中兴、华为的痛是否会在智能汽车上重演?

admin

【承平洋汽车网 行业频道】新能源汽车比年来在海内市场的飞速成长大师有目共睹，截止2019年，中国新能源汽车的销量已盘踞了全世界新能源汽车市场过半的份额。同时，宁德期间与全世界汽车巨擘开展互助，戴姆勒入股孚能，公共入股江淮、本田入股宁德期间，没有了一向束厄局促自立品牌的发念头和变速箱方面的差距，中国在新能源范畴获得的市园地位到达了燃油车期间不曾企及的高度。因而咱们常常看到，说中国在新能源车范畴举行着弯道超车的好戏。

不外，不容轻忽的是特斯拉至今还是全世界纯电动汽车范畴的绝对霸主，Model3国产车型上市以来一向领跑新能源汽车销量榜。除早已创建起来的壮大品牌上风，特斯拉的强项不止在纯电续航方面，智能座舱和壮大的辅助驾驶甚至在主动驾驶范畴的技能储蓄都是其吸引消费者的首要缘由。想要在新能源汽车范畴弯道超车，拼的不只是电池，更必要在汽车智能化方面的气力。而智能汽车，离不开的即是芯片。

芯片是智能汽车的首要基石

在当下这个挪动互联期间，芯片已充溢在外面身旁的几近每一个角落。但若不是中兴、华为事务，咱们乃至很少注重到这个无处不在，非常首要又十分细小的部件。在汽车范畴，芯片是智能汽车离不开的首要基石。智能汽车包含智能座舱和智能驾驶两个重要的方面，接下来外面着眼更加繁杂一些的智能驾驶标的目的，聊聊汽车上的芯片那些事。

智能驾驶，也就是咱们常说的主动驾驶，它的实现重要依靠于遍及车身的传感器、算法和芯片。至于这三者谁更首要？这里不能不给出一个不痛不痒的答复——都很首要。做个比力直白的比方，芯片至关于人的大脑，算法就至关因而人的思惟，而传感器就是眼睛、耳朵、鼻子、皮肤这些视觉、听觉、嗅觉、触觉机构。和人纷歧样的是，人是先有大脑，后有思惟，而对付主动驾驶，至关于“外部生命”把思惟（算法）写好装进了大脑（芯片），算法和芯片并无前后的次序。

传感器、算法和芯片在功效上等同首要，缺一不成。不外传感器的技能门坎相对于不是那末高；算法咱们与先辈程度虽有必定差距，但今朝全部行业尚处于成长早期，前进的空间还很大；而咱们在芯片环节的亏弱，在美国动用国度呆板冲击中兴、华为的事务中可见一斑。

中国作为煤油损耗大国，2019年入口约莫2400亿美元摆布的煤油，但我国同年入口芯片的百家樂密技,总额去到了3000亿美元摆布，芯片已成为我国最大宗的入口商品。可以看得出芯片市场范围和中国在半导体范畴的短板有多巨大。芯片最根本的质料是硅（Si），制造芯片所需的单晶硅来自于处处都是的沙子，可以说是取之不尽。但难就难在要在指甲盖巨细的硅片上刻上几亿甚至几十亿条电路，这类纳米级的操作，必要用到一种叫做光刻机的装备。

单晶硅

芯片的建造起首要从沙子中高温萃取单晶硅然后切成薄片，在薄片上涂一层光刻胶，光刻胶是一种在光的照耀下能从不溶于水酿成溶于水的感光质料。冲刷掉溶于水的部门，即可以经由过程蚀刻在单晶硅上留下密密层层的刻痕，内里可以注入金属等建造成导线、电阻等器件。颠末频频屡次光刻和蚀刻就可以制造出及其繁杂的芯片，这就是芯片制造的基来源根基理。

