近日，特斯拉實(shí)現(xiàn)三大突破：訂單業(yè)內(nèi)稱雄，市值問(wèn)鼎萬(wàn)億，股價(jià)突破千元。
據(jù)報(bào)道，全球最大的汽車(chē)租賃公司之一Hertz Global日前向特斯拉訂購(gòu)10萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)，訂單金額高達(dá)42億美元，一舉成為電動(dòng)汽車(chē)有史以來(lái)最大一筆交易，并鎖定了特斯拉約10%的年產(chǎn)能。此外，特斯拉三季度在華收入31.13億美元，同比大增78.5%。特斯拉Model 3成為9月份歐洲新車(chē)銷(xiāo)量第一的全電動(dòng)汽車(chē)。
回看國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中國(guó)電子商會(huì)智能電動(dòng)汽車(chē)專委會(huì)發(fā)布的“2021年三季度新能源乘用車(chē)終端銷(xiāo)售銷(xiāo)量數(shù)據(jù)”報(bào)告顯示，當(dāng)季乘用車(chē)終端汽車(chē)市場(chǎng)出現(xiàn)兩極分化走勢(shì)，新能源乘用車(chē)增量明顯，今年前三季度，我國(guó)新能源汽車(chē)前三季度產(chǎn)銷(xiāo)分別完成216.6萬(wàn)輛和215.7萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)了1.8和1.9倍。預(yù)計(jì)2021年純電動(dòng)乘用車(chē)終端銷(xiāo)量將超過(guò)200萬(wàn)輛，占比將超過(guò)10%。
同時(shí)，結(jié)合世界各國(guó)給出的禁售燃油車(chē)時(shí)間表：
來(lái)源：ST公開(kāi)信息整理
這些數(shù)據(jù)無(wú)一例外都表明了電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)正在呈現(xiàn)出“爆發(fā)式增長(zhǎng)”的態(tài)勢(shì)。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)火爆的背后，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)疑也將獲得更多的機(jī)會(huì)和更廣闊的市場(chǎng)空間。
據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，，每輛傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)需要500-600顆芯片，而到了新能源汽車(chē)時(shí)代，單車(chē)芯片用量升至1000-2000顆。同時(shí)隨著新能源汽車(chē)的起量，對(duì)于半導(dǎo)體芯片的需求與日俱增，2020年，車(chē)用芯片市場(chǎng)達(dá)到439億顆的市場(chǎng)規(guī)模（市場(chǎng)價(jià)值約339億美元），預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到903億顆（市場(chǎng)規(guī)模約655億美元）。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)；圖源：ST
在巨大的市場(chǎng)前景和增長(zhǎng)趨勢(shì)下，追溯產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，智能電動(dòng)汽車(chē)硬件的三個(gè)基本要素為電芯、功率芯片和高算力芯片，這是三根最基本的柱子。
順著這個(gè)思路，本文圍繞當(dāng)下比較火熱的SiC功率器件以及車(chē)載高算力AI芯片做一些探討，在電動(dòng)汽車(chē)爆發(fā)的趨勢(shì)下，半導(dǎo)體芯片行業(yè)是否做好了準(zhǔn)備。
眾所周知，電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)動(dòng)主要由電機(jī)、減速器和控制器三部分組成，電機(jī)中最關(guān)鍵的是電機(jī)控制器，而電機(jī)控制器中最核心的是IGBT功率控制模塊，IGBT可以理解為一個(gè)用來(lái)掌控電能的開(kāi)關(guān)，電能的轉(zhuǎn)化輸出等控制都通過(guò)它，其成本約占據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一半，屬于第二代功率半導(dǎo)體器件。
