要说今年车企最热衷于什么,那一定是造芯片。
前几年,突然袭来的“缺芯潮”让人们意识到一旦一款芯片供应被中断,汽车的生产也会被中断。加之地缘政治摩擦和车企卷价格等各种因素,所有车企都加入到了自研芯片的行列。
据不完全盘点,国内已有8家企业加入到了自研芯片的行列。然而,对他们来说,“回本”会是一次大考。对车企来说,自研究竟是不是出路?
蔚来:多久才能回本?
蔚来是推进自研芯片最为积极的车企之一,其拆分“智驾芯片业务”的新闻引发了一大拨关注。6月17日,工商信息显示“安徽神玑技术有限公司”在合肥成立,公司注册资本1000万人民币,法人为2020年11月加入蔚来的白剑,此前,他曾担任小米芯片和前瞻研究部门总经理。随后,蔚来内部人士向媒体证实,上述消息属实。
蔚来的芯片自研之路始于2021年,目前已有两颗自研芯片已经发布——激光雷达主控芯片(LiDAR SoC)“杨戬NX6031”和智能辅助驾驶芯片“神玑NX9031”。
首先是神玑NX9031。2023年12月23日晚间“NIO
IN 2023”上蔚来正式对外发布NX9031;2024年7月24日的“NIO IN
2024蔚来创新科技日”继续展示NX9031,性能表现超出预期;今年3月21日,蔚来董事长、CEO李斌在2024年Q4及全年业绩电话会议上表示,从ET9开始会逐步使用自研芯片,目前没有使用英伟达Thor智驾芯片计划;4月23日上海车展,蔚来宣布全球首颗量产5纳米智驾芯片神玑NX9031随着蔚来ET9开启交付正式量产上车。
神玑NX9031芯片和底层软件均已为蔚来自主设计,是当时业界首款车规5nm高阶辅助驾驶芯片,拥有超过500亿颗晶体管(英伟达Orin
X为170亿),拥有32核CPU,集成了高动态范围ISP、自研NPU(NPU TPP算力,Total Power Performance
<4800)。支持ASIL-D最高功能安全等级,可搭配天枢全域操作系统使用。
据介绍,单颗神玑NX9031算力超过1000TOPS,拥有与满血版英伟达Thor-X同等算力水平。此前,蔚来智能辅助驾驶系统采用4颗英伟达Orin X芯片,整体算力约1000+TOPS,而一颗神玑NX9031可以实现目前业界4颗旗舰智能驾驶芯片的性能。
杨戬NX6031最早在2023年9月21日“NIO
IN 2023”上发布,是蔚来智能硬件团队发布的第一颗自研芯片。该芯片采用8核64位处理器,加配8通道9bit
ADC,采样率高达1GHz,可高效捕获激光雷达传感器的原始数据,还将为激光雷达降低50%的功耗。
那么,对于蔚来来说,造芯多久才能回本?2025电动汽车百人会论坛上李斌透露,ET9搭载的自研辅助驾驶芯片"神玑NX9031"的研发投入约相当于建设1000座换电站。蔚来三代换电站的单站成本从初代的300万元逐步降至150万元,按此推算,该芯片研发投入可能高达20亿元左右。按照一颗Orin
X四五百美元来算,4颗需要将近1.2万元,很符合李斌说的换用神玑芯片之后智驾可以降本1万元左右。如果按照这样的成本计算,大约出售20万台蔚来就可以回本。
对于“杨戬”,李斌表示可使蔚来单车激光雷达成本下降数百元,一年左右可收回研发成本。李斌同时表示,这款芯片是蔚来小试牛刀的产品,并没有用到芯片团队太多的精力。那时候,李斌强调,蔚来将用海思团队的精神来激励自己。
上述计算结果都是理想状态,按照现在高通、地平线持续打价格战后的成本来算,一颗8650、J6M的成本已经降低到两百多美元,如果按照这个价格来算,蔚来回本的时间可能更长。此外,目前英伟达、高通、地平线还在持续更新自己的产品线,蔚来还需要继续在芯片迭代上投入资金,并且还需要在制程上继续迭代,但论台积电的5nm的单次流片的成本就高达
8000万美元,如果算上这些资金,可能出货量还要继续翻倍——有业界人士猜测,这一数字可能达到80万片。
不过,目前蔚来将芯片公司独立出来,或许会进一步展开“对外接单”。
小鹏:100万片才能回本
