封面图片｜比亚迪半导体官方微博
文｜青霭
编辑｜青霭
在11月8日开幕的中国汽车论坛上，长安汽车董事长朱华荣表示，中国智能新能源汽车产业在推广过程中仍面临诸多痛点，重点就是：缺芯、贵电。他说：今年长安因‘缺芯贵电’已损失 60.6 万辆产能。
关于贵电的情况，大家想必都已经非常熟悉了。广汽董事长曾庆洪给宁德时代打工的声音言犹在耳。诚然，电池的成本在整车中占据过大的比重，影响着车企们的利润和效益，这是广大新能源特别是新势力们的痛点。
而如果说利润是痛点，那交付量就是死穴了。从这个意义上来看，缺芯的影响要比贵电更重大，因为它直接决定着产品能否按时交付，否则就会严重影响新品上市节奏和销量，也会严重破坏整个产业的生产秩序。朱华荣就表示：我们一系列新品无法按时交付给用户，严重影响我们的品牌形象。
图源：Pixabay
01
缺芯的新能源
放眼全球，同此凉热。
根据汽车行业数据预测公司AFS（AutoForecast Solutions）的最新数据，截止到10月30日，今年全球汽车市场累计减产约390.5万辆。甚至，为了应对芯片短缺的状况，日本的丰田、索尼、软银等近期还专门合资成立了一家高端芯片公司，日本政府也宣布向其补贴约700亿日元。AFS还预测，到今年年底，全球汽车市场累计减产量将达到427.85万辆，众多汽车厂商已经在调整明年的生产计划了。
而在此国际背景下，中国的自主品牌们还面临着特殊的卡脖子的问题：中国汽车芯片自给率不足10％，对外依赖严重，英飞凌、恩智、瑞萨、德州仪器、意法半导体等国外企业掌握着全球绝大部分车规级芯片的供应。
但危机中往往蕴含着机遇。在国产新能源崛起的大背景下，自主品牌们纷纷加大对汽车芯片领域的重视，目前也已经涌现出了一批优秀的选手，它们在共同改变着中国缺芯的窘境。
02
芯片探奇
对一辆车来说，小到雨刷，大到自动驾驶系统，通通需要芯片。
其实芯片不只是新能源车才需要的新东西，燃油车早就用上了。不过彼时在燃油车上的芯片大多只负责一些不太重要的功能，如发动机进气量、喷油量、节气门开闭时间等，不属于什么关键核心部件，所以也没有引起足够的重视。但近年来，随着新能源浪潮的兴起，汽车对于芯片的需求开始呈指数级增长：一方面，三电系统需要更多的芯片；另一方面，新能源的发展方向是智能化，也需要大量芯片。一辆燃油车约有五六百颗芯片，而在新能源车上，这个数字则增长到一千余颗，甚至超过两千颗，而且未来随着自动驾驶技术、车联网技术的发展，还会继续增加。
图源：Pixabay
按照功能的不同，新能源车所需的芯片大概可分为三大类：其一，负责信息计算和处理的芯片，比如用于发动机、底盘、车身控制的MCU（Micro Control Unit，单片机），以及自动驾驶SoC（System on Chip，系统级芯片，属于是MCU集成的产品）和智能座舱SoC，它们也是目前缺芯状况最严重的领域；其二，负责电能转换和控制的功率器件，如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，它也是电机电控系统中成本占比最大的核心部件）；其三，负责信息感应与接收的传感器芯片，主要用于雷达、摄像头以及气囊、胎压的检测等。
可喜的是，在这几个领域，特别是自动驾驶、智能座舱、IGBT等，都已经涌现了一批具有较强实力的自主品牌，包括比亚迪、吉利这样重视自研芯片的老牌车企，以及地平线、黑芝麻这样的创新新星。此次，速途车酷研究院将站在技术实力、市场前景两个维度，来对这些自主品牌进行分别审视。
