2021年11月18日,通用汽車總裁Mark Reuss在Barclays Auto Conference(巴克萊汽車會議)表示,將與高通、臺積電、瑞薩電子、意法半導體、安森美半導體、恩智浦半導體和英飛凌科技等芯片生產商共同合作研發芯片。

Mark Reuss透露,通用汽車的目標是自制更多電子功能的芯片,以減少目前正在使用的芯片種類。他說:“通用汽車需要減少芯片的復雜性,預計未來幾年將其使用的芯片類型減少到只剩三個系列。我們訂購的芯片種類將會減少95%,使芯片生產商更容易滿足我們的需求,并且提高利潤率?！?/p>

有趣的是,就在同一日,福特汽車宣布與美國半導體巨頭格芯達成了聯合開發汽車芯片的戰略協議,以共同研發和生產高端芯片。福特汽車和格芯研發的芯片主要將用于電池管理系統和自動駕駛系統。福特稱,格芯可能會專門為其設計新的芯片,但其拒絕透露具體的合作協議和短期內能達到的芯片供應量。

傳統兩大車企不約而同在同一日宣布進軍芯片領域,這也不禁讓人們覺得芯片和汽車“越走越近”。

芯片短缺嚴重打擊汽車產業

實際上,2020年以來全球新冠疫情爆發對于芯片供應鏈的重大影響,最終導致汽車產量的大減少,這讓車企們意識到了芯片的重要性。根據咨詢公司AlixPartners 的數據顯示,芯片短缺在2021年對于全球汽車行業造成的損失可能高達 2100 億美元的銷售額。

2020年12月,大眾汽車宣布位于中國、歐洲、北美的工廠2021年第一季度將減產。福特汽車2021年1月初表示,美國一家裝配廠將停產。通用汽車2月宣布,位于美國、加拿大、墨西哥的3家工廠停產,韓國一家工廠產量減半。

福特汽車曾在財報會議上表示:芯片短缺可能導致公司第一季度減產10%至20%,預計全年利潤因此減少10億至25億美元。通用汽車在年初預計,芯片短缺帶來的全年利潤縮水可能高達20億美元。

芯片荒引發了主要經濟體對半導體供應鏈的擔憂。美國和歐盟日前相繼提出加緊重構半導體供應鏈,意欲打造更為獨立的供應鏈體系。美國為此積極拉攏了諸多相關企業成立以美國為中心的芯片產業鏈聯盟。歐盟也提出擴大區域內尖端半導體生產,力爭到2030年半導體產值在全球市場的份額不低于20%。在亞洲,韓國政府擬牽頭三星電子、SK海力士、現代汽車等企業組建芯片聯盟,保障汽車等相關產業發展。日本也積極拉攏臺積電等企業到日本設廠。中國方面則是持續加大力度投資芯片領域。除了國家層面的出手,車企們為了挽救業務也紛紛宣布進軍芯片領域。

芯片企業的紛紛入局

一方面,汽車企業不想因芯片荒而限制其產能;另一方面對芯片制造商來說,研發汽車芯片也是其關鍵增長點。

芯片制造商英特爾(InTel)首席執行官Pat Gelsinger在9月出席的一次汽車活動中表示:“我們需要你們,你們也需要我們,這是一個共生的未來。隨著汽車變成帶輪胎的計算機,我們將不能停止創新?！?/p>

眾所周知,高通是全球最大的手機芯片供應商。但隨著高通與通用汽車共同研發汽車芯片,與汽車制造商的綁定也越來越深入。目前,高通已向通用汽車等公司供應信息娛樂系統儀表板芯片。同時,高通一直在努力為駕駛輔助系統提供芯片,以支持自動車道保持,甚至是自動駕駛等任務。

通用汽車表示,隨著電動汽車的研發與制造越來越多地成為一個技術活,未來幾年預計汽車生產商對芯片的需求還將增加一倍以上。

美國汽車芯片市場大小

實際上除了高通外,英特爾、英偉達、AMD三大巨頭也都已入局。

英特爾旗下的Mobileye在自動駕駛研究領域再下一城,2022年旗下首款自動駕駛出租車將在德國投入運營。根據英特爾的透露,Mobileye的自動駕駛芯片的制程是7nm。

英偉達曾表示汽車上的智能座艙芯片和自動駕駛芯片將成為英偉達最重要的業務板塊。目前,奔馳、奧迪、蔚來、小鵬、理想等新老勢力車企都與英偉達建立了合作,希望在L4-L5級別自動駕駛汽車上英偉達的芯片得到大規模應用。

2021年4月,英偉達發布了一款智能汽車和自動駕駛汽車芯片組——DRIVE Atlan。該芯片將主要應用于L4及L5級別自動駕駛,最快將于2023年開始向汽車制造商和開發者提供樣品,2025左右上市的車型就可能搭載。