而比IGBT性能更領(lǐng)先的第三代技術(shù)便是碳化硅（SiC），SiC是一個(gè)比IGBT更先進(jìn)的控制器芯片，能夠承受更大范圍的電壓、更大的電流，且體積更小、開(kāi)關(guān)損耗更低，省電的同時(shí)工作頻率也更高，能夠滿足高性能等全方面的需求。
《Silicon Carbide in the UK Electric Vehicles andBeyond》：SiC與電池和電機(jī)功率的關(guān)系
在SiC車(chē)用市場(chǎng)，特斯拉是無(wú)人不知，無(wú)人不曉，有說(shuō)法稱SiC是特斯拉成名的關(guān)鍵。2018年，特斯拉在Model 3的前后電機(jī)控制器都使用了SiC模塊，成為了第一個(gè)吃螃蟹的人，一舉點(diǎn)醒了芯片市場(chǎng)，促使芯片產(chǎn)業(yè)將芯片材料由硅轉(zhuǎn)向SiC。
此外，特斯拉發(fā)布的Model S Plaid也采用了SiC MOSFET。據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示，SiC將逆變器減重57%，將電池續(xù)航提升了6%以上，助力ModelS Plaid速度超越了布加迪。成本方面，有業(yè)內(nèi)人士表示，特斯拉的SiC模塊成本已與硅基IGBT相差無(wú)幾，采用SiC的整車(chē)成本可以從電池、汽車(chē)空間以及散熱系統(tǒng)等方面降低2000美元。
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)今年將有100萬(wàn)輛以上的電動(dòng)汽車(chē)采用SiC的主逆變器。而特斯拉未來(lái)兩年的需求就將吃掉現(xiàn)有全球產(chǎn)能，業(yè)內(nèi)從今年早些時(shí)候開(kāi)始，就已經(jīng)掀起了一波洶涌的投資浪潮。
按照估算，今年預(yù)計(jì)有101.1萬(wàn)臺(tái)純電動(dòng)汽車(chē)采用了SiC的主逆變器，整體的規(guī)模主要是跟著特斯拉的需求在擴(kuò)大規(guī)模。同時(shí)，以特斯拉Model3、比亞迪漢為代表的車(chē)型在逆變器中采用SiC功率模塊只是車(chē)用SiC器件的起步，未來(lái)隨著SiC在車(chē)載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換以及充電樁中滲透率提升，市場(chǎng)空間有望快速擴(kuò)大。
Wolfspeed表示，預(yù)計(jì)到2022年，SiC在電動(dòng)車(chē)用市場(chǎng)空間將快速增長(zhǎng)到24億美元，是2017年車(chē)用SiC整體收入（700萬(wàn)美元）的300多倍；羅姆測(cè)算，到2026年幾乎所有搭載800V動(dòng)力電池的車(chē)型采用SiC方案都將更具成本優(yōu)勢(shì)。
在SiC領(lǐng)域，Wolfspeed是行業(yè)引領(lǐng)者。據(jù)日本東京研究公司Patent Result專利統(tǒng)計(jì)顯示，涉足SiC半導(dǎo)體基板的美國(guó)科銳（Cree，即現(xiàn)在的Wolfspeed）排在首位，第2~5位則都是日本企業(yè)：羅姆、住友電工、三菱電機(jī)、電裝。
圖源：日經(jīng)中文網(wǎng)
縱觀全球SiC產(chǎn)業(yè)格局，當(dāng)下SiC市場(chǎng)主要由歐美日把持。具備成熟SiC底材生成能力的供應(yīng)商都被國(guó)際半導(dǎo)體生產(chǎn)商所掌控，包括Wolfspeed、SiCrystal、NORSTEL等，國(guó)外半導(dǎo)體廠商掌握著SiC底材的定價(jià)權(quán)；歐洲以晶片、SiC器件和制造為主，代表公司有英飛凌、意法半導(dǎo)體等；日本在設(shè)備和模塊方面較具優(yōu)勢(shì)，典型企業(yè)有羅姆、三菱電機(jī)、富士電機(jī)等。這些實(shí)力較為雄厚的SiC大廠成為車(chē)廠所依賴的對(duì)象。