03
比亚迪半导体
尽管上市之路意外频出，但比亚迪半导体国内车芯第一股的地位还是无可撼动的。
比亚迪半导体最早脱胎于2002年成立的IC设计部门，2020年才正式更名、重组。目前，IGBT、SiC（宽禁带半导体碳化硅）、MCU等各部件均已实现量产，特别是IGBT及SiC模块领域，已经取得了相当的成绩。
图源：比亚迪半导体官网
IGBT功率芯片直接影响着电动车功率的释放速度，决定着驱动系统的扭矩（关乎加速能力）及最大输出功率（关乎最高时速）等，可谓是汽车的CPU。此前，这一市场（特别是中高端IGBT）基本是被国际巨头垄断，也是制约我国新能源发展的一大瓶颈。
而如今比亚迪已经涉足了包括IGBT的材料研发、芯片设计、晶圆制造、模块设计与制造等在内的整个IGBT产业链，也是国内唯一拥有IGBT全产业链的车企。根据市场调研机构Omdia统计的数据，2019年和2020年，比亚迪半导体连续两年在该领域保持全球厂商排名第二、国内厂商排名第一的地位，市场占有率达到19%，仅次于英飞凌（占比超50%）。
而且，面对不断发展中的行业，比亚迪半导体没有停止过追寻的脚步。
我们知道：如何提高续航、减轻重量、缩短充电时间等向来是各大厂商普遍关心的问题。如今IGBT已经达到了硅基材料的物理极限，难以继续满足更高的需求。而碳化硅（SiC）器件有着明显优势——它的很多性能都优于传统硅器件，体积、重量也减轻了很多，因此被业内很多人看作是IGBT的取代者。而在这一领域，比亚迪也颇有建树。2020年，比亚迪汉EV车型电机控制器使用其自主研发制造的SiC MOSFET 模块，在更小的体积（同功率情况下，体积不及硅基IGBT的50％）下达到了更高功率（363Kw），在加速性能和续航里程方面也均有提升。
除供应比亚迪集团外，比亚迪半导体的产品也长期服务于其他整车零部件厂商，目前已进入小鹏、东风岚图、宇通、长安等整车厂的供应体系。另外，公司的产品还分别供应工业、家电、消费电子等各领域。可以说：作为国内车芯第一股以及新能源自主品牌的领头羊，比亚迪半导体在市场前景上足够令人期待。
话虽如此，但在研发方面，比亚迪的投入却有些令人担忧。根据招股书披露，2021年公司的研发投入27092.84万元，其中职工薪酬17167.60万元。如果按照披露的1615名研发技术人员来算的话，人均年薪酬是10.63万元，平均月薪不到9000元。这多少有些说不过去。毕竟，虽然背靠实力雄厚的母公司，但如果不能在研发上加大投入的话，是无法打造出真正的护城河的。
数据来源：IPO招股书
04
吉利芯擎科技
芯片之间有着三六九等的等级划分，划分标准就是晶体管之间的距离，也就是我们常说的纳米级工艺。纳米级越小，就意味着性能越强大，同时制造难度也越高。
而就在大部分竞争者选择16nm或28nm芯片的时候，芯擎勇敢地选择了向7nm进军。
2018年，吉利投资的亿咖通与安谋中国等公司合资成立了芯擎科技，而且一开始就把矛头对准了7nm芯片这片国产领域的空白。去年年底，芯擎便成功自研出了中国第一颗7nm车规级智能座舱SoC芯片龙鹰一号，目前已正式部署应用于吉利的新车平台，预计在今年年底前实现上车量产。
图源：芯擎科技官网
智能化是新能源汽车发展的大方向之一，而这对芯片算力的要求也越来越高。龙鹰一号在性能上对标国际顶级厂商的主流产品（如高通的8155），基于智能座舱需求设计，集成了87层电路、88亿颗晶体管，内置8个CPU和14个GPU。不光性能比肩国际一线产品，也填补了国产高端车规级处理器领域空白。CEO汪凯更是曾放出豪言：两到三年后，龙鹰一号将和8155在智能座舱芯片领域平分天下。
