一面是多家主力車企因?yàn)樾酒o缺宣布減產(chǎn)停產(chǎn),,一面是消費(fèi)電子企業(yè),、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、傳統(tǒng)及智能整車企業(yè)跑步進(jìn)入汽車“造芯”賽道,,汽車芯片市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)的表現(xiàn)可謂“冰火兩重天”,。近期,中星微電子集團(tuán)宣布與一汽集團(tuán)組建汽車芯片聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,。圍繞汽車行業(yè)受到“缺芯潮”的沖擊為何格外嚴(yán)重,,如何看待各類企業(yè)下場(chǎng)造芯的市場(chǎng)邏輯,以及汽車芯片的升級(jí)方向等議題,,記者專訪了中星微電子集團(tuán)CTO張亦農(nóng),。
三個(gè)原因?qū)е缕嚾毙靖裢鈬?yán)重 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)應(yīng)“危中尋機(jī)”
記者:目前全行業(yè)都受到“缺芯潮”的沖擊,但汽車行業(yè)受到的影響格外嚴(yán)重,,通用,、大眾、福特,、豐田等多家車企都出現(xiàn)部分車型或工廠減產(chǎn)停產(chǎn)的情況,。為什么“缺芯”對(duì)汽車行業(yè)的沖擊更加明顯?
張亦農(nóng):汽車行業(yè)受“缺芯”影響比其他行業(yè)嚴(yán)重,,是汽車行業(yè)本身的特性決定的,。
首先,設(shè)計(jì),、制造,、封測(cè)等芯片產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié),對(duì)于汽車芯片的備貨和產(chǎn)能預(yù)留相對(duì)保守,。
汽車芯片的種類雖多,,但單一的汽車芯片和消費(fèi)電子芯片相比,量還是很小,,供應(yīng)商很難將汽車芯片作為產(chǎn)能保障的優(yōu)先項(xiàng),。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全球汽車銷量約為7803萬(wàn)輛,,相比消費(fèi)電子并不算是一個(gè)非常大的量,。比如手機(jī)一年有十幾億部的銷量,每一部搭載至少十幾種芯片,,包括毛利率最高的先進(jìn)制程芯片,。相比之下,汽車行業(yè)的芯片用量沒(méi)有那么大,,晶圓和封測(cè)廠在預(yù)留產(chǎn)能的時(shí)候就比較保守,。這是汽車相比其他行業(yè)缺芯更加嚴(yán)重的原因之一。
對(duì)于設(shè)計(jì)企業(yè)來(lái)說(shuō),,汽車芯片門(mén)檻高,,對(duì)故障率的要求是百萬(wàn)分之一以下,運(yùn)行周期在15年以上,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般消費(fèi)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),。廠商要制造合格的芯片,需要投入相當(dāng)?shù)馁Y金和精力,,且驗(yàn)證周期漫長(zhǎng),,成本上汽車芯片也無(wú)法在消費(fèi)電子芯片復(fù)用。加上從2019年開(kāi)始,汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)銷量上的萎縮,,2020年新冠肺炎疫情導(dǎo)致整車企業(yè)在上半年進(jìn)一步縮小訂單量,,設(shè)計(jì)廠商下單的時(shí)候會(huì)以銷定產(chǎn),偏于保守,,為2020年下半年的“缺芯潮”埋下伏筆,。
二是8英寸產(chǎn)線向國(guó)內(nèi)遷移的過(guò)程,被地緣貿(mào)易摩擦阻斷,。本次芯片緊缺主要集中在8英寸晶圓,,這也是汽車芯片主要采用的晶圓。本來(lái)8英寸產(chǎn)線作為老舊工藝,,正處在從國(guó)外向國(guó)內(nèi)自然遷移的過(guò)程中,。貿(mào)易摩擦導(dǎo)致8英寸產(chǎn)線的零部件和易耗品供應(yīng)受阻,很多產(chǎn)線還沒(méi)有組裝完成就被“卡了脖子”,。也因?yàn)?英寸晶圓短缺,,造成了整個(gè)行業(yè)的報(bào)復(fù)性囤貨,導(dǎo)致惡性循環(huán),。
三是汽車芯片的戰(zhàn)線太長(zhǎng),,“卡住”一個(gè)就卡住了整車的生產(chǎn)。汽車芯片涉及中央處理器,、MCU,、存儲(chǔ)單元、功率半導(dǎo)體等,,顯示屏,、CMOS攝像頭、LED燈等均由芯片控制,。僅MCU就有面向變速箱,、底盤(pán)、制動(dòng)等系統(tǒng)的各種類別,,一輛汽車?yán)锩嬗?0多個(gè)MCU,,有一款不能及時(shí)供貨,就會(huì)卡住整車的生產(chǎn),。
記者:您認(rèn)為汽車行業(yè)應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)缺芯困境,?