從全球幾大SiC大廠的發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，ST最早量產(chǎn)并大量應(yīng)用于特斯拉，并用較低的價(jià)格搶占市場(chǎng)份額，以達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，其2019年收購(gòu)Norstel，向上垂直整合發(fā)展，且在向8英寸過(guò)度。與此同時(shí)，Wolfspeed和羅姆也通過(guò)向下垂直整合的方式推動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并向8英寸過(guò)渡以達(dá)到器件級(jí)別的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力；而英飛凌則是遵循12英寸硅基IGBT和SiC雙輪發(fā)展，在封裝上有規(guī)模價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
此外，還包括一些Tier1廠商和主機(jī)廠也在布局參與第一梯隊(duì)的競(jìng)爭(zhēng)。博世、大陸等Tier 1廠商都紛紛推出了電驅(qū)動(dòng)模塊，且部分已經(jīng)量產(chǎn)落地，憑借自身在機(jī)械制造領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn)，在電機(jī)、減速器領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)較為明顯。同時(shí)，在主機(jī)廠布局方面，芯聚能半導(dǎo)體總裁周曉陽(yáng)表示，吉利汽車(chē)、大眾及比亞迪等企業(yè)布局OBC領(lǐng)域，特斯拉、豐田、本田、比亞迪，吉利及蔚來(lái)等企業(yè)積極布局主驅(qū)，而DC-DC領(lǐng)域主要有特斯拉、吉利汽車(chē)、比亞迪等公司。由于行業(yè)發(fā)展很快，目前這個(gè)領(lǐng)域會(huì)有越來(lái)越多的玩家進(jìn)入。
而國(guó)內(nèi)的一些SiC企業(yè)也開(kāi)始加入這個(gè)行列，漸漸分得一杯羹。襯底領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)較為領(lǐng)先的企業(yè)有天科合達(dá)、山東天岳等，根據(jù)CASA統(tǒng)計(jì)，2020年上半年兩家SiC襯底合計(jì)市占率市占率達(dá)到7.9%；外延領(lǐng)域國(guó)內(nèi)較領(lǐng)先的企業(yè)有瀚天天成、東莞天域等；器件設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)泰科天潤(rùn)、斯達(dá)半導(dǎo)、中車(chē)時(shí)代、基本半導(dǎo)體等也在加快SiC器件研發(fā)及擴(kuò)產(chǎn)。
此外，三安光電在底材生成、模塊設(shè)計(jì)和封裝環(huán)節(jié)具備了一定的能力，是國(guó)內(nèi)少有的形成SiC垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局的廠商，目前已完成650V和1200V SiC器件的布局。三安光電在長(zhǎng)沙投資160億于SiC等化合物三代半垂直產(chǎn)業(yè)鏈，資本開(kāi)支力度遠(yuǎn)超國(guó)外廠商，并且還通過(guò)收并購(gòu)等操作向襯底等上游延伸。目前，公司完成SiC器件產(chǎn)品線的覆蓋，但距離世界一流水平還有一定差距。
整體來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈在各環(huán)節(jié)仍有一定差距。國(guó)外襯底正從6英寸向8英寸轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)仍處于4英寸至6英寸過(guò)渡階段；國(guó)內(nèi)外延質(zhì)量較國(guó)外仍有提升空間；SiC二極管?chē)?guó)內(nèi)外發(fā)展均較成熟，但國(guó)內(nèi)MOSFET進(jìn)度較緩；封裝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低；國(guó)內(nèi) SiC車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)欠缺；僅少數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)始滲透，未來(lái)批量應(yīng)用空間更大。
