汽車芯片，三路進(jìn)攻

　　近期，汽車產(chǎn)業(yè)界見證了兩個(gè)重大事件。一個(gè)是吳新宙離開小鵬汽車，加盟英偉達(dá);二是大眾汽車集團(tuán)宣布其半導(dǎo)體供應(yīng)鏈進(jìn)行的重組。不難看出，這兩大事件均與半導(dǎo)體技術(shù)息息相關(guān)。

　　半導(dǎo)體在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了前所未有的規(guī)模�；厮莸�1978年，保時(shí)捷911的電控單元僅搭載了8個(gè)半導(dǎo)體。而現(xiàn)如今，斯柯達(dá)的Enyaq車型搭載了大約90個(gè)控制單元，和近8,000個(gè)電子元件。這一數(shù)據(jù)正是大眾在其近期半導(dǎo)體供應(yīng)鏈重組公告中所提及的。

　　隨著傳統(tǒng)汽車制造商和新興電動(dòng)車生產(chǎn)商逐漸轉(zhuǎn)向電動(dòng)車技術(shù)，與半導(dǎo)體供應(yīng)商的合作關(guān)系已經(jīng)變得日益緊密。在電動(dòng)汽車的新時(shí)代，自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)成為各大汽車整車廠追逐的關(guān)鍵領(lǐng)域。在這樣的背景下，對(duì)于汽車整車廠而言，選擇合適的芯片供應(yīng)商將成為制勝的關(guān)鍵一步。

　　那么，目前主流的汽車OEM又做出了怎樣的選擇呢?本文將從傳統(tǒng)汽車廠、造車新勢(shì)力、特斯拉三個(gè)代表性陣營(yíng)來加以分析。

　　1、特斯拉：整車廠的半導(dǎo)體資深玩家

　　特斯拉是整車廠中玩半導(dǎo)體最資深的玩家，過去幾年來，特斯拉也是替換了不少第三方的芯片，轉(zhuǎn)而自研，這也源于其對(duì)性能的*要求，大有當(dāng)年蘋果自研手機(jī)芯片之風(fēng)。

　　特斯拉汽車的強(qiáng)大之處主要包括兩大部份：MCU、AP。這也是汽車中兩種典型的計(jì)算芯片。這里的MCU是指媒體控制單元Media Control Unit。AP是AutoPilot Computer，自動(dòng)駕駛計(jì)算機(jī)。MCU負(fù)責(zé)車內(nèi)媒體控制功能，而AP則是自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心計(jì)算單元。

　　自動(dòng)駕駛硬件，相比大家都很熟悉，據(jù)autopilotreview的報(bào)道，特斯拉在*代AP一直到AP2.5，都是采用的第三方的自動(dòng)駕駛芯片。其中AP1是采用的是Mobileye，AP2、AP2.5采用的是英偉達(dá)DRIVE PX 2的技術(shù)平臺(tái)。自AP3開始，特斯拉開始采用自研的FSD，取代了英偉達(dá)的DRIVE PX 2。

　　Autopilot硬件版本名稱

　　(來源：autopilotreview)

　　在MCU上，特斯拉先后采用了英偉達(dá)、英特爾和AMD三家的，分別是Nvidia Tegra 3 四核芯片組、英特爾Atom A3950、AMD銳龍嵌入式V180F。不過出于對(duì)性能的不斷追求，據(jù)teslarati的報(bào)道，在疫情期間，特斯拉還自行研發(fā)了19款MCU。

　　三代 MCU 性能一覽

　　(圖源：evoffer)

　　2、大眾：積極變革，直接從芯片廠商購(gòu)買芯片

　　雖然早在2023年初，大眾就表示，汽車芯片短缺的問題已經(jīng)將要結(jié)束了。但是深受短缺之痛的大眾，并沒有改變自己在2022年初，為了解決疫情所帶來的巨大挑戰(zhàn)并確保半導(dǎo)體供應(yīng)，所啟動(dòng)的COMPASS計(jì)劃。大眾于8月24日，正式宣布重組半導(dǎo)體采購(gòu)。