張亦農(nóng):從認(rèn)知角度和市場(chǎng)角度來(lái)看,“缺芯”也是一種機(jī)遇,。
首先,,“缺芯”可以帶來(lái)一個(gè)正常的市場(chǎng)認(rèn)知。汽車芯片的研發(fā)成本不低,。同等性能,、同樣功能的前提下,,本土企業(yè)芯片售價(jià)通常只有國(guó)際企業(yè)的60%―70%,甚至更低,,把毛利空間壓縮得很小,。這種先入為主的認(rèn)知問(wèn)題成了國(guó)內(nèi)芯片突圍的阻礙。在芯片緊缺的情況下,,車企被倒逼啟用國(guó)內(nèi)芯片,,車廠與芯片廠“坐下來(lái)”把芯片方面的各種問(wèn)題解決掉,把芯片質(zhì)量提升上去,,對(duì)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)整體提升大有益處,有技術(shù)積累的國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)也有機(jī)會(huì)脫穎而出,。由短缺倒逼了選型,,由選型修正了認(rèn)知,由認(rèn)知塑造了品牌,,最終提升了業(yè)界對(duì)本地芯片設(shè)計(jì)公司的信心,。逐漸抹去國(guó)內(nèi)芯片就是中低端、只能搞低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的思維定式,。
同時(shí),,中國(guó)連續(xù)多年成為全球最大的汽車消費(fèi)市場(chǎng),可以通過(guò)市場(chǎng)牽引把傳統(tǒng)汽車芯片的短板補(bǔ)上來(lái),。在智能駕駛方面,,中國(guó)無(wú)論是車廠還是芯片廠商,都與國(guó)際廠商站在同一條起跑線上,。尤其中國(guó)是最先從新冠肺炎疫情中恢復(fù)生產(chǎn)生活秩序的國(guó)家,,就算汽車芯片的底子差一點(diǎn),那“笨鳥(niǎo)先飛”,,可以利用這段時(shí)間飛得再遠(yuǎn)一點(diǎn),。
“造芯”要掌握兩個(gè)平衡 市場(chǎng)終會(huì)選擇少數(shù)產(chǎn)品
記者:近年來(lái),汽車芯片市場(chǎng)非常熱鬧,。除了恩智浦,、瑞薩、英飛凌等老牌廠商,,地平線,、黑芝麻等一批半導(dǎo)體新銳,高通,、英偉達(dá),、華為等消費(fèi)電子巨頭,比亞迪,、吉利,、北汽等整車企業(yè)紛紛入場(chǎng)造芯,。您如何看待車用市場(chǎng)的“造芯熱”?
張亦農(nóng):“造芯熱”表明產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化已經(jīng)慢慢從IT,、消費(fèi)電子,、安防監(jiān)控等領(lǐng)域,延伸到汽車領(lǐng)域,。這種垂直整合具有積極意義,,而且每家公司都有自己的邏輯。
在整車企業(yè)看來(lái),,汽車是一個(gè)載體,,芯片是一個(gè)個(gè)提供功能和控制的節(jié)點(diǎn),把這些“點(diǎn)”放入載體,,由點(diǎn)入面,,就構(gòu)成了一輛汽車。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)覺(jué)得萬(wàn)物皆為計(jì)算機(jī),,汽車只是一個(gè)殼子很大的外設(shè),。有了處理器和操作系統(tǒng),把外設(shè)套上去,,由里及表,,也構(gòu)成了一輛汽車。
既然每一家企業(yè)或者每一個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)都有各自的邏輯,。那么車廠,、芯片企業(yè)都加入了造車熱潮,產(chǎn)生各種各樣的融合和創(chuàng)新,,這本身是件好事,,但是要注意兩個(gè)平衡。
一是要注意不計(jì)成本的投入和企業(yè)盈利能力之間的平衡,。如今企業(yè)造芯,,言必談L3、L4,,動(dòng)輒5納米,、7納米,算力力爭(zhēng)100TOPS以上,。那么投入會(huì)非常大,,流片一次將耗費(fèi)上千萬(wàn)美金,需要上百人的團(tuán)隊(duì),,購(gòu)入多種EDA,。這些投入攤銷到一顆芯片上,成本是非常高的,。
如果汽車一年的銷量維持在七千萬(wàn)輛左右,,一個(gè)車企有500萬(wàn)輛銷路,,已經(jīng)是一個(gè)超大型