技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)機(jī)遇期往往千載難逢，國(guó)產(chǎn)企業(yè)肯定不會(huì)放過(guò)這個(gè)機(jī)會(huì)。對(duì)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)講，特斯拉用SiC在前，400V電池系統(tǒng)的技術(shù)和市場(chǎng)紅利被特斯拉贏者通吃。如果國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)品牌再去深度耕耘400V平臺(tái)，將會(huì)長(zhǎng)期在品牌定位、快充和整車(chē)技術(shù)上被特斯拉壓制。
國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)品牌要做出絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，只能主動(dòng)尋求差異化，另辟蹊徑，大刀闊斧的快速占領(lǐng)800V電池系統(tǒng)的品牌記憶、超級(jí)快充、整車(chē)技術(shù)和市場(chǎng)定位高地，才能在超級(jí)快充和整車(chē)效率上超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。電池走800V系統(tǒng)，主驅(qū)走SiC路線，能把國(guó)產(chǎn)電池電機(jī)和國(guó)產(chǎn)SiC功率芯片串起來(lái)，同時(shí)快速拉通國(guó)內(nèi)SiC技術(shù)和供應(yīng)資源，能走出具有優(yōu)勢(shì)的中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)之路。
盡管目前800V對(duì)于整體的絕緣提出了挑戰(zhàn)，但其已經(jīng)成為了一個(gè)高端車(chē)挑戰(zhàn)的平臺(tái)，相比400V的主要優(yōu)勢(shì)來(lái)自于高功率下的效率差異和快充差異。據(jù)了解，目前開(kāi)發(fā)大功率快充在新造車(chē)?yán)顺崩锾幵谝粋€(gè)加速狀態(tài)，在800V和未來(lái)1200V版本的高壓電芯當(dāng)中，SiC將大顯身手，2023年基本是市場(chǎng)大爆發(fā)的狀態(tài)。
另外，單晶尺寸的增加往往會(huì)伴隨結(jié)晶質(zhì)量的下降，SiC襯底從1-8英寸不等，主流尺寸為4~6英寸。尺寸越大，生產(chǎn)效率越高，但生產(chǎn)品質(zhì)越難控制，因此目前6英寸主要用于二極管，4英寸主要用于MOSFET。由于6英寸的硅晶圓產(chǎn)線可以升級(jí)改造成用于生產(chǎn)SiC器件，所以預(yù)計(jì)6英寸SiC襯底的高市占率會(huì)維持較長(zhǎng)時(shí)間。據(jù)Wolfspeed官方介紹，世界領(lǐng)先的SiC芯片制造商從6英寸晶圓量產(chǎn)轉(zhuǎn)向8英寸量產(chǎn)，使每個(gè)晶圓的芯片數(shù)產(chǎn)出近乎翻倍，可滿足全球?qū)τ谧吭降碾妱?dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的需求。
市場(chǎng)和技術(shù)趨勢(shì)的不斷演進(jìn)，給整車(chē)帶來(lái)機(jī)遇，也是功率芯片和行業(yè)廠商的機(jī)遇。
SiC業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間已超10年，直到近年來(lái)才一躍成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“希望之星”。全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的迅速崛起，助推了SiC市場(chǎng)的“主流化”。未來(lái)5年將很可能成為嶄新的賽道。
羅姆首席戰(zhàn)略官Kazuhide Ino曾表示，“芯片廠商已經(jīng)共同打造了SiC市場(chǎng)，現(xiàn)在到了彼此競(jìng)爭(zhēng)的階段。”目前的SiC產(chǎn)業(yè)，技術(shù)和市場(chǎng)遠(yuǎn)未定型，鹿死誰(shuí)手也沒(méi)有定論。任何參與者都有機(jī)會(huì)成為大玩家，或者破產(chǎn)出局。
