近日,中国汽车行业再度加“芯”。11月9日,全国产自主可控高性能车规级MCU芯片——DF30在中国武汉发布。这颗拇指大小的芯片好比汽车“大脑”,其强大的计算能力能确保汽车在各种极端环境下正常行驶,已通过295项严格测试,让中国汽车在智能互联路上行得更“稳”。
汽车芯片是汽车电子系统的核心元器件。一颗小小的芯片,在中国却有多达10个类别,它们分布在汽车的控制器、摄像头、雷达等各个位置,掌管汽车运行、计算、存储等功能,不仅应用场景多元,对环境适应性、可靠性和安全性等要求也更高。
中国汽车芯片产业链的上游,主要聚集了芯片材料、制造设备供应和晶圆制造流程等厂商,除了硅片、光刻胶、CMP抛光液(Chemical Mechanical Polishing)等基础半导体材料外,还有晶片设计、晶圆代工和封装检测等。中游一般是芯片制造商的“主场”,包括主控芯片、存储芯片、通信芯片、功率芯片等。下游则涉及汽车车载系统控制制造、仪表制造以及整车制造环节。
随著中国汽车电动化、智能化和网联化迅速发展,汽车芯片市场迎来机遇。中国芯片企业纳芯微电子创始人王升杨表示,汽车电动化和智能化导致单车芯片使用量大幅增加,2023年全球整个汽车芯片市场规模为690亿美元(约3080亿令吉),到2030年这一规模或达到1300亿美元(约5800亿令吉),其中30%左右的市场在中国。
目前,英伟达、高通(Qualcomm)、Mobileye(英特尔子公司)、特斯拉等海外巨头仍在全球汽车芯片市场占主要优势。英伟达发布的Orin X芯片算力达254 Tops(每秒254兆次运算),蔚来、小鹏等中国车企的多款智能车型都有使用英伟达的芯片。Mobileye也发布了面向L4级自动驾驶芯片EyeQ Ultra,最高算力可达176 Tops(每秒176兆次运算)。
不过,华为、地平线、黑芝麻等中国本土厂商也在提速。华为拥有昇腾310、610及910三款智驾芯片,覆盖高中低算力水平。其中,昇腾610主要搭载华为智驾系统,如问界系列、智界S7、阿维塔11和12、极狐阿尔法S等车型。地平线也是中国自动驾驶赛道的“黑马”,今年10月刚在香港上市,其明星系列产品——征程系列芯片,已实现量产,出货量近400万片,比亚迪、奥迪、吉利等都是其客户。而中国内地“智能汽车AI芯片第一股”的黑芝麻智能则凭自研IP脱颖而出,其推出的A1000 Pro系列高算力SoC(系统级芯片),在中国车规级芯片市场表现突出并稳定出货。
近年来,中国本土新势力车企们也加速产品自研。蔚来7月宣布自研的智能驾驶芯片“神玑 NX9031”成功流片(通过一系列工艺步骤在流水线上制造芯片),号称“全球首颗5奈米工艺辅助驾驶芯片”。
8月,小鹏汽车宣布,首款自研图灵AI芯片流片成功。这款芯片专为AI而生,面向L4自动驾驶,搭载40核处理器,最高可运行30B参数大模型,号称让AI汽车“安全 Plus”;图灵AI芯片还集成2个独立图像信号处理器(ISP),在黑夜、逆光等极端环境下,能确保汽车感知系统保持清晰准确的识别能力。据悉,与主流芯片相比,图灵芯片以“一颗顶三颗”的算力优势,可同时应用于AI机器人、AI汽车、飞行汽车,并在10月已跑通了智驾功能。小鹏汽车表示,未来AI汽车将搭载至少3颗图灵芯片,足见对自研产品的信心。
中国算力基础
中国本土车企们下场自研汽车芯片,离不开中国的算力基础。《中国算力发展指数白皮书(2022年)》指出,中国约占全球算力规模的33%,在基础算力、智能算力竞争排名中居全球领先地位。
中国也是全球最大的汽车出口国,约占全球份额的三成。中国正在开展L3级(有条件自动驾驶)智能网联汽车试点。随著中国新能源车渗透率提升,汽车芯片需求仍在扩大。目前,智能电动车的单车芯片搭载量超过1000颗,未来L4级别(高度自动驾驶)车辆,这一数字将超过3000颗。中国电动汽车百人会副秘书长徐尔曼表示,2030年,中国汽车芯片年需求将超过450亿颗。
值得注意的是,中国工信部推出了《国家汽车芯片标准体系建设指南》,并于今年6月公布《2024年汽车标准化工作要点》,强调要加快电动汽车芯片环境及可靠性、信息安全等标准研制,为汽车芯片基础技术提供支撑。
不过,中国汽车芯片厂商们仍面临不少挑战。一方面,中国国内市场技术竞争进入白热化阶段,芯片算力比拼早已不是唯一制胜筹码,技术稳定程度、易用程度、安全性能等也成为角逐重点;另一方面,目前中国汽车芯片设计端虽实现量产,但核心技术的成本控制与规模量产难题仍未解决。此外,短期内中国车企们仍面临外部供应链封锁和投资收紧等挑战。
分析人士认为,中国国内芯片成本的竞争力仍有很大提升空间,需从底层工艺、平台等领域进行全面提升。