可是以上操作都是在纳米级的范畴内举行的，直白的说就是要有足够细足够强的光和可以在纳米级精准挪动的轴承，光刻机被认为是世界上最紧密的呆板之一。今朝，荷兰ASML公司盘踞了光刻机市场的80%，他的镜片来自德国蔡司、轴承来自瑞典SKF，在光刻机技能上相互交织持股紧紧绑定。除ASML，日本佳能、尼康也制造光刻机，但在成长上已被ASML远远的甩在了死后。而中国最强的上海微电子芯片公司今朝只能制造出90nm程度的光刻机，仅至关于敌手2000年的程度。中国台湾的台积电、韩国三星、美国英特尔等晶圆制造巨擘利用的都是ASML的光刻机，而其他主机厂则找这些企业代工出产芯片，比方华为以前重要找台积电代工出产的芯片。

光刻机巨擘是荷兰公司，互助的焦点部件来自德国、瑞典等，光刻胶技能几近是日本一家独大，晶圆制造也并不是美国唯一家，为甚么美国可以限定中国半导体的成长？1996年，美国牵头组织了包含俄罗斯、德国、荷兰等33个工业发财国度签定了一个地痞协定——《瓦森纳协议》，将一些尖端技能对其他国度举行技能封闭上。固然成员国理论上可以志愿对出口举行限定，但美国会干与所有违反其意志的买卖。2018年，海内最大的晶圆制造商中芯国际曾向ASML订购单机价值跨越1.5亿美元的7nm EUV光刻机，那时获得了荷兰当局的允许。但在美国的干与下，很快ASML片面终止了合同。而在美国针对华为时，直接请求晶圆制造企业不得给华为代工芯片，台积电随即片面取缔了华为的芯片定单。

《瓦森纳协议》签约国

今朝，中芯国际方才可以或许实现12nm工艺芯片的出产，而国际被骗下主流的现金程度已实现了7nm工艺。今朝台积电5nm芯片已进入危害试出产，3nm工艺据称有望在2021年实现试产，2nm工艺研发也已启动。固然，中芯国际最先辈的光刻机也是采办的ASML的装备，但最先辈的装备却没法采购。比方2015年，三星、台积电等企业已可以采购ASML品牌10nm工艺的光刻机，同年中芯国际却只能买到ASML品牌32nm工艺的光刻机。2015年中芯国际的芯片工艺程度只能到达台积电2011年的程度。而这五年间，市场履历了2G到3G的迁移转变期和4G期间的到来。

美国硅谷企业散布

除瓦森纳协议，美国在上游质料、PVD、离子注入、检测装备等方面也有着近乎垄断的上风，因此美国也能够经由过程专利技能堵截他国的芯片供给。除芯片代工，美国另有另外一个杀手锏，就是在芯片设计方面。一块芯片的出生，要履历设计-晶圆制造-封测几个大的环节。美国半导体财产起步早，技能先辈，在硅谷堆集了大量的芯片设计人材，同时在芯片设计所需的软件范畴更是呈垄断态势。芯片设计要在不到指甲盖巨细的平面上绘制几亿条路线，每个渺小的毛病均可能致使几十亿投资的丧失，这明显不是可以手工绘制的项目。在芯片设计环节，必要用到EDA软件。

放大后的芯片机关仿佛都会

现现在全世界最大，也是唯一的三家可以供给全套EDA办事的公司别离是Synopsys、Cadence、Mentor Graphics，三家公司总部全数设在美国。本年5月15日，美国再次对华为痛下杀手时，提出制止华为利用美国的EDA软件，与华为互助的公司随即间断了华为采办的EDAa騙,软件的更新进级办事。华为自己具有了不错的芯片设计能力，但没有EDA软件也是巧妇难为无米之炊。就比如你有很利害的PS技能，但忽然有一天Adobe公司制止你继续利用Photoshop同样为难。盗窟软件可行吗？且不说是不是真的可以或许实现盗窟，作为要在市道市情畅通的运气产物，专利层面的正当性是没法避开的。

实在，中国在早年曾成长国自立的EDA软件，比方1993年中国曾开辟出首款国产EDA软件熊猫体系，但美国随即解除对中国的EDA禁令。面临壮大的国际巨擘的竞争，国产EDA软件的成长立马堕入了障碍，现在海内另有少数仅存的EDA企业，在少数特定机能上乃至有出众的表示，但其实不能形陈规模化的全套办事，对付中兴华为今朝面对的逆境也属有心无力。