令人欣喜的是，本土企業(yè)積極發(fā)力，擠壓塑造整個(gè)鏈條，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都試圖滲透介入，儼然已成為SiC功率芯片市場(chǎng)上正在迅速崛起的新勢(shì)力。
在早期，汽車(chē)電子是以分布式 ECU 架構(gòu)為主流，每個(gè)單獨(dú)的模塊都擁有自己的ECU，此時(shí)芯片的計(jì)算能力相對(duì)較弱。隨著汽車(chē)電子化程度的提高，復(fù)雜的功能推動(dòng)傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)向中心化架構(gòu)發(fā)展，汽車(chē)架構(gòu)從分布到集中，汽車(chē)芯片從 MCU 到 AI 芯片汽車(chē)電子電氣架構(gòu)正從分布式走向集中式，產(chǎn)生算力更高的域控制器芯片需求。
車(chē)規(guī)級(jí)AI芯片是未來(lái)智能化汽車(chē)的“大腦”。不同于以CPU運(yùn)算為主的MCU，在此升級(jí)過(guò)程中，僅依靠CPU的算力與功能早已無(wú)法滿足汽車(chē)智能化所需，將CPU、GPU、DSP以及FPGA、ASIC等通用/專用芯片異構(gòu)融合的SoC方案被推至臺(tái)前，成為各大AI芯片廠商算力軍備競(jìng)賽的主賽道。自動(dòng)駕駛對(duì)于芯片算力的要求有著質(zhì)的飛躍，現(xiàn)階段 L2 級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS、L3級(jí)別需要60TOPS、L4級(jí)別算力將超過(guò)100TOPS。
博世經(jīng)典的電子電氣架構(gòu)演進(jìn)圖，詮釋了汽車(chē)電子電氣架構(gòu)將經(jīng)歷的三大階段、六小階段的發(fā)展歷程。
電動(dòng)汽車(chē)電子電氣架構(gòu)演進(jìn)圖（來(lái)源：博世）
整車(chē)電子電氣從分布式走向中心化成為一種趨勢(shì)，當(dāng)汽車(chē)電子電氣架構(gòu)形成域的概念后，將產(chǎn)生算力更高的域控制器芯片的需求。
以當(dāng)前各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的單車(chē)價(jià)值量的測(cè)算值為基準(zhǔn)，未來(lái)五年隨著汽車(chē)智能化集成化程度的提升、對(duì)AI芯片的要求和性能隨之提升，AI芯片的單車(chē)價(jià)值量會(huì)以5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。興業(yè)證券分析師預(yù)計(jì)，全球汽車(chē)級(jí) AI 芯片的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到113億美元，到2030年達(dá)到236億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)30.79%；同時(shí)，中國(guó)汽車(chē)級(jí)AI芯片的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到68億美元，到2030年達(dá)到124億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)28.14%。
市場(chǎng)應(yīng)用方面，各大車(chē)企今年上市的新車(chē)型開(kāi)啟了AI芯片上車(chē)的時(shí)代，其中英偉達(dá)、高通、Mobileye的市場(chǎng)占有率較高：Mobileye在智能駕駛領(lǐng)域起步早，高通、英偉達(dá)則分別在智能座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置。同時(shí)，自主AI芯片廠商同樣具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，以地平線和華為為代表：極狐阿爾法S和賽力斯SF5搭載華為AI芯片和計(jì)算平臺(tái)，嵐圖FREE和智己L7搭載地平線征程系列芯片。
