车企竞相入局造芯，但成为“第二个特斯拉”很难

塘沽火星人

迈入2023年，困扰汽车行业三年多的缺芯问题终于有所缓解。但主机厂们造芯的势头却愈演愈烈，据盖世汽车统计，目前国内已经有十几家主机厂通过自研、合作研发或者投资的方式进入芯片领域。车企究竟在造什么芯？图的又是什么？
            谁在造芯？
            盖世汽车梳理发现，目前入局造芯的企业既包括蔚小理、零跑等新势力公司，也有比亚迪、吉利等传统车企，但切入造芯的路径并不一样。
                        
            新势力更青睐独立研发。蔚来、小鹏都是在内部组建芯片团队，零跑与大华股份一起研发车规级AI智能驾驶芯片，后者是安防行业巨头，也是零跑汽车的主要投资人。
            新势力的选择并不难理解，从企业的战略角度看，蔚来、小鹏和零跑等新势力都是全栈自研的拥护者，技术储备和创新能力都比较强，这种价值取向让他们敢于追求更前沿的技术，而芯片一直是占据着技术的最高点。
            更何况，“前辈”特斯拉就是自主设计核心芯片，新势力们选择自研一定程度也是在对标特斯拉。
! W1 s$ ~2 q- z! G6 N4 M5 v( T            相比之下，传统车企在造芯上会稍微谨慎一些，吉利、广汽、北汽、上汽都是通过和芯片企业联合成立合资公司的方式入局造芯。
/ Z7 I) r0 p! y6 }' g: H! L            相比于自研，与芯片企业合资一定程度上可以降低风险，主机厂还能借助于对方的技术提高研发的成功率。
, g1 [9 R. W6 g+ D7 ?            除此之外，在核心芯片领域，主流车企们也相继投资了一批企业。比如上汽集团，过去几年至少投资了20家芯片公司，今年3月还与子公司一起出资40亿元设立投资基金，专门聚焦半导体、新能源领域。
; n, Y) j1 H# P5 e; e6 x            毕竟自研芯片投入高、周期长、不确定性大，难以满足需求，以投资绑定芯片商就成了性价比最高的选择。
  |4 Z4 W& s  d3 m. A            造的什么芯？
            从具体的细分市场来看，车企造芯的领域主要包括自动驾驶芯片、功率芯片、MCU芯片。
4 t' h& }* V6 x3 L            自动驾驶芯片是新能源汽车智能化、网联化大背景下催生的需求。在汽车智能水平越来越高的当下，汽车所需要的算力越来越多，汽车芯片结构也由“芯片级芯片”MCU进化至“系统级芯片”SoC。SoC芯片常用于智能座舱、智能驾驶、ADAS等比较复杂的领域。
            这部分市场主要被英伟达、高通等国际公司垄断，近年来地平线、黑芝麻智能等国产自动驾驶芯片厂商崛起，给车企提供了性价比较高的国产替代。
            另外，和“芯片级芯片”不一样的是，SoC芯片和算法绑定较深，这就导致主机厂对SoC芯片有比较强的定制化需求。
            众所周知，车辆的自动驾驶能力与算法息息相关。尤其是在高阶智能驾驶逐渐落地，车辆传感器越来越多的当下，为了充分发挥硬件水平，主机厂都在自研算法，算法模型也越来越大、越来越复杂。
            可是，通用级芯片对算法有比较大的制约。为了充分发挥算法的优势，打造差异化体验，主机厂都在和芯片供应商紧密合作，做芯片定制化工作。比如2021款理想ONE使用了地平线征程3芯片，据悉当时地平线派出大量人马赶赴理想汽车，合力研发。
            这样的现象发展下去有两个趋势，一是芯片商开始研发自动驾驶算法，黑芝麻就在A1000之上自研了行泊一体的自动驾驶算法；二是主机厂开始自研自动驾驶芯片。蔚来、小鹏、吉利等都是其中的代表，一定程度上这也是为了构建自动驾驶技术闭环，和芯片商争夺对供应链的控制权。
            自研自动驾驶芯片最好的样板就是特斯拉，马斯克认为无论是Mobileye还是Nvidia，都无法满足特斯拉对于性能、研发进度、成本、功率方面的要求。后来，特斯拉便自研了FSD芯片，让硬件能与自家的软件算法更加契合，获得更好的兼容性和匹配度，这也奠定了特斯拉在自动驾驶领域的领先地位。