　　在過去一年多以來，關(guān)于汽車整車廠和芯片廠的聯(lián)系已經(jīng)越來越密切，但大眾此舉算是一錘定音，徹底走上了供應(yīng)鏈變革之路。

　　大眾將一改汽車供應(yīng)鏈傳統(tǒng)的規(guī)則，過去，像汽車控制單元等電子元件是從一級(jí)供應(yīng)商(Tier1)那里采購(gòu)的，Tier1基本上可以自由決定使用哪些零件。根據(jù)大眾汽車的新戰(zhàn)略，它將與一級(jí)供應(yīng)商合作，并指定在其車輛中使用哪些半導(dǎo)體和電子零件。此外，大眾汽車還計(jì)劃直接從制造商那里購(gòu)買半導(dǎo)體。據(jù)其透露，大眾汽車已開始直接從包括恩智浦半導(dǎo)體、英飛凌科技和瑞薩電子在內(nèi)的 10 家制造商采購(gòu)其認(rèn)為全球供應(yīng)短缺的具有重要戰(zhàn)略意義的芯片。

　　這一說法不是說說而已，大眾為此還特意設(shè)立了半導(dǎo)體采購(gòu)委員會(huì)(SSC)，負(fù)責(zé)跨所有品牌進(jìn)行半導(dǎo)體零部件的采購(gòu)決策。該委員會(huì)的成員包括來自各個(gè)品牌的采購(gòu)和開發(fā)部門代表，以及大眾集團(tuán)零部件部門和CARIAD(大眾集團(tuán)電動(dòng)和數(shù)字化化解決方案公司)的代表。

　　不同于蔚小理這樣的造車新勢(shì)力，他們沒有歷史包袱，通常更加靈活，能夠更快地適應(yīng)市場(chǎng)的變化。像大眾這種老牌的整車廠，由于長(zhǎng)期形成的固定供應(yīng)鏈、管理體制和企業(yè)文化，要他們做出供應(yīng)鏈的變革不是易事。假如不是疫情導(dǎo)致了汽車芯片短缺，想必大眾做出如此大轉(zhuǎn)變的時(shí)間還會(huì)來的更晚一些。而更重要的原因在于汽車技術(shù)進(jìn)步的變化，汽車中的半導(dǎo)體比以往任何時(shí)候都要多，半導(dǎo)體不僅是大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而且還是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力和向市場(chǎng)推出新產(chǎn)品的關(guān)鍵。

　　其實(shí)，自意識(shí)到汽車芯片短缺對(duì)公司汽車的影響之后，我們便看到了大眾一系列深入半導(dǎo)體腹地的動(dòng)作。

　　2022年7月，大眾的軟件部門Cariad將與意法半導(dǎo)體共同開發(fā)芯片，芯片將根據(jù) Cariad 的軟件進(jìn)行定制。這算是大眾汽車首次與二級(jí)和三級(jí)半導(dǎo)體供應(yīng)商建立直接關(guān)系戰(zhàn)略的一部分。而到2023年早些日子，Cariad還與高通建立了合作伙伴關(guān)系，為其軟件平臺(tái)采購(gòu)片上系統(tǒng) (SoC)。該交易當(dāng)時(shí)估計(jì)價(jià)值10億歐元。

　　2023年1月，大眾與安森美簽署戰(zhàn)略協(xié)議，作為該協(xié)議的一部分，安森美將首先交付其EliteSiC 1200 V牽引逆變器電源模塊。值得注意的是，安森美是大眾的重要器件供應(yīng)商，據(jù)悉，安森美為大眾汽車提供500多種不同的器件，包括IGBT、MOSFET、圖像傳感器和電源管理集成電路 (PMIC)。

　　而就在今年5月份，大眾還招募了一大批芯片專家，其中包括曾在高通等公司建立硬件和半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)的半導(dǎo)體專家Scott Runner，還有來自特斯拉和蘋果的*半導(dǎo)體專家。據(jù) Cariad 高級(jí)副總裁 Klaus Hofmockel 稱，Cariad 的新半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)還將重點(diǎn)關(guān)注低運(yùn)算的標(biāo)準(zhǔn)化，以及促進(jìn)高性能的協(xié)同設(shè)計(jì)。