傳統(tǒng)汽車(chē)控制類(lèi)芯片MCU格局基本穩(wěn)定，而智能駕駛的發(fā)展使車(chē)載AI芯片迎來(lái)多元化的競(jìng)爭(zhēng)格局。在過(guò)去的幾十年里，在汽車(chē)電子芯片領(lǐng)域，主流供應(yīng)商以歐美和日本廠商為主，外來(lái)者鮮少打破此格局。但是隨著汽車(chē)行業(yè)智能化的發(fā)展，芯片和軟件在汽車(chē)中占比將逐步提升，在此趨勢(shì)下，在傳統(tǒng)的車(chē)載MCU廠商如ST、NXP、英飛凌、瑞薩電子等發(fā)力研究自動(dòng)駕駛方案的同時(shí)，消費(fèi)級(jí)芯片廠商及人工智能公司也進(jìn)入車(chē)規(guī)級(jí)領(lǐng)域，比如英特爾，英偉達(dá)，高通等。除此之外，國(guó)內(nèi)的一些科技公司開(kāi)始自主研發(fā)芯片產(chǎn)品，如華為、地平線、百度、黑芝麻智能等。
回顧車(chē)載AI芯片的發(fā)展歷程，可劃分為兩個(gè)階段：
（1）低級(jí)別輔助駕駛發(fā)展的時(shí)代
L1~L2級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)興起之后，自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)長(zhǎng)期被Mobileye和賽靈思兩個(gè)玩家所掌控，截至2020年，前者的年出貨量接近2000萬(wàn)片，后者則超過(guò)700萬(wàn)片。2020年10 月，AMD宣布收購(gòu)賽靈思，截止2017年Mobileye稱，已有25家汽車(chē)制造商的2700萬(wàn)輛汽車(chē)使用了其駕駛輔助系統(tǒng)，市場(chǎng)份額超過(guò)70%。
Mobileye擅長(zhǎng)視覺(jué)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)，致力于自動(dòng)駕駛的視覺(jué)方案，主打功能強(qiáng)大、低功耗的EyeQ系列芯片。EyeQ系列產(chǎn)品覆蓋國(guó)內(nèi)外各大傳統(tǒng)車(chē)企和新勢(shì)力，于2019-2021年密集上市。憑借輔助駕駛領(lǐng)域的高性能、低功耗的技術(shù)方案，Mobileye的產(chǎn)品已在福特、上汽、寶馬、沃爾沃、威馬、長(zhǎng)城、廣汽、一汽等傳統(tǒng)老牌車(chē)企以及蔚來(lái)、理想、小鵬等造車(chē)新勢(shì)力上上車(chē)。
賽靈思擅長(zhǎng)感知計(jì)算，推出Zynq UltraScale+ MPSoC的多個(gè)產(chǎn)品系列，處理和計(jì)算毫米波雷達(dá)感知到的數(shù)據(jù)。將攝像頭和雷達(dá)的感知能力結(jié)合起來(lái)使用，可以實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)。同時(shí)，L2級(jí)自動(dòng)駕駛普遍使用Mobileye提供的視覺(jué)感知方案（攝像頭和EyeQ芯片）+毫米波雷達(dá)（內(nèi)載賽靈思的計(jì)算芯片）硬件架構(gòu)，因此該市場(chǎng)一直被Mobileye和賽靈思占據(jù)。
（2）高級(jí)別自動(dòng)駕駛階段
L3功能量產(chǎn)車(chē)密集發(fā)布，電子電氣架構(gòu)向域集中式發(fā)展，帶來(lái)更高性能的座艙、自動(dòng)駕駛芯片需求。目前主要是智能座艙和自動(dòng)駕駛域的形成和發(fā)展，需要更高級(jí)別的AI芯片提供支持。芯片作為預(yù)埋硬件，在后續(xù)軟件優(yōu)化升級(jí)后與之匹配，實(shí)現(xiàn)智能駕駛功能的升級(jí)，因此，超越當(dāng)前自動(dòng)駕駛級(jí)別要求的芯片提前上車(chē)成為趨勢(shì)（現(xiàn)階段L2級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS、L3級(jí)別需要60TOPS、L4級(jí)別算力將超過(guò)100TOPS）。
隨著智能座艙和自動(dòng)駕駛的平行發(fā)展，高通、英偉達(dá)分別成為智能座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先者。
英偉達(dá)的Atlan芯片算力可達(dá)1000TOPS，目標(biāo)瞄準(zhǔn) L4/L5 自動(dòng)駕駛；將于2022年正式投產(chǎn)的Orin芯片采用7nm工藝，可實(shí)現(xiàn)每秒200TOPS運(yùn)算性能，比上一代 Xavier提升7倍，功耗僅為45W?？商峁㎜2+高級(jí)輔助駕駛功能，升級(jí)到雙片后算力達(dá)到400TOPS，可提供L4級(jí)別自動(dòng)駕駛方案，未來(lái)使用的GPU可進(jìn)一步擴(kuò)展算力，理論可達(dá)2000TOPS，為實(shí)現(xiàn) L5 預(yù)留充足硬件能力；采用12nm工藝的Xavier功耗僅為30W。