6 V, ^0 i: P# V: z+ P4 M' A5 X; p            除了技术方面的考量，车企造芯还有稳定供应链的目的，所以不少车企在功率半导体和MCU芯片上都有布局。
            功率半导体的功能主要是转换电能，控制电路，具有处理高电压，大电流的能力，在汽车中应用比较广泛的有IGBT、SiC等。
6 e- {. W6 a2 u            新能源汽车对功率半导体规格要求远高于传统燃油车。据盖世汽车研究院数据，电动化趋势下，汽车功率半导体的单车价值量增长最多，其中在纯电动车中的单车价值量高达35亿美元，占整车半导体价值比重的46%。
            所以，不管是专注于新能源汽车市场的新势力，还是正在进行电动化转型的传统车企，对功率芯片的需求量都非常大。
7 T% f/ U; T5 U% s3 t* [$ s            但功率芯片大部分都被欧美日等厂商垄断，头部企业市占率长期超过50%，国产替代比较稀缺。所以，为了能保障新能源汽车的出货量，主机厂也加入了自研功率芯片的领域，代表企业包括比亚迪、理想、吉利等。
            如果说布局功率芯片更多的是着眼未来，应对电动化的大趋势，自研MCU芯片很大程度上则是立足于当下。
) U0 O- P% M! t! Y1 w            不管是在燃油车还是新能源汽车上，MCU芯片的需求量都非常大。相关数据显示，MCU是汽车ECU的运转大脑，约占汽车半导体数量的30%，传统燃油车单车平均需要70个MCU，智能单车则需要300个MCU。庞大的需求量也使MCU成为了在这一轮缺芯浪潮中最为紧俏的芯片。所以过去两年，部分主机厂在车规级MCU领域，也在大力布局。
/ n& A% V% I: ^8 q2 h            值得注意的是，除了做Fabless无晶圆设计，一些主机厂还在自建芯片工厂。比亚迪在国内有多家芯片厂，MCU、IGBT等芯片都可以做到自研自产，吉利芯粤能碳化硅芯片制造项目主体工程已经封顶，东风旗下的智新半导体也有车规级IGBT模块产线，去年理想也在苏州开启功率半导体基地建设。
            毕竟缺芯最缺的是芯片制造，如果只有设计无法生产，还是不能摆脱产能紧张的情况。
9 C& M  L: {: k5 v            进展如何？
& l# F( s8 ~5 }& ~$ W) f( W% k* T  x            在轰轰烈烈的布局下，车企造芯究竟走到哪一步了？
            造芯历史最悠久的比亚迪产品最为完善。
! d# T" v: Y- O/ {3 x( W8 v3 l            在工业、家电、新能源和消费电子，比亚迪半导体已成功量产IGBT、IPM、PIM、MCU、电流传感器等产品，也导入了一些行业头部客户。IGBT产品已经更新到6.0，其高密度沟槽栅技术，达到国际领先行列。比亚迪IGTB技术还在不断进化，今年3月，比亚迪推出了用来封装IGBT、MOSFET等的封装产品SOT-227，封装体积小、安装方便，还可根据客户需求自由搭配拓扑电路，广泛应用于新能源汽车OBC等领域。
            这两年，比亚迪也在用投资的方式布局智能驾驶芯片。比如2021年战略投资地平线，今年3月投资AI芯片公司昆仑芯。
            吉利则在智能车载芯片方面发力较猛。2019年吉利旗下的亿咖通与安谋中国合资成立了芯片公司芯擎科技，芯擎科技于2021年发布的芯片龍鹰一号已经迎来了量产。3月30日亿咖通发布了智能座舱计算平台安托拉（Antora）1000、安托拉（Antora）1000 Pro、面向全球的座舱平台马卡鲁（Makalu）和中央计算大脑Super Brain，其中安托拉1000、安托拉1000 Pro、中央计算大脑Super Brain都搭载了龍鹰一号。
                        
  L9 J. {3 y+ q+ R: w& c$ J            图片来源：ECARX亿咖通科技微信公众号