芯擎以其强大的实力赢得了不少投资者的青睐。今年3月，一汽集团就向芯擎科技进行了战略投资，并签订了订购协议，将有多款车型搭载龙鹰一号；7月，芯擎顺利完成近十亿元A轮融资，覆盖汽车和半导体全产业链资本，获得众多投资者的共同认可，并创造了2022年上半年汽车芯片设计领域国内最大的单笔融资。
时间之短、成就之大，使得芯擎的研发实力令人刮目相看，归根结底，这源于它背后的出色团队。据了解，在做这个芯片之前，团队有四年做ARM服务器的经验，核心成员更是平均拥有15年以上产业经验，且均来自英特尔、高通等国际半导体企业，75%员工为硕士及以上学历。
下一步，芯擎科技将加速布局车规级高端处理器市场，通过智能座舱SoC、自动驾驶SoC和车载中央处理器芯片三条产品线，覆盖智能汽车应用全场景，在2024到2025年间，吉利汽车还会向5nm的车载一体化超算平台芯片发起冲刺。
尽管目前的市场前景尚未完全显露，但鉴于芯擎强大的研发实力，我们有充足的理由看好它的未来。
05
地平线
成立于2015年的地平线是国内最早布局自动驾驶芯片的厂商之一。
早在2017年，地平线就和上汽集团展开过合作。但后来地平线经历过一段艰难时期，直到2020年，与长安的合作成为了公司的转折点，它开始为长安主力车型提供芯片，用于其智能座舱领域。
之后，国产新能源市场迎来爆发期，众多投资方、合作方纷至沓来。截止到今年9月，地平线已经完成了15轮融资，投资方包括一系列车企：今年4月，比亚迪与地平线宣布达成定点合作；9月，奇瑞与地平线签订了战略合作协议；10月13日大众宣布24亿欧元投资地平线，其旗下的CARIAD也与地平线成立了合资公司，这是大众进入中国市场40年来投下的最大一笔单项投资，它也成为了地平线的关键战略合作伙伴。此外，地平线与长城、江汽、理想、哪吒、岚图等厂商也均有合作。
地平线旗下的产品主要是征程系列，目前最新一代是征程5，发布于2021年7月，是继征程2和征程3之后，公司面向高等级智能驾驶打造的第三代车规级产品，算力128TOPS，单颗芯片算力高达128TOPS，真实计算性能可达到1531 FPS，支持16路摄像头感知计算。他也使得地平线成为了业界唯一能够覆盖从L2到L4全场景整车智能芯片方案的提供商。
图源：地平线官网
如今的地平线，已然是国产自动驾驶芯片领域的佼佼者，在很多厂商眼中，征程已经成了英伟达Orin、Mobileye等国外厂商的替代品。比如理想汽车早在2020年底就停止了与Mobileye的合作，开始使用地平线的芯片，前段时间上市的理想L7、 L8的Pro款也是基于征程5进行智能驾驶的全栈自研开发。李想还曾表示：地平线是他们见过的配合程度最高、最专业的团队。
其实除了产品性能上的优势，地平线的成功也与其Tier 2（即二级供应商，大都生产专业性较强的总成系统及模块拆分零部件）的定位有关。随着新能源行业的发展，汽车供应链的需求也在不断发生变化，从主要采购软硬件方案，变为需要更多自研软件的能力来实现智能差异化。而地平线就很好地抓住了这一趋势，比如：公司基于征程5打造了自动驾驶芯片开发平台，提供包含芯片开发套件、量产级硬件参考设计、软件开发平台与参考算法以及配套的开发工具与技术服务等。这是地平线屡获市场青睐的重要原因之一。正如公司的商业模式全维利他，地平线的核心战略是将自己打造成一家生态型企业。