高通在智能座艙領(lǐng)域占統(tǒng)治地位，并開(kāi)發(fā)高度可擴(kuò)展、開(kāi)放、完全可定制化的SnapdragonRide平臺(tái)，提供功耗高度優(yōu)化的自動(dòng)駕駛解決方案，長(zhǎng)城汽車(chē)將在2022年推出的高端車(chē)型上率先采用具備強(qiáng)大性能的Snapdragon Ride平臺(tái)。高通的驍龍Ride SoC搭載第六代高通Kryo CPU與第六代Adreno GPU，算力達(dá)700-760TOPS，配合加速器和自動(dòng)駕駛堆棧的獨(dú)特組合為汽車(chē)制造商提供了可擴(kuò)展的解決方案，旨在支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的三個(gè)行業(yè)領(lǐng)域：即用于車(chē)輛的 L1/L2 主動(dòng)安全ADAS、L2+便捷ADAS，以及L4/L5全自動(dòng)駕駛。
當(dāng)前，進(jìn)入智能座艙和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的廠商除了高通、英偉達(dá)、Mobileye等國(guó)外廠商外，地平線、華為、黑芝麻智能等本土廠商也不斷涌現(xiàn)，隨著新型AI芯片的不斷推出，已涵蓋L1至L4級(jí)全自動(dòng)駕駛功能。
以地平線為例，地平線擁有國(guó)內(nèi)首款車(chē)規(guī)芯片，今年最新推出的征程五代芯片算力達(dá)96TOPS，最高可支持L4自動(dòng)駕駛等級(jí)，對(duì)標(biāo)英偉達(dá) Orin、MobileyeEyeQ5，實(shí)際性能超過(guò)特斯拉FSD芯片。其征程6也已投入研發(fā)，預(yù)計(jì)2023年發(fā)布，2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，地平線的征程二代芯片不僅實(shí)現(xiàn)了中國(guó)車(chē)規(guī)級(jí) AI 芯片量產(chǎn)的零突破，也補(bǔ)齊了國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
客戶合作方面，英偉達(dá)和高通是主要參與廠商，擁有眾多整車(chē)廠/Tier1客戶。奧迪、奔馳、現(xiàn)代、奇瑞、沃爾沃、路虎、廣汽等眾多傳統(tǒng)車(chē)企選擇英偉達(dá)和高通；造車(chē)新勢(shì)力方面，英偉達(dá)和高通拿下了蔚來(lái)、理想、小鵬、零跑、威馬、天際等最新車(chē)型的訂單，將頭部造車(chē)新勢(shì)力一網(wǎng)打盡。Mobileye與英偉達(dá)和高通的客戶重復(fù)度高，但合作領(lǐng)域差異較大，英偉達(dá)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)，高通的重心為智能駕駛艙，Mobileye雖在輔助駕駛階段占統(tǒng)治地位，但在自動(dòng)駕駛和智能駕駛艙領(lǐng)域不再有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
自主AI芯片廠商發(fā)展勢(shì)頭迅猛，華為和地平線與多與造車(chē)新勢(shì)力合作，搭載車(chē)型陸續(xù)上市。地平線征程系列芯片已搭載或即將搭載于長(zhǎng)安 UNI-T、奇瑞螞蟻、上汽智己、傳祺 GS4 Plus、嵐圖 FREE、思皓 QX、大通 MAXUSMIFA等多款車(chē)型上。華為的車(chē)載AI芯片包括座艙領(lǐng)域的麒麟芯片和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的昇騰芯片，在工藝、功耗、算力等方面保持領(lǐng)先水平。產(chǎn)品應(yīng)用方面，除了在極狐Alpha S華為Hi版和小康塞力斯上應(yīng)用外，與上汽、吉利、江淮、一汽紅旗、東風(fēng)汽車(chē)等車(chē)企也開(kāi)展了深度合作。