中兴、华为的痛是不是会在汽车圈重演？

很多人会好奇，中国有先辈的导弹、雷达等兵器体系，有先辈的航天科技，斗极导航卫星已组网乐成，这些无一不必要先辈的芯片支持，为什么小小的手机芯片会让美国如斯跋扈？实在这触及到了范围和机能取向的问题，军事、航空等范畴所采纳的一样必要很高的算力，但与消费级通用芯片在机能、功耗、本钱等方面的寻求分歧，军用级芯片更存眷不乱，靠得住，抗滋扰性等方面的表示。今朝不少军用芯片不少还在90nm、65nm，28nm乃至14nm的军用芯片已属于最顶尖的产物了。今朝中芯国际已可以量产14nm芯片，而90nm芯片乃至可使用到咱们自立的光刻机出产。军用芯片大可能是单一处置型芯片，不像消费级通用这类啥都干的万能型选手，因此极限请求反而更低。在军事范畴中国芯片可以或许包管足够的平安。

此外，军事、航天等科技金字塔顶真个行业中，统一种芯片的需求量常常不外几千乃至几百，在巨额的研发用度眼前，出产本钱的影响微不足道。而手机Soc、电脑CPU等通用消费级芯片市场的范围都在亿单元级，研发的本钱会被最大极限的铺平，单块芯片的制造本钱便也是首要的考量身分。也正因如斯，芯片市场有个看起来很奇异的征象，最尖端、最先辈的芯片可以或许敏捷的占据市场，铺平研发等用度，因此最先辈的芯片常常是最廉价的。除市场范围较小的专用芯片，消费级芯片市场其实不存在咱们平常理解的“低端市场”，不克不及打开市场场合排场的低端芯片，代价反而会更高。

比拟军用芯片等，汽车依然是一个范围巨大的民用市场，但智能汽车的市场范围与手机Soc、电脑CPU等通用消费级芯片又没法等量齐观。2019年，全世界汽车贩卖总量约为9032万台，而同年仅华为一个品牌的手机出货量就到达了2.385亿部，位居全世界第二，三星和苹果手机出货量别离到达了2.965亿和1.962亿部。即使将来智能汽车可以或许绝大部门甚至全数汽车市场，其芯片的消费范围也没法与手机、电脑等等量齐观。同时在汽车这个高附加值的产物中，芯片本钱所占的比重也相对于较低。

此外，因为利用情况的分歧，汽车所搭载的芯片与消费级芯片的请求也会有所分歧。打入汽车电子类产物供给链必要知足AEC Q100/101/200靠得住度尺度和ISO/TS 16949零失效尺度，在温度、防水防尘、发霉、有害气体腐蚀、打击、振动、靠得住性、一致性方面都必要比消费级芯片到达更高的请求。比方在温度方面，消费级芯片仅需知足0~70℃的请求，汽车乘员舱芯片必要知足-40~80℃请求，而燃油车发念头周边的电子产物必要知足-40~150℃的请求。此外，消费级电子产物的设计寿命常常只稀有年，而汽车的设计寿命最少要到达15年或20万千米，这就对车规芯片的历久性有了更高的请求。

奥迪A7主动驾驶测试车先后比拟

同时，主动驾驶所需的芯片也属于专用芯片范畴，与可以不计本钱的军用单一处置型芯片比拟在机能和本钱上要有更多的考量，但与消费级一样芯片比拟极限仍是会更低一些，因此在工艺程度上的请求也会相对于较低。今朝14nm工艺程度的芯片根基可以知足当下辅助驾驶/主动驾驶的设计请求，可是最顶尖的产物仍是有效到7nm的工艺程度。在主动驾驶设计、测试阶段，厂商常常将数块GPU拼在一块儿”，放在车辆的后备箱中，体型巨大，能耗也至关之高。在量产中车规芯片对付能耗也必要有更高的请求，特别对付续航自己就备受存眷的纯电动汽车而言。

以今朝的技能程度和请求来看，主动驾驶所需的芯片在工艺和制造方面被美国等国度洽商的危害不算过高。从另外一个角度来看，尚处于成长幼稚期的主动驾驶被当成中美大国博弈的筹马的可能性也微不足道。今朝手机Soc、电脑CPU已处于相对于成熟的市场，已根基构成更新迭代的市场纪律，品牌之间的瓜葛网也相对于不乱。美国动用国度呆板无理的打乱市场情况可以或许吹糠见米的起到威慑感化。