2021年6月2日,AMD首席執行官Lisa Su表示特斯拉的新款旗艦轎車和SUV的確將采用AMD的RDNA 2 GPU架構(為特斯拉的娛樂系統提供算力)。實際上許多消費設備都使用了AMD的RDNA 2芯片,其中就包括PlayStation 5游戲主機。Lisa Su表示,AMD的RDNA 2顯卡并不僅僅局限于筆記本電腦和游戲主機之中,未來它還將出現在電動汽車里面,近期的例如特斯拉新款的Model S和Model X。

如今的芯片巨頭所推出的汽車芯片從功能上來看都不盡相同,但都逐漸布局了汽車產業的相關芯片。而隨著汽車越加智能化以及網絡化,對于芯片的需求只增不減,未來會有更多的芯片巨頭入局以及推出更多功能的芯片產品。

造車新貴都有自己的自研團隊

2021年8月19日,特斯拉在帕羅奧圖總部召開AI日,發布了包括Dojo D1芯片、特斯拉Bot機器人、全新自動駕駛模擬程序等多項與人工智能相關的新技術。事實上,在過去特斯拉發布了包括首枚車企自主研發自動駕駛芯片FSD Chip、算力達到144 TOPS的Autopilot HW 3．0、無極耳電池、大體積自研電池、無鈷電池等技術。

從中我們可以看到,特斯拉在不斷的研發自家芯片且已經安裝在自家的車上。而特斯拉最近剛發布的Dojo D1芯片則有望進一步加速特斯拉自動駕駛系統的發展。在2021第57版世界TOP500超級計算機排名中,日本的富岳超級計算機以442PFLOPS的算力位列第一。根據馬斯克在發布會上的說法,Dojo D1芯片群算力是9PFLOPS(0．9億億次)。那么理論上50個Dojo計算芯片群,就能夠超過富岳的水平。馬斯克也曾在2020年披露特斯拉Dojo超級計算機計劃的目標:FP32精度1EFLOPS的算力,也就是1024PFLOPS,這一算力將達到富岳的2．5倍。

2021年10 月 29 日,曾任賽靈思(Xilinx)亞太地區實驗室主任,擁有豐富芯片前端設計經驗的胡成臣宣布加入蔚來汽車。實際上早前蔚來汽車已經成立獨立硬件團隊“Smart HW(Hardware)”,自研自動駕駛芯片。

而寒武紀2021年7月16日披露了子公司寒武紀行歌(南京)科技有限公司(行歌科技)的增資擴股方,包含寧德時代、蔚來汽車、上汽、南京國資的旗下公司。行歌科技是寒武紀入局車載智能芯片的主體。除了自身積極招募相關人才,蔚來也在大舉投資相關產業的企業。

小鵬汽車CEO何小鵬在2020年的第四季度業績電話會上表示:“2021年,我們會加大研發投入,包括與自動駕駛緊密相關的硬件。如果進展順利,小鵬芯片有望在今年底或者明年初發布?！?/p>

汽車芯片賽道井噴的影響

以往的汽車生產中,傳統車企需要的芯片或是電子元件主要跟相關領域的企業采購。在如今汽車逐漸網絡化、電氣化、智能化趨勢推動下,汽車已然成為了“輪子上的數據中心”,汽車半導體用量迅速提升,復雜程度也會提升。Gartner此前公布的數據顯示,全球汽車半導體市場規模2022年有望達到651億美元,占全球半導體市場規模的比例有望達到12%,并成為半導體細分領域中增速最快的部分。

此次新冠疫情的打擊讓車企意識到了芯片的重要性。為了防止產量被卡脖子以及提高整車的利潤率,進軍芯片領域成為了必要。

諸多企業的入局也勢必將會加劇該行業的競爭激烈程度。傳統車企在此賽道沒有例如英偉達,AMD等芯片巨頭的優勢大。芯片企業在設計方面有著深厚的經驗,可以少走許多彎路;資源也比車企多許多。而傳統車企轉型則需要耗費許多資源以及時間來適應新的賽道。

此外,傳統車企的迭代速度偏慢,而芯片行業整體的迭代速度則快許多。例如傳統燃油車可以5年進行大的變動或是升級。而芯片行業有著摩爾定律,每18個月就要進行一次大更動的迭代。傳統車企入局能否適應如此快的迭代節奏還是一個未知的答案。

而造車新勢力創立初期普遍有著“互聯網基因”,習慣了快速迭代的節奏,唯獨跟芯片巨頭相比資源或者是資金研發差了一些。傳統車企入局汽車芯片領域能否站穩腳跟,或許只能交由時間來告訴我們答案了。