　　至于在自動(dòng)駕駛芯片和智能座艙芯片的選擇上，像歐美這種國(guó)際汽車巨頭大眾、寶馬、奔馳在新技術(shù)的采用上相對(duì)比較保守，所以大都采用相對(duì)較成熟的Mobileye，以及英偉達(dá)這樣的高端芯片產(chǎn)品。不過值得一提的是，大眾與國(guó)內(nèi)的自動(dòng)駕駛芯片廠商地平線進(jìn)行了強(qiáng)綁定，于2022年10月組建了合資公司。此舉也是大眾為中國(guó)市場(chǎng)而布局的重要一步棋，大眾可以根據(jù)中國(guó)這個(gè)重要市場(chǎng)的特殊需求開發(fā)一些定制化的產(chǎn)品。

　　這一系列動(dòng)作充分展示了大眾對(duì)深入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的決心與策略。今年上半年，大眾汽車集團(tuán)的純電動(dòng)汽車交付量同比增長(zhǎng)48%至321,600輛。純電動(dòng)汽車占總交付量的份額從去年前六個(gè)月的5.6%上升至7.4%，大眾汽車集團(tuán)正在系統(tǒng)性地繼續(xù)轉(zhuǎn)型。

　　3、中國(guó)主流電車品牌，競(jìng)相擁抱英偉達(dá)

　　英偉達(dá)的Orin芯片作為當(dāng)前市面上性能最高的車規(guī)級(jí)處理器，自去年投產(chǎn)以來，已成為交通行業(yè)新一代新能源汽車、自動(dòng)駕駛出租車和卡車的人工智能的*引擎。它的單芯片性能高達(dá)254 TOPS，使其能夠?yàn)橹悄茏�艙以及自�?dòng)駕駛功能提供動(dòng)力，同時(shí)運(yùn)行大量深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)，以保障最終的安全性和可靠性。

　　蔚來從2014年就開始與英偉達(dá)合作，蔚來目前基于最新NT 2.0平臺(tái)的所有車型均標(biāo)配NIO Adam超級(jí)計(jì)算機(jī)，該超級(jí)計(jì)算機(jī)基于四顆DRIVE Orin芯片構(gòu)建，擁有超過1000 TOPS的計(jì)算能力。除了在車輛中使用 DRIVE Orin 芯片外，蔚來還為第三代換電站配備了 2 顆 Nvidia Orin 芯片，總算力達(dá)到508 TOPS。

　　2019年，小鵬宣布其旗艦運(yùn)動(dòng)型轎車小鵬P7采用NVIDIA DRIVE Xavier計(jì)算架構(gòu)，從那時(shí)起，小鵬一直與NVIDIA密切合作。目前小鵬的G6 SUV和G9均采用了英偉達(dá)的Orin芯片。通過搭載具有兩顆DRIVE Orin SoC，總算力達(dá)到508 TOPS，G6能夠?qū)崟r(shí)處理來自31個(gè)智駕傳感器的數(shù)據(jù)。此外，G6配備了由NVIDIA DRIVE Orin和小鵬自研全棧軟件賦能的XNGP全場(chǎng)景智能輔助駕駛系統(tǒng)，并且是小鵬*基于其自研SEPA 2.0技術(shù)架構(gòu)的車型。這種模塊化設(shè)計(jì)意在未來降低研發(fā)和制造成本，同時(shí)也縮短了研發(fā)周期。

　　值得一提的是，小鵬汽車前副總裁兼自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人吳新宙周四表示，他將加盟美國(guó)人工智能巨頭英偉達(dá)。吳新宙于2019年3月加入小鵬汽車，為幫助小鵬獲得堅(jiān)實(shí)的智能駕駛標(biāo)簽做出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。他先后帶領(lǐng)研發(fā)了HNGP，CNGP和XNGP三大智能導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)。尤其XNGP，這已成為小鵬主打的一個(gè)賣點(diǎn)。