而主动驾驶今朝还在试探中进步，正处于渐渐完美技能，确立行业尺度的关头时代，美国凭仗在半导体财产范畴堆集的上风在主动驾驶芯片范畴一样处于领先职位地方，此时美国固然不会自动抛却带领职位地方。但作为海内企业，中兴、华为的遭受不能不作为警省，而早年美国EDA软件抹杀国产EDA熊猫体系的手腕也会故伎重施。对海内芯片企业对付产物连结必定的采购量，不但是出于爱国的行为，而是关乎企业将来平安的首要行动。

海内主动驾驶芯片近况

纵观全世界主动驾驶芯片范畴，出生自以色列耶路撒冷的Mobileye盘踞了全世界ADAS市场60%的市场份额，包含宝马、通用和沃尔沃等初期客户在内，Mobileye已具有 20 余家不乱车企客户。2014年，Mobileye在美国纳斯达克上市，被认为因此色列有史以来最乐成的IPO案例。2017年，Mobileye的潜力被芯片巨擘英特尔看中，以 153 亿美元的代价收购。Mobileye EyeQ系列是典范ASIC芯片，量产了从EyeQ1至EyeQ4系免費無碼,列芯片，EyeQ4的算力为2.5 TOPS，功耗为3W,能效0.83 TOPS/W。不外跟着竞争的加重，研发中的EyeQ5将从曩昔的一体式视觉芯片+算法供给商的“黑匣子”模式变化为开放的体系。今朝，小鹏XPilot、蔚来NIO Pilot、广汽新能源Aion系列车型等均采纳了Mobileye EyeQ4芯片。

比拟Mobileye相对于适用的线路和初期绑缚算法的线路，英伟达加倍注意超强的算力和开放的生态，也博得了很多的市场份额。英伟达最新推出的Orin芯片算力可达200TPS，功耗45W，可以同时知足AI练习和推理的需求。疫情时代，英伟达公布了第八代架构安培（Ampere）、和基于安培架构的第一款GPU A100。A100具有 826 平方毫米的芯单方面积、540亿个晶体管、3D重叠技能，同时支撑TF32和BF16格局，具有438个第三代Te阿谁nsor Core，支撑虚拟成为 77 个 GPU 来履行分歧的使命，是当前最壮大的7nm芯片。

一向以来都在鼎力成长主动驾驶的特斯拉与Mobileye和英伟达都有着很深的渊源，Autopilot 1.0体系利用的即是Mobileye Q3芯片，从Autopilot 2.0起头，特斯拉转投到了英伟达的度量。2019年4月，特斯拉公布了首款主动驾驶芯片FSD，并直接实现量产，英伟达与Mobileye也被丢弃。FSD芯片除通例的CPU和GPU以外，还配备了2个神经收集处置器，运行在2.2GHz频率下能供给72TOPS的处置能力，可以说是当前最佳的主动驾驶芯片。

而在海内，华为在2018年推出了别离对应L3和L4级主动驾驶的MDC300和MDC600两个平台和全栈解决方案。此中MDC300由昇腾Ascend310芯片、华为鲲鹏芯片和Infineon的TC397三部门构成，而MDC600基于8颗昇腾310 AI芯片。华为昇腾310算力为16TOPS，功耗仅为8W，能效为2TOPS/W。除华为昇腾，华为旗下另有台甫鼎鼎的华为海思麒麟系列芯片。

除力扛中国芯片行业大旗的华为，地平线、寒武纪等主动驾驶草创企业有都很有建树。地平线由前baidu钻研院副院长、baidu深度进修实行室主任余凯于2015年开办，2017年末推出向智能驾驶的征程（Journey）1.0处置器和面向智能摄像头的朝阳（Sunrise）1.0 处置器。2019年，地平线公布了海内首款车规级芯片征程二代，具有跨越4TOPS的等效算力，典范功耗仅2W，采纳台积电28nm制程工艺。地平线还规划在本年年末推出具有96TOPS算力，15W功耗的征程5芯片。