小鹏在去年11月的“2024小鹏AI科技日”上发布了图灵芯片,它是一款专为AI设计的处理器,具备40核处理器,能够本地运行30B参数的大模型。4月15日,何小鹏在小鹏X9香港上市发布会时,对外正式表示,原计划于今年下半年量产上车的自研“图灵”芯片,将提前至二季度内由全新车型首发搭载。
6月11日晚间,小鹏正式揭晓了“图灵”首次上车车型——全新的SUV车型G7。这款车型被小鹏定义为“全球首款L3级算力的AI汽车”。G7提供了两个版本,分别是Max和Ultra。其中,Max版本标配了两颗Orin-X芯片,而Ultra版本则配备了小鹏自主研发的三颗图灵AI芯片,进一步提升了其计算能力。
自研图灵AI芯片集成40核处理器、两个神经网络处理单元(NPU)、2个独立的图像信号处理器(ISP)、采用了针对神经网络优化的特定领域架构(DSA),总算力达到2200TOPS,这一数据将行业旗舰的算力标准提升了3倍。大幅超越中国市场现有车型80~700
TOPS的算力水平,性能提升最高达28倍。
“没有2000TOPS,就没资格称L3。”何小鹏在介绍时候如是说。按照G7预售价23.58万来算,平均1个TOPS只卖107元,创造了算力“白菜价”新纪录。
那么对小鹏汽车来说,多久能够回本?何小鹏则透露,需要销售100万片芯片才能实现这项业务的盈利。
值得注意的是,大众汽车在2023年向小鹏汽车注资7亿美元(持有4.99%股份)后,双方合作的正在进一步深化。目前,大众汽车的数百名工程师常驻小鹏汽车在广州和合肥的研发基地,与小鹏共同致力于智能驾驶系统的研发攻坚。
零跑:最早布局发布产品
零跑是自研芯片最早的一家企业,早在2020年11月,零跑发布了国内首款具有完全自主知识产权的车规级AI智能驾驶芯片——“凌芯01”,它由零跑汽车与大华股份联合研发,在2018年,零跑汽车就宣布正与大华股份联手研发首款国产AI智能驾驶芯片“凌芯01”。
凌芯01智能驾驶芯片,采用28nm制程工艺,采用阿里旗下平头哥半导体公司“玄铁C860”,集成高性能的AI神经元处理器,整体能耗比更低、开放性更强、更安全可靠,最大算力4.2TOPS,率先搭载于零跑C11上。2024年装机量已超过10万台,应用于零跑C11、B10等车型。彼时,零跑表示,“凌芯01”未来将向其他企业开放。
从算力上来看,4.2TOPS似乎并不强大,不过据解释,这款芯片可能顶过别10TOPS的水平,因为大华做视频出身,对内存带宽、整个视频的数据流非常清楚,针对性做了许多优化。同时,凌芯01芯片可通过PCIe级联技术,实现多片组合形成计算平台,提供更强大的AI算力,支持接入12路摄像头来实现360°全景环视、自动泊车、ADAS域控制以及近L3级别的自动驾驶功能。
值得注意的是,2020年适逢“芯片荒”,而那时候,零跑曾表示“未来2~3年内,零跑汽车在智能驾驶领域将全面超越特斯拉。”
吉利:旗下芯擎野心很大
湖北芯擎科技有限公司于2018年9月正式成立。这家公司的创立是由吉利控股集团投资的亿咖通科技与安谋中国等多方共同出资完成。2018年,吉利一出手就投资了7家半导体公司,芯擎从诞生之初,便带着突破智驾芯片和座舱芯片的任务。
2023年3月,吉利汽车旗下芯擎科技研制的龍鹰一号7nm智能座舱芯片已量产下线,并于同年9月首搭于领克08上,后更搭载于领克、吉利银河等多品牌多款车型。
今年3月27日,芯擎正式发布智驾芯片“星辰一号”,它是一款先进的7nm车规级芯片;CPU算力达到250KDMIPS,超越主流产品10%,内置12.5KDMIPS的ASIL-D功能安全岛;NPU算力高达512TOPS,达到主流产品的2倍;ISP处理能力比主流产品高出160%,能快速处理摄像头信号,并且NPU原生支持Transformer架构;通过多芯片协同,总算力最高可达2048TOPS。总之这款产品全面对标英伟达。