　　而在何小鵬的微博中提及到，“下一個(gè)機(jī)會(huì)在AIGC和AUTO，我們更深入的合作也即將開始。”看來，小鵬與英偉達(dá)的合作不僅局限于智能駕駛，還有AI。在更早之前，何小鵬在談和吳新宙的故事時(shí)，也指出會(huì)做出更面向AI的組織變化，將過去的軟件定義汽車，變?yōu)锳I定義汽車。

　　理想在2020年宣布與英偉達(dá)進(jìn)行合作，目前其AD Max智能駕駛系統(tǒng)中使用了兩顆Nvidia Orin X。

　　上汽集團(tuán)和阿里巴巴的全新高端電動(dòng)汽車品牌智己也將在其*電動(dòng)轎車和SUV中使用 NVIDIA DRIVE Orin 計(jì)算平臺(tái)。這些模型將在中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心配備多個(gè) NVIDIA Orin SoC(片上系統(tǒng))，平臺(tái)性能500~1000+TOPs。

　　比亞迪于今年3月份宣布將Orin用于比亞迪新一代王朝和海洋系列車型中，還合作最初于一年前宣布。

　　綜合看下來，幾乎中國(guó)主流的電動(dòng)汽車品牌均已經(jīng)加入了英偉達(dá)高端汽車智能駕駛芯片Orin的陣營(yíng)，中國(guó)OEM已成為英偉達(dá)的主要市場(chǎng)。

　　至于英偉達(dá)為何受到中國(guó)電動(dòng)汽車制造商的歡迎，很大的一個(gè)原因之一是升級(jí)軟件所需的空間。據(jù)英偉達(dá)聲稱，從基于大量嵌入式控制器發(fā)展到高性能的中央式計(jì)算平臺(tái)，汽車可編程是汽車行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。在軟件定義汽車的大勢(shì)之下，未來汽車的整個(gè)生命周期內(nèi)，新功能裝配和原有功能升級(jí)將通過軟件更新實(shí)現(xiàn)。英偉達(dá)的Orin能為汽車制造商提供充足的計(jì)算裕量，支持其在整個(gè)汽車生命周期內(nèi)，開發(fā)和運(yùn)行全新的軟件驅(qū)動(dòng)型服務(wù)。

　　再一個(gè)原因是文化，中國(guó)汽車廠乃至人民對(duì)新技術(shù)的接受度很高，一個(gè)代表性案例就是中國(guó)的線上支付。

　　當(dāng)然還有“卷”的層面在，英偉達(dá)Orin作為高端汽車智能駕駛芯片的代表，你有我也要有。

　　4、國(guó)產(chǎn)新興勢(shì)力，不容小覷

　　但除了英偉達(dá)這樣的高端玩家之外，在智能駕駛芯片領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)還有地平線、黑芝麻、奕行智能、芯勵(lì)智能和芯馳等一批虎視眈眈的芯片廠商。與英偉達(dá)高算力的Orin相比，國(guó)內(nèi)智能駕駛芯片廠商的優(yōu)勢(shì)在于具有性價(jià)比的多種算力之選。具有更高算力的SoC通常在市場(chǎng)上的價(jià)格較高，對(duì)于廣大用戶而言，性價(jià)比是很重要的選擇因素。據(jù)高工汽車數(shù)據(jù)顯示，中小算力與大算力芯片的市場(chǎng)空間(按車輛數(shù))比例分布在7:3左右。可以看出，中小算力的自動(dòng)駕駛芯片在目前而言是銷售主力。

　　所以很多汽車廠一方面擁抱英偉達(dá)，另一方面青睞國(guó)產(chǎn)智能駕駛芯片廠商。由于靠近本土市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)公司能夠以更高效的方式應(yīng)對(duì)最新的市場(chǎng)需求及客戶需求，因此，國(guó)內(nèi)智能駕駛芯片供應(yīng)商最近幾年在中國(guó)市場(chǎng)更受中國(guó)汽車OEM的青睞。