寒武纪由中国科学院计较技能钻研所下一个课题小组于2016年开办，其研发重点在人工智能范畴，今朝已公布了多款7nm工艺的IP产物。此中主打的是智能驾驶范畴Cambricon-1M处置器IP属于第三代产物，供给了2TOPS、4TOPS、8TOPS三种尺寸的处置器内核。华为麒麟970芯片即是基于寒武纪的NPU架构打造。

此外，致力于打造阿波罗主动驾驶的baidu在2018年公布了首款AI芯片——昆仑；南京芯驰半导体公布了X九、V九、G9三大汽车芯片产物；黑芝麻科在本年6月15日公布了研的车规级芯片——西岳二号A1000和西岳二号A1000L。而2015年开办的西井科技则另辟门路，将研发重心放在了类脑芯片上。与主流的冯诺依曼布局处置器芯片分歧，类脑芯片仿照的是大脑神经元的事情情势，其计较模块和存储单位是分手的。其公布的DeepWell峰值算力1.8TOPS，单核功耗500mW，双核功耗1W。

写在最后

因为半导体财产总体的后进，中国在车规级芯片的开倡议步也其实不早。不外近两年来，中国在AI芯片范畴的摸索显现暴发趋向，主动驾驶芯片范畴的头部企业也渐渐取患了一些本色性的乐成。可是，芯片是一个必要持久巨额投入，生效很晚的财产，想要深耕半导体范畴必要做好打长期战的筹备。

美国针对中兴、华为忽然的重拳出击确切让海内两家巨擘企业措手不及，当下面对着很大的坚苦和危机。不外对付中国半导体财产而言，这倒是一次可贵的机会。上世纪7、八十年月，日本半导体财产曾一度超出美国，但随后迎来的即是美国的迎头痛击，至今还没有能规复元气。彼时的日本主权其实不完备，而芯片的市场重要在美国，面临美国的冲击也只能选择勉强责备。当下与美国的博弈中，咱们有完备的主权，有全世界最大的市场，在华为事务以前中国芯片市场根基被美国公司盘踞，而美国针对华为的诡计无疑是自动退出了中国市场，这也恰是中国芯片企业得到市场的绝佳机遇。

即使将来美国选择从新拥抱中国企业，芯片危机依然是悬在中国高科技企业头顶的达摩克利斯之剑。咱们清晰的晓得，美国具有扑灭咱们的能力，也有扑灭咱们的念头，而冲破这一威逼的关头，不在于自我蒙蔽或寄但愿于美国的自我颓丧，只能是发奋图强在半导体财产范畴遇上乃至跨越世界先辈程度。

对付芯片企业，客观的差距无疑是庞大的边界，选择在细分的垂直范畴各个霸占是当下最为安妥的法子。美国的巨擘企业也是在终年的吞并、整合中才渐渐成了具有全套能力的霸主。同时，持久、巨额的投入也是不能不面临的庞大停滞。身在硅谷的特斯拉可以等闲的寻找到最顶尖的芯片设计人材，从设计到代工制造都有完备的财产生态支持，而我国的企业却必要一步一步的重新来过。而对付车企，选择英特尔旗下的Mobileye或英伟达的芯片无疑是加倍便利的选择，乃至可以得到分外的品牌溢价，但持久而言依然必要连结与自立芯片企业的高效互动，在爱国以外，这也是瓜葛到亲身长处的选择。

而对付咱们平凡消费者而言，高精尖的财产成长早期必定行动迟钝，乃至看不到其与咱们现实糊口有几多直接的交集。但对付中国芯片和中国主动驾驶的理解和包涵就是对他们最大的支撑。技能的前进是推动听类成长的最焦点动力，而把握焦点科技是咱们保护主权、保护本身长处最最终的砝瘋狂吃角子,码。在中国鼎力推动芯片财产成长的同时，咱们在石墨烯芯片、量子芯片等技能蓝海也在不竭试探。曩昔，咱们常讥讽中国“摸着鹰酱过河”，而当咱们逐步与鹰酱齐头并进乃至打入人类不曾摸索的门路时，就是见证中国缔造力的时辰，也是最必要咱们全民理解和支撑的时辰了。（文：承平洋汽车网 郭睿）