“星辰一号”集成了高性能的VACC和ISP,内置ASIL-D功能安全岛,最高可支持20路高像素摄像头,以及多路激光雷达、摄像头和毫米波雷达,能够实现传感器前、后融合,满足L2至L4级自动驾驶的需求。
除了“星辰一号”之外,芯擎科技还公布了其在智驾芯片和座舱芯片的产品线整体布局:包括“龍鹰一号Lite”“龍鹰一号Pro”和“星辰一号Lite”,同时还推出了一款AI加速芯片。此外,全面升级的“龍鹰二号”芯片计划明年正式发布。
芯擎除了吉利系汽车,还会上车多家车厂的多款车型,预计出货能达到百万量级。目前,芯擎正在逐渐从座舱、智驾向泊和行扩展,后面会做全域芯片,希望形成从自动驾驶到智能座舱、到域控制器、到MCU的汽车芯片体系。
可以说,芯擎的野心不小,这家公司的成长速度也很快。
理想:智驾缓慢,SiC快速推进
理想也在“自研智驾芯片”争霸赛的行列之内,不过,虽然理想汽车在2021年就启动了芯片自研计划,但却一直在缓慢推进过程中。
据证券之星报道,去年底理想汽车自研的芯片项目5nm“舒马赫”流片结果不及预期,公司不得已继续使用供应商方案。不过英伟达今年即将量产的Thor-U MAX芯片有望解决这一难题。
近期,理想团队内部正在调整分工,NPU负责人的权力在逐渐加强。此外,近日还有消息称,一位资深的半导体专家已加入理想汽车。据多方信源透露,这位化名为张开元的专家在国内半导体行业拥有丰富的经验,他曾从基层岗位起步,在一家知名的国产芯片大厂一路晋升,历任小组长、部门负责人,最终达到了副总裁级别。不知道这是否能够加速理想在智驾芯片上的推进速度。
除了智驾芯片,理想也在研究SiC(碳化硅)芯片。在第37届ISPSD会议上,理想汽车自研SiC芯片团队发表了一篇关于1200V汽车级SiC
MOSFET芯片击穿电压(BVDSS)异常分析与筛选技术的论文。这项研究结合了实验分析和数值模拟,深入探讨了SiC
MOSFET中BVDSS异常芯片的失效机制。
此前报道显示,理想在SiC三项核心技术取得进展:自研的碳化硅功率芯片完成装机;自研自产的碳化硅功率模块在理想汽车苏州半导体生产基地下线;自研自产新一代电驱动总成在常州电驱动生产基地量产下线。
比亚迪:算力80TOPS
比亚迪于2024年4月启动了自研智能驾驶芯片项目。这款芯片的NPU算力目标为80 TOPS,旨在对标德州仪器(TI)的TDA4VM、英伟达的Orin N(约84 TOPS)和地平线的J6E(约80 TOPS),并计划覆盖比亚迪10万至20万元的主流车型。
值得注意的是,曾经有人就80TOPS提出质疑,认为80TOPS是残缺的,也就是“
硬件决定上限,软件决定下限”。不过部分工程师认识这是有失偏颇的,这些算力水平的芯片是比亚迪实现高阶智能驾驶的最低配置。业内则普遍认为L3级自动驾驶需要100 TOPS的芯片算力,L4级需要1000 TOPS的算力。
考虑到比亚迪在供应链整合方面的优势和庞大的销量,自研智驾芯片是其必然选择。年销量达到10万辆即可实现单款智驾芯片的盈亏平衡,而比亚迪的月销量已突破50万辆。作为专注于新能源汽车的巨头,且智能驾驶已成为新能源汽车的核心卖点,比亚迪有充分理由投入自研芯片和智能驾驶整体解决方案,而非持续依赖外部采购。
比亚迪已将智能驾驶明确列为核心战略之一,并计划在2025年为其所有车型推出智驾版本。这表明比亚迪在电动化领域取得规模优势后,正积极寻求在智能化领域建立自身优势。因此,像蔚来、小鹏、理想等车企一样,智能驾驶全栈自研成为比亚迪的必然选择。
该智驾芯片项目由比亚迪半导体团队主导,并由21事业部及外部供应商提供技术援助,芯片封装可能由6部负责。未来,这款自研芯片预计将覆盖比亚迪旗下8万至30万元价格区间的车型。
除了自研芯片,比亚迪与联发科定制的4nm工艺智能座舱芯片BYD 9000已于2024年11月随方程豹豹8一同下线,其AI算力达到20 TOPS。
东风汽车:自研车规RISC-V MCU