            马卡鲁采用了AMD锐龙嵌入式V2000车规级处理器，支持用户在车上玩3A游戏。按亿咖通的话说，马卡鲁可能是迄今为止算力最强的智能座舱平台。
            中央计算大脑Super Brain集成了“龍鷹一号”和黑芝麻A1000芯片，除支持舱驾一体外，还支持市场主流智能驾驶方案，比如3R1V、5R6V和5R10V，可以实现NOA。
& t- @0 S' O9 P& e( i            从目前释放出的参数和功能看，芯擎想跻身一线芯片公司，和高通等公司“扳手腕”的意图很明显。
            据悉，除了智能座舱芯片，亿咖通也在携手芯擎科技研发自动驾驶芯片，预计最快到 2024 年 3 月就能流片，初步规划的名字叫做 AD1000，同样采用 7 纳米制程，能够提供最高 256TOPS 的 INT8 算力。
            此外，吉利的功率半导体也有所进展。近日晶能微电子宣布其自主设计研发的首款车规级IGBT产品成功流片。该产品采用第七代微沟槽栅和场截止技术，通过优化表面结构和FS结构，兼具短路耐受的同时能实现更低的导通/开关损耗，功率密度增加大约35%。
; a* |9 v- s  ^$ I2 c" v            东风旗下的智新半导体也在做IGBT芯片，目前一期年产能达到30万只，二期正在建设，预期年产能将达到120万只，预计不仅能满足东风公司到2025年产销100万辆新能源汽车对IGBT模块的需求，还能为其他车企供货。此外，智新半导体的碳化硅功率模块项目也预计于2023年量产装车。
            长城汽车今年也宣布，旗下芯动半导体第三代半导体模组封测项目举行了奠基典礼，该项目以开发第三代功率半导体SiC模组及应用解决方案为目标，规划车规级模组年产能120万套，最快今年年底投入量产。
  `0 [' r# s' ?$ L$ W1 S7 t  G. a/ U            理想的功率半导体研发生产平台也在苏州启动建设，预计2024年正式投产，最终目标是240万只碳化硅的年生产能力。
# b! v- h2 {4 y* a6 D            总体来看，除了比亚迪之外，其他车企的造芯还处在比较初期的阶段，市场成果如何，有待观察。
4 F' g# M; p! J            一条不好走的路
7 M* y8 A, T& y6 h/ X            毫无疑问，造芯是一个苦活，也是一条非常难走的路。
0 }" t) N% [& Z+ M            横在企业面前的第一座大山就是巨额的研发资金。去年底Marvell高管在一场分析会上提供的数据显示，芯片的研发成本正在飙升。
            在28nm的时候，设计一颗芯片的成本仅为4280万美元，7nm芯片的设计成本已达到了2.49亿美元，到了5nm又进一步飙升至4.49亿美元、2nm则增加到了7.24亿美元。这还只是芯片设计，晶圆厂的投资更是动辄几十亿上百亿，许多设备、材料都被国外厂商垄断，价格昂贵且数量稀少。
            更何况，芯片行业周期长，从设计到上车需要花3-5年的时间，汽车芯片还要经过车规级验证这一大难关。新能源汽车本身就是重资产行业，智能驾驶的研发更是需要耗费大量的资金，再重金下注芯片，容易有资金链断裂的风险。
1 V" Z" ^; [- e+ P' x            此外就是技术，专业的芯片公司都有多年的经验，而且还在不断迭代技术，车企要追赶并不容易，就像马斯克在发布FSD芯片时所说，“现在确实有人可以跟进我们，但是需要三年后才能做出来，而我们在两年之后拿出来的东西将比现在的好三倍。”
4 g( ^4 D, j3 k/ u3 g1 l: a9 @            能做成芯片的车企，多有其特殊之处。比亚迪造芯历史悠久，特斯拉具有的技术水平、人才优势、出货量也绝非国内新势力可比。
            “让专业的人做专业的事。”这是所有人都明白的道理，但是面对芯片被掣肘的事实，没有人愿意将核心技术，将“大脑”拱手让于他人。
            尽管面对种种挑战，车企造芯的大幕已然拉开，行业也在期待下一个特斯拉，或下一个比亚迪的诞生。