綜合技術(shù)、產(chǎn)品、客戶、規(guī)模、量產(chǎn)節(jié)奏，結(jié)合未來(lái)汽車(chē)電子電氣架構(gòu)和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，可以看到，在車(chē)載AI芯片領(lǐng)域，高通、英偉達(dá)和Mobileye占據(jù)龍頭；自主品牌近兩年發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新速度快，與國(guó)內(nèi)整車(chē)廠進(jìn)行廣泛合作，地平線、華為、黑芝麻智能等具備較強(qiáng)的國(guó)產(chǎn)替代實(shí)力。
另一方面，國(guó)內(nèi)車(chē)規(guī)芯片已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，芯片“國(guó)產(chǎn)化”成為新浪潮。2020年2月，國(guó)家發(fā)改委等11部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車(chē)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確提出突破智能計(jì)算平臺(tái)以及車(chē)規(guī)級(jí)芯片等關(guān)鍵技術(shù)；2020年8月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，在研發(fā)政策上鼓勵(lì)高端芯片研發(fā)。
缺芯問(wèn)題發(fā)生后，芯片國(guó)產(chǎn)化更是引起廣泛關(guān)注，2021年3月的兩會(huì)期間，陳虹提出了提高車(chē)規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化率，建議制定車(chē)規(guī)級(jí)芯片“兩步走”的頂層設(shè)計(jì)路線：第一步由主機(jī)廠和系統(tǒng)供應(yīng)商共同推動(dòng)，扶持重點(diǎn)芯片企業(yè)，幫助芯片企業(yè)首先解決技術(shù)門(mén)檻較低的車(chē)規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，提升其車(chē)規(guī)級(jí)國(guó)產(chǎn)化體系能力; 第二步主要由芯片供應(yīng)商推動(dòng)，形成芯片供應(yīng)商內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制，解決技術(shù)門(mén)檻高的車(chē)規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。隨著支持車(chē)規(guī)芯片國(guó)產(chǎn)化的政策陸續(xù)推出，將實(shí)現(xiàn)車(chē)規(guī)級(jí)芯片企業(yè)從外部到內(nèi)部的動(dòng)力轉(zhuǎn)換，芯片“國(guó)產(chǎn)化”必將成為新的浪潮。
在特斯拉斬獲大單，Wolfspeed等重要供應(yīng)商股票大漲之際，Wolfspeed公司首席執(zhí)行官Gregg Lowe表示，汽車(chē)制造商正在“尋找供應(yīng)保證”。
從SiC器件和車(chē)載AI芯片的發(fā)展形勢(shì)，我們可以看到電動(dòng)汽車(chē)乃至智能汽車(chē)的到來(lái)，給半導(dǎo)體供應(yīng)鏈帶來(lái)新的轉(zhuǎn)變的部分細(xì)節(jié)。但這僅僅是其中一個(gè)細(xì)節(jié)，具體如傳感器等也都是半導(dǎo)體供應(yīng)鏈下一個(gè)聚焦的目標(biāo)，但受篇幅限制，我們不一一盡數(shù)
然而以點(diǎn)見(jiàn)面。任何一個(gè)新市場(chǎng)或新技術(shù)的爆發(fā)和應(yīng)用，需求和供應(yīng)向來(lái)都是相互映襯的關(guān)系，不只是單純的一方是否為另一方做好了準(zhǔn)備，而是雙方是否都做好了準(zhǔn)備，共同去創(chuàng)造新的賽道和可能性。
電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā)離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的貢獻(xiàn)；產(chǎn)業(yè)鏈的完備和優(yōu)化，同樣繞不開(kāi)市場(chǎng)需求的不斷驗(yàn)證和試錯(cuò)。相輔相成，大抵如此。
本文來(lái)自微信公眾號(hào) “半導(dǎo)體行業(yè)觀察”（ID：icbank），作者：李晨光，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
