cariad在美國已經(jīng)有大約 250 名員工，該公司將繼續(xù)建立其在半導體開發(fā)、測試和分析方面的內(nèi)部專業(yè)知識。
“最終，我們的目標是與半導體制造商在平等的基礎上共同創(chuàng)造和設計未來的汽車芯片，”他說。
Cariad 還希望通過在行業(yè)內(nèi)建立長期合作伙伴關系，成為半導體價值鏈的一部分。該公司已經(jīng)與高通和ST Microelectronics合作，為 Cariad 的軟件平臺提供片上系統(tǒng)，該平臺旨在實現(xiàn)輔助和自動駕駛功能。
芯片對智能汽車來說有多重要？
實際上，在“智能汽車”這個概念出現(xiàn)之前，芯片就已經(jīng)是汽車生產(chǎn)的“剛需”。早在1968年，大眾就已經(jīng)將ECU運用到汽車上。
那時的汽車芯片，主要用來控制動力系統(tǒng)，例如發(fā)動機進氣量、噴油量、節(jié)氣門開閉時間等，通過電子化手段對發(fā)動機工況實現(xiàn)精準控制，從而提高其動力水平和燃油效率。
后期，隨著汽車電子設備的增加，汽車芯片的職責便延伸到車輛內(nèi)外的各個部件，大到動力總成、空調(diào)系統(tǒng)、車窗大燈，小到儀表盤、雨刮器、電動后備箱等等，都需要芯片去進行調(diào)度。
據(jù)德勤數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012年汽車智能化技術尚未普及時，平均每臺燃油車就已經(jīng)需要438顆芯片，每臺新能源車則需要567顆。
盡管需求量很大，但因為早期的汽車芯片只負責一些基本的功能，無法左右一款車型的核心競爭力，所以車企也沒有對芯片引起足夠的重視。
但近年來，隨著汽車“新四化”浪潮席卷而來，汽車產(chǎn)業(yè)對于芯片，尤其是自動駕駛芯片和智能車機芯片的需求，開始呈指數(shù)級增長。
另外，新能源車對于芯片的需求量也遠高于燃油車，一方面是“電動化”通常跟“智能化”高度相關，另一方面則是三電系統(tǒng)本身也需要更多的芯片。而近年來新能源車銷量的爆發(fā)，無疑進一步加劇了全球芯片的供應短缺。
德勤預估，2022年燃油車平均搭載芯片量將達到934個，而新能源車則為1459個，是十年前需求量的2-3倍。
除了需求量的增加，芯片對于汽車產(chǎn)品競爭力的影響也愈發(fā)明顯，甚至能直接決定其核心競爭力。
例如從2021年開始，我們就不斷看到各大車企關于智能化的軍備競賽，其中很重要的一部分就是芯片。
就以自動駕駛芯片來說，從最開始的博世，到現(xiàn)在主流的Mobileye EyeQ4、英偉達Xavier、地平線征程3，再到代表未來趨勢的英偉達Orin，短短幾年間，單顆芯片的算力已經(jīng)翻了上百倍。
盡管以當下自動駕駛算法的復雜程度來看，還遠遠用不到這么大的算力，但隨著OTA技術的普及，有些車企還是會在硬件上未雨綢繆，畢竟這直接關系到其自動駕駛能力的上限。
而關于智能汽車的另一大重要組成部分，也就是智能座艙，同樣離不開高算力芯片的支持。
隨著人工智能技術的發(fā)展，智能座艙的定義已經(jīng)不僅局限于車機系統(tǒng)。隨著電子架構的完善和芯片算力的提高，車機將與車輛硬件深度融合，包括屏幕、空調(diào)、車門車窗、攝像頭、麥克風、燈光、座椅等等。
當多種感知硬件需要協(xié)同工作，多種交互方式同時出現(xiàn)時，智能座艙芯片的性能就至關重要了。
芯片標準的緊迫性
汽車領域在經(jīng)歷了這兩年的缺芯之后，芯片問題已經(jīng)到了新的轉(zhuǎn)折點，市場需求得到了足夠的重視，車企也計劃下場開始自研，相關機構在政策層面進行引導。
汽車芯片標準的制定就顯得迫在眉睫且至關重要。
傳統(tǒng)燃油車需要的芯片較少，大約在500-600顆左右。但是，一臺新能源汽車需要的芯片，高達2000多顆，是燃油車的4倍。而且隨著電動化和智能化的深度發(fā)展，需要的芯片可能還會更多，同時對性能要求也越來越高，特別是智能化方面，對算力要求很高。
而中國新能源汽車發(fā)展如火如荼。根據(jù)中汽協(xié)銷量數(shù)據(jù)顯示，10月產(chǎn)銷分別完成76.2萬輛和71.4萬輛，環(huán)比實現(xiàn)微增，分別為0.9%和0.8%；同比分別增長87.6%和81.7%；市場占有率達到28.5%，增長了1.4個百分點；1~10月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成548.5萬輛和528萬輛，同比均增長1.1倍，市場占有率達到24%，增長了0.5個百分點。