今年4月,东风汽车全球创新中心,东风汽车研发总院智能化技术总师张凡武表示,国内首款实现完全国产化的车规级高性能MCU芯片DF30已完成第一次流片(试生产)验证,车规级验证马上开始,计划明年量产上市,打破国外厂商的垄断。
早在2022年5月,东风公司牵头联合中国信科、武汉菱电、武汉理工、华中科大、芯来科技、泰晶科技等8家单位启动共建“湖北省车规级芯片产业技术创新联合体”,致力于推动芯片近地化供应链发展,带动湖北省成为国家级的区域链长。
该MCU是业界首款基于自主开源 RISC-V 多核架构,基于国内40nm车规工艺开发,实现全流程国内闭环,功能安全等级达到ASIL-D。适用于燃油车发动机、底盘控制及新能源车三电系统,性能与国际同期产品相当,可替代瑞萨、英飞凌“等海外厂商芯片。
小米:也在研发中
前阵子,小米自研手机机芯片玄戒O1引发轰动一时。而在5月的发布会上,雷军表示,小米的汽车芯片正在研发中,预计也将很快推出。
今年6月,小米汽车科技有限公司申请的“芯片启动方法、系统级芯片及车辆”专利获授权。
特斯拉:剑指2500TOPS
之所以车企纷纷自研芯片,是效仿特斯拉。通过自研,特斯拉实现了“以小博大”的效果,即用小算力,实现更大功效。
以特斯拉的HW3.0为例,其搭载了两颗FSD芯片,单颗芯片仅为72TOPS,总体数值明显低于同期的英伟达Orin的单颗芯片254TOPS和高通Snapdragon
Ride的100TOPOS,但却可以运行FSD最新的端到端版本。而Orin则为了兼顾通用性,可能因数据搬运和冗余计算损失效率。
当然,特斯拉也在追求算力。6月19日消息,据外媒爆料,特斯拉下一代全自动驾驶(FSD)芯片AI 5已正式进入量产阶段,其算力达到了2500TOPS(万亿次运算/秒),远超英伟达Thor-X芯片的2000TOPS。
该芯片将由台积电和三星共同代工,会采用台积电3nm N3P工艺。今年晚些时候,特斯拉可能会凭借这款芯片,成为台积电采用3nm N3P工艺的最大客户之一。而三星将在2026年AI 5芯片大规模上车时代工AI 5芯片。
车企造芯会是出路吗?
目前来看,上述自研芯片的厂商,至少两家品牌甚至设定了最早在2026年量产的目标。值得注意的是,此前国内曾经设定到2027年实现汽车芯片100%自主研发和制造的目标,当然这更多是一种激励而非强制性要求。
目前,中国车企的芯片自主率大约在15%,尽管比一年前有所提升,但对美国或其他国家制造的芯片,尤其是在智能驾驶芯片和高端车型上,仍然高度依赖英伟达和高通等国际巨头。
之所以纷纷选择自研,第一在于智能化浪潮之下,车企更需要针对性自己定制的智驾系统更加定制化,减少芯片资源的浪费;第二在于进一步压低整车成本;第三在于大国博弈下提升芯片自给自足能力的考量。总之,好处肯定是有的,也许通过自研芯片还能在汽车市场分到更多的“蛋糕”。
然而,这种“跟风”式投入究竟是明智之举,还是充满未知数的豪赌,仍值得深思。
研发一款高性能、高可靠性的车规级芯片需要极其庞大的资金投入、顶尖的人才团队和漫长的验证周期。盲目跟风,很可能面临投入巨大却收效甚微的风险。这场芯片自研热潮的最终成败,仍充满不确定性。
芯片的研发成功,就像电影拿到了“龙标”,只是第一步。真正的考验在于其能否在市场中取得“票房成功”。芯片研发的最终目的并非仅仅是技术突破,更重要的是通过大规模应用来摊薄巨额的研发成本,从而实现正向的投资回报。如果没有足够的终端产品销量支撑,即使流片成功,也可能最终被束之高阁,难以带来商业价值。
汽车行业是一场马拉松。随着越来越多车企都布局车规芯片,那么自己生产的芯片又该卖给谁?随着高通、英伟达、地平线等厂商进一步卷价格,车企研发的芯片能否回本?随着车市进一步卷价格,自研芯片能否还继续保持很高的价值?
也许我们得不出答案,但我们都知道,曾经意气风发的哲库(ZEKU)也打了败仗,也许这些自研芯片的企业也会像新能源汽车一样,迎来一拨大洗牌。
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