文|智能相對論

作者|蔣思憬

自2020年下半年以來,一場全球性的芯片短缺危機最先在芯片制造、封測和設計等上游廠商中醞釀,隨后蔓延至汽車、手機、家電等下游廠商,并最終深刻影響到現實世界。

在“軟件定義汽車”的時代,電動車無論是車載芯片的數量還是質量,都要顯著高于燃油車,席卷全球的“缺芯潮”對于汽車行業的沖擊可想而知。

今年3月,由于相關芯片短缺,蔚來汽車“江淮蔚來”合肥制造工廠宣布自3月29日起停產5個工作日;5月據德國《商報》報道,由于芯片短缺,奧迪被迫停產,導致1萬名工人被迫采用非全日制工作制。

據伯恩斯坦研究公司預測,由于全球范圍內汽車芯片短缺,預計今年汽車產量將減少450萬輛,相當于全球汽車產量的近5%,包括福特、戴勒姆(奔馳)、FCA(克萊斯勒)等均傳出停工和減產。

作為自動駕駛方案提供商的華為,在此次缺芯潮下也難免受到波及。極狐華為HI版在4月正式發布,作為首次搭載華為整體自動駕駛解決方案的車型,受到市場和行業的廣泛關注。此輪「缺芯潮」,對于華為智能汽車業務的影響究竟幾何呢?

缺芯的「挑戰」

缺芯已成為汽車行業普遍困境之下,給車企的量產和交付帶來不小的壓力。而造成此輪「缺芯潮」背后的原因卻是錯綜交錯。

首先,供應商對于汽車產業快速復蘇的芯片需求前期預估不足。按照目前汽車行業的發展態勢,各級別汽車功能芯片搭載數量都呈現出逐年遞增的態勢。據Strategy Analytics數據統計,目前汽車平均約采用25個功能芯片,一些高端車型已突破100個,而在2020年下半年,以中國為代表的汽車市場快速復蘇,超出了供應鏈對芯片需求量的預判。

其次,2020年初以來全球消費電子產品的需求大幅度增加,導致的結果是對于芯片的需求也同時大增,而由于消費電子類芯片的利潤率要顯著高于車載芯片,因而各芯片供應商有傾向性地將產能留給電子消費類產品。

而脫離“缺芯”這一既定事實,一輛普通燃油車汽車所用的車載芯片數量高達上百個,而一輛EV的半導體使用量是一輛汽油車的兩倍。在這場「缺芯大潮」中,車企們所缺的究竟是哪種類型的芯片呢?

按照功能劃分,汽車芯片大致可以分為三類:第一類是負責算力和處理,比如用于自動駕駛感知和融合的AI芯片,用于發動機/底盤/車身控制的傳統MCU;第二類是負責功率轉換,如IGBT等功率器件;第三類是傳感類芯片,用于自動駕駛各種雷達,以及氣囊、胎壓檢測等等。

此輪“缺芯潮”最為或缺的是MCU,MCU為汽車的微控制單元,也可理解為控制汽車各個部分的“中樞神經”,用以承載并實現不同的功能。例如,不同的MCU會分別管控空調、雨刷、動力等不同的車身部分。

而涉及到諸如激光雷達等傳感器芯片,在緊缺程度上或許還不敵MCU,這是由于MCU不僅搭載于電動車,也應用于燃油車,市場需求量遠遠大于自動駕駛傳感類芯片。此外,目前已經實現商用的自動駕駛芯片基本處于L1-L2級輔助駕駛,面向L4-L5級完全自動駕駛及全自動駕駛芯片離規模化商用仍有不小距離。

立足于為車企提供增量部件的華為,在手機等消費級芯片面臨較大壓力的局面下,智能汽車業務成為華為的突破之道。主要作為芯片設計廠的華為,受制于下游組裝、封測工廠因疫情等外部因素導致的產能下降,短期來看華為車規級芯片的生產效率也將受到不小的影響。

長期來看,華為的車規級芯片并不在制裁之列,再加之下文將展開闡述的汽車芯片與電子消費級芯片在制程工藝層面的區別,華為的汽車芯片在遠期來看存在產能不足的隱患還是較小的。面對此輪「缺芯潮」,華為也在積極展開行動。

華為「上車」之路

面對汽車行業普遍存在的缺芯現狀,華為開啟了對外合作之路。

華為與長安早在去年11月就開展了智能汽車合作計劃,合作領域包含汽車半導體的設計和開發,華為目前正在擴大與長安的合作伙伴關系,據業內消息人士稱,二者可能會在不久后合作成立一家芯片開發公司。

2020年6月消息,華為海思已與比亞迪簽訂合作協議,首款產品是應用在汽車智能座艙領域的麒麟710A車機芯片;此外,比亞迪曾透露,與華為在汽車業務上的合作也已經在多個業務線上展開。

「智能相對論」認為,華為在汽車芯片上積極開展與外部的合作,或許是基于以下考量。其一,華為的汽車芯片需要“試驗田”,相較于手機級芯片,華為汽車芯片此前的實際應用較少,在汽車業務成為重點發展對象后,車規級芯片的研發和實際落地成為了緊迫的日程,搭載華為全套自動駕駛解決方案的極狐或許是一個好的開端。

其二,車規級芯片與消費電子新芯片相比,對于先進制程的要求相對較低,往往優先考慮制程工藝的成熟性。對于車規級芯片來說,安全性和穩定性壓倒一切,汽車發動機艙的溫度范圍為-40°C～150°C,而消費電子芯片只需滿足0°C～70°C工作環境;此外汽車行進過程中產生的震動和沖擊,以及環境濕度、粉塵、侵蝕等外部因素導致車規級芯片對于工藝制程成熟度的要求較高。

因為車規級芯片對于安全、穩定性的要求高,對于工藝制程先進性的要求相對較低,因而對于華為的車規級芯片生產來說受外部政策環境影響較小,現階段對華為的芯片封鎖僅限于先進制程的5G芯片,這也意味著華為在車規級芯片上所受到限制是較小的。

在前段時間引起熱議的極狐華為HI版上,搭載了麒麟990A座艙芯片,采用華為自研的達芬奇架構,定位為車規級A芯片,未來也是華為車載系統的主機芯片。據悉這顆芯片的AI算力達到了3．5TOPS,約為特斯拉HW 3．0的3．5倍。

而圍繞智能駕駛,華為已經形成了一套車規級芯片生態。從華為的官網上可以看到,華為自動駕駛計算平臺MDC中包含了AI芯片昇騰、CPU鯤鵬、智能座艙5G通信芯片巴龍5000。

其中,昇騰系列智能芯片為AI應用提供算力支持,華為于2018年首發昇騰310推理芯片,并將其嵌入MDC平臺中;而鯤鵬芯片則主要應用于通用計算領域,鯤鵬920也被認為是業界基于ARM架構的最高算力芯片;巴龍芯片則主要應用于通訊,也是已經實現商用的5G基帶終端芯片。

可以說,不論是單芯片的算力,還是智能駕駛整體的車規級芯片生態,華為都不弱。但同樣值得注意的是,其他汽車企業的自動駕駛技術并不會因為算力落后就會在自動駕駛技術方面落后,畢竟汽車芯片的采用需要綜合考慮眾多因素,其他汽車企業不會與華為糾葛這一點。