我们可以说：地平线的优势在于本土化、精细化的研发和服务，以及性价比。但同时也得承认：论产品性能，仍然不及英伟达Orin。在一些业内人士看来，在当前阶段，与英伟达、Mobileye等公司相比，地平线的芯片还是有不小的差距，尤其是在工具链、生态建设方面。
所以说，尽管市场前景大好，但在创新研发投入方面，地平线可能还需要再加把劲。
06
黑芝麻智能
作为国产自动驾驶芯片中紧随地平线之后的重要玩家，虽然目前拿下的市场份额还不多，但黑芝麻已经得到了越来越多的重视。
黑芝麻智能成立于2016年，主打车规高性能自动驾驶计算芯片，成立后很快获得了来自北极光、蔚来资本等机构的关注。去年9月，更是完成了数亿美元的战略轮级C轮融资，拿到了小米长江产业基金、富赛汽车、中国汽车芯片产业创新战略联盟等机构的投资，之后公司估值近20亿美元，跻身独角兽之列。
和地平线一样，黑芝麻同样定位于Tier 2，致力于打造自动驾驶的算力平台。公司旗下主打的是华山系列高性能自动驾驶计算芯片，2019年，黑芝麻智能发布了华山一号自动驾驶芯片A500，算力5-10TOPS；2020年，华山二号A1000发布，成为第一款可以支持L2+自动驾驶的国产芯片，算力在40-70TOPS；2021年，华山二号A1000 Pro发布，算力达到196TOPS，单颗芯片可以支持高级别自动驾驶功能，实现从泊车、城市内部到高速场景的无缝衔接。而在A1000芯片的基础上，黑芝麻还自研了行泊一体的自动驾驶算法，可以向客户打包出售，或是作为客户自研算法的参考样板。对于车厂来说，这意味着可以少采购一个处理器，降低成本，这也是A1000的一大优势。
图源：黑芝麻官网
但也必须承认，相比于地平线方面已经密集落地的订单，黑芝麻目前上车的数量还不太多。今年5月，黑芝麻宣布与安徽江淮汽车达成战略合作，成为其自动驾驶平台芯片战略合作伙伴，江汽集团旗下思皓品牌的多款量产车型将搭载黑芝麻智能华山二号A1000系列芯片。另外，一汽、上汽等一些谋求转型的传统车企也达成了一些商业合作。
在黑芝麻看来，未来三年是一个重要的窗口期，是国产芯片和国外厂商竞争的关键阶段。因为国际政治的原因，目前国内厂商寻找自主芯片替代的意愿很高，而车企在投入大量时间、精力选定了供应商之后，再更换的意愿就非常之低了。所以接下来三年是车厂们培养本土供应链的关键，也是国内新兴芯片厂商崛起的冲刺阶段。在黑芝麻首席市场营销官杨宇欣看来，如果乐观地估计，2025年之后，中国汽车芯片有可能在细分赛道上和美国厂商平分天下。
对此我们当然是满怀期待。但具体到黑芝麻身上，或许是因为地平线珠玉在前，尽管黑芝麻在研发实力上并不逊色，但市场潜力应该说还处于酝酿阶段。
07
布满荆棘的崛起之路
除了以上提到的厂商，芯驰、行歌，以及正在推进自研芯片的蔚小理、零跑、长城等企业也都值得我们关注。
芯片，作为汽车行业乃至整个中国工业体系中的短板，是一块必须要啃的硬骨头。
但做芯片谈何容易？国外厂商有着雄厚的家底，这种情况也不是一时就能改变的。在原材料方面，芯片的衬底原材料依旧被国外厂商所控制，韩国、美国及日本的厂商总共占据约九成的出货量；而在制造方面，大算力芯片需要高端光刻机才能生产，但这恰恰是我国半导体行业的短板。目前最先进的国产光刻机仅能量产28nm制程芯片（芯擎的7nm龙鹰一号芯片是找的台积电代工）。
一个行业的崛起，并非哪一家公司可以决定的，而是整个行业共同的努力和天时地利的配合。如今，全球新能源方兴未艾，中国新能源厚积薄发，如果国内芯片厂商能够把握住这次历史性机遇，那么一举改变全球芯片行业的格局，指日可待。