　　隨著國(guó)產(chǎn)智能駕駛芯片的崛起，Mobileye則面臨著很大的競(jìng)爭(zhēng)。已經(jīng)有不少車廠因?yàn)樯鷳B(tài)的封閉性而放棄Mobileye， 轉(zhuǎn)而采用本土智能駕駛芯片。例如，2020款理想汽車的Li ONE車型采用的是Mobileye EyeQ4視覺識(shí)別芯片，該芯片擁有2.5Tops的算力和3W的功耗。2021款則采用了地平線的Journey 3芯片，計(jì)算能力達(dá)到5Tops，功耗2.5W，均優(yōu)于EyeQ4。

　　地平線算是國(guó)內(nèi)智能駕駛芯片中的佼佼者，自2021年開始，地平線征程系列芯片以一年100萬片出貨量的節(jié)奏快速搶占中小算力市場(chǎng)。據(jù)悉，在2022年L2+市場(chǎng)，地平線與英偉達(dá)的市占幾乎平分秋色，地平線市占率為49.05%，英偉達(dá)占了45.89%，兩家合計(jì)占據(jù)近95%的市場(chǎng)。例如，理想L8和L7的Air版本與Pro版選擇了國(guó)內(nèi)的地平線的自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片征程5，征程5的算力為128TOPS，基于這一高效計(jì)算，理想的這兩款汽車均可以支持NOA體驗(yàn)。

　　2023年8月10日，吉利的領(lǐng)克08正式開啟預(yù)售，它采用了2顆黑芝麻智能華山二號(hào)A1000(單芯片算力58TOPS)，算力達(dá)106TOPS，也具有NOA功能。黑芝麻的汽車朋友圈中還包括東風(fēng)、一汽、百度、江淮。根據(jù)黑芝麻智能的上市招股書，其在2022年中國(guó)的市場(chǎng)份額為5.2%，在全球?yàn)?.8%。截至2022年12月31日，黑芝麻的A1000系列SoC的總出貨量超過25,000片。

　　圖源：黑芝麻智能上市招股書

　　2023年將是國(guó)產(chǎn)智能駕駛芯片廠商的大規(guī)模出貨元年，地平線預(yù)計(jì)2023年征程系列芯片出貨量會(huì)超過300萬顆，超過過去三年總和。黑芝麻的招股書透露，今年出貨要破10萬片。

　　如今，電動(dòng)汽車的一大賣點(diǎn)是NOA，所謂NOA，即“Navigate on Autopilot”，直譯為導(dǎo)航輔助駕駛，NOA功能允許車輛在高速公路上進(jìn)行部分自動(dòng)駕駛，包括在車輛導(dǎo)航路線中自動(dòng)更改車道、超車、調(diào)整速度以適應(yīng)交通情況以及進(jìn)出高速公路。NOA被稱為是通向智能駕駛的必經(jīng)之路。

　　2023年幾家造車新勢(shì)力均在這一功能上發(fā)力。不過大家在叫法上可能有所不同，例如小鵬管其叫NGP，據(jù)小鵬汽車前副總裁兼自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人吳新宙更是堅(jiān)稱，相信在未來很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)XNGP都會(huì)是中國(guó)城區(qū)輔助駕駛體驗(yàn)的天花板。而目前地平線和黑芝麻智能的自動(dòng)駕駛芯片幾乎都能實(shí)現(xiàn)NOA的功能。這也成為國(guó)產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片廠商很大的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　汽車行業(yè)殘酷的淘汰賽才剛剛開始，接下來不僅是算力的比拼，更重要的是拼性價(jià)比。而對(duì)于汽車整車廠而言，他們更大的一步棋將是自研芯片，關(guān)于他們自研芯片的紛爭(zhēng)早有耳聞，但鑒于汽車芯片的研發(fā)難度之大、周期之久，目前并沒有很確切的實(shí)際產(chǎn)品消息，不過我們值得期待一下。