中國新能源汽車市場和企業(yè)的蓬勃發(fā)展使得對芯片的需求量將達到一個前所未有的高度。而且由于新功能的增加，導致部分芯片類型也有了新的變化，比如芯片功能集成度更高，比如在三電方面，就有功率、控制、電源、通信、驅(qū)動和模擬等需求，智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展也增加了對計算、安全、無線通信、存儲芯片和傳感器的需求。
目前國內(nèi)汽車芯片企業(yè)起步較晚，尚未擁有健全的汽車芯片標準體系，業(yè)內(nèi)上下游廠商普遍借鑒國際標準。這已經(jīng)成為中國新能源汽車市場的短板。
目前，很多新能源汽車品牌已經(jīng)開始自研芯片，蔚來第三季度財報已經(jīng)證實了其正在自研芯片。小鵬汽車在中美兩地同時開啟芯片研發(fā)項目，吉利汽車和長城汽車也已開始自研芯片。
可以預見的是，芯片市場將迎來一輪快速發(fā)展。為避免無序重復研發(fā)，為提升國產(chǎn)車載芯片的綜合競爭力、加速產(chǎn)業(yè)進程發(fā)展提供指導，建立芯片行業(yè)標準就非常有必要。
車企自研芯片成功性有多高？
一般來講，現(xiàn)在一般車企自己下場做芯片，主要是兩個方向，一個是大算力芯片（一般只搞芯片設計，特斯拉就自己搞了），一個是功率芯片/模塊。那么車企自己做芯片能否達到自己想要的目的呢？
1、大算力芯片
大算力芯片什么最重要，性能及功耗，和這兩者關系最直接的就是工藝節(jié)點，工藝節(jié)點越先進，單位芯片面積的算力越大，單位算力的功耗越小，單位算力的價格就越低，說到先進工藝節(jié)點，最大的特點就是貴，車企要造出有競爭力的大算力芯片，少說也需要小幾百人，小幾年時間，小幾十億資金，才能搞出一款和Nvidia, 高通或者地平線可以比較的高算力芯片，況且Nvidia和高通最多每膈18個月左右，就會推出使用新工藝節(jié)點（更先進）的新產(chǎn)品，算力更大，功耗更小。
回到汽車高算力芯片，假設車企每兩年開發(fā)一代，每代平均研發(fā)成本是20億，假設這個車企每年能銷售1百萬輛車（每輛都用一顆這個高算力芯片），那么，每顆芯片所攤的研發(fā)費用為1000元（這還不包括量產(chǎn)芯片的成本），而XX的8155芯片價格在80-100美元（不是準確的比較，僅僅是概念的比較），也就是說，如果每年沒有100萬輛以上的車用自己自研的高算力芯片，自研芯片的成本劣勢是非常明顯的；成本沒有優(yōu)勢，那么自研芯片能否變成自己的獨門絕技？
難，也沒必要，我們車企憑什么相信，我們自己建立的團隊，就能比做了半輩子的專業(yè)公司更好？另外，如果我們確實有獨門絕技？完全可以放在軟件上；那么能保供嗎？假設車企每年120萬（這個數(shù)字僅僅為了好算）輛車用120萬塊高算力芯片，每個月就是10萬，如果每張12吋晶圓為500顆芯片，每個月僅僅200張晶圓的需求，在TSMC就是產(chǎn)量最小的客戶之一，在封測廠也是，在Fab和封測產(chǎn)能供不應求時，你能指望Fab和封測廠保你嗎？
當然，也有人會說，如果我買了美國公司的高算力芯片，美國限制不給賣怎么辦，這個確實可能，但也可以買國內(nèi)專業(yè)公司的呀，但有一點，所有的高算力芯片，全世界只有臺積電和三星可以流片，被卡脖子的可能性還在，自己僅僅設計，解決不了這個問題。當然，保密問題，在高算力芯片上，買還是自己設計，本質(zhì)上沒什么區(qū)別。
2、功率芯片
車企自己設計或者設計+制造（IDM）功率芯片，一般來講，肯定比專業(yè)公司貴，至少在自己的車及自己的功率芯片在支持年產(chǎn)銷200萬倆車之前，先說純設計，車企自己設計，在華虹或其他功率Fab代工，由于自己的量比專業(yè)功率芯片公司小得多，代工費至少貴20-30%，和國際國內(nèi)的大的IDM，成本就沒法比，如果車企自己單獨做功率IDM，先別說需要多長時間的學習曲線，需要交多少學費，量不大，成本做不下來，量大了，賣給誰？
我們憑什么有信心自己做的功率芯片性價比要比已經(jīng)做了半輩子的IDM做的好？是的，也許再過三年五年，十年八年，性價比能趕上國際國內(nèi)專業(yè)公司，但有幾個車企能燒這么多錢，能燒這么多年的錢？和高算力芯片同理，自己設計功率芯片也不能保供，你的量比專業(yè)公司的量小十倍甚至更多，F(xiàn)ab代工廠在產(chǎn)能緊張時憑什么保你？當然，自己設計功率芯片也不能帶來差異化的核心競爭力，還好，這一點，大家看的很明白，除過BYD外，好像全球還沒有車企自己搞功率芯片。
3、功率模塊
相比于搞高算力的高難度高成本，搞功率芯片的高挑戰(zhàn)，一些車企認為功率模塊相對于芯片，相對容易，投資及研發(fā)費用也會低很多，這幾年，車企搞功率模塊的很多，有和X車合資的（至少合資的另一方是專業(yè)公司，會好很多），有自己獨資的，此起彼伏，不亦樂乎。
1） 能掌握核心技術，形成差異化競爭嗎？難！模塊技術掌握的好，可以成品率高，可靠性好，但形不成車的差異化，況且，半導體制造技術的提高，一定是一靠研發(fā)，二靠規(guī)模，三靠科學的總結提高，一個車企自己的模塊公司，需要很長時間，很大量，很多學費，才能做到專業(yè)IDM或?qū)I(yè)模塊公司的平均水平。
2） 能降低成本嗎？不能，在產(chǎn)品供不應求時，價格是由供需關系決定的，一般情況下，缺的的是芯片而不是模塊，如果因為模塊的其他材料（比如AMB，DTS等）缺乏導致模塊供不應求，原材料廠會保大的專業(yè)公司還是會保小的車企的模塊廠？誰會拿到原材料更低的價錢也是一目了然。在產(chǎn)品普遍供大于求時，成本就是規(guī)模，規(guī)模就是成本，誰規(guī)模大，誰的成本就低！
3） 能幫助保供嗎？不能，如果缺芯片，芯片公司會根據(jù)車企的市場地位及訂單分配產(chǎn)能，和車企有沒有自己的模塊廠沒有關系；如果缺模塊封裝產(chǎn)能，車企的模塊廠也應該缺產(chǎn)能，誰有能力更快的增加產(chǎn)能，也是個一目了然的問題，設備廠，原材料廠，一定愿意把有限的設備，材料，賣給更有市場地位的客戶（模塊公司）。
4） 能保密嗎？能，一點點，模塊產(chǎn)品公司需要的主要是電壓電流的要求，車企車型的信息完全不用提供，說句很俗的話，如果一個競爭對手僅僅想知道對方的在研車型的最大功率，母線電壓有無數(shù)個辦法。
車企到底要不要自己做功率模塊，這里邊有個很大的悖論，模塊的技術含量大還是不大，如果大，車企自己能做好嗎？搞上幾個有經(jīng)驗的人就能搞好嗎？怎么才能競爭得過專業(yè)的IDM或者模塊公司？到底需要多少人，多少錢，多長時間才能不輸給專業(yè)公司？如果技術含量不大，用最低的價錢買最好的產(chǎn)品服務不好嗎？
自研不是“萬能藥”
據(jù)研究公司Gartner預測：到2025年，全球前10名車企中，將有一半開始設計自己的芯片。自研芯片，或許將在未來幾年成為一大趨勢。
不過，自研雖然聽起來美好，但卻會面臨諸多現(xiàn)實困難。
提起自研芯片的車企，特斯拉無疑是最具代表性的。然而即使垂直整合能力強如特斯拉，其也只是自研自動駕駛芯片，并非所有芯片。智能汽車上的芯片種類繁多，車企不可能自研解決一切，只能是通過自研在一定程度上緩解供應短缺。
國內(nèi)車企同樣如此，包括比亞迪、吉利、上汽等傳統(tǒng)車企，以及蔚來、小鵬、零跑等新勢力車企，雖然也紛紛走上了自研芯片的道路，但也只是自研其中某一種芯片。
例如比亞迪的功率半導體芯片，蔚來和零跑的自動駕駛芯片，吉利的智能座艙芯片等。當全球性大規(guī)模缺芯荒來臨的時候，國內(nèi)車企的供應鏈抗風險能力依舊比較脆弱。
相關數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)的車用芯片自研率僅有10%。
也就是說，90%的車規(guī)級芯片依舊依賴進口。其中，英飛凌、恩智、瑞薩、德州儀器、意法半導體等國外企業(yè)，掌握著全球絕大部分車規(guī)級芯片的供應。
而且，車企自研芯片，還要面臨巨大的風險。
曾有業(yè)內(nèi)人士曾表示“半導體行業(yè)門檻極高，前期投入太大，不是一般企業(yè)可以負擔”。
根據(jù)著名的摩爾定律，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月便會增加一倍。這意味著，半導體注定是一個寡頭壟斷性質(zhì)的行業(yè)，新入局者想要后來居上，難于登天。
而且，即使我們掌握了芯片的設計能力，也很難將其大規(guī)模量產(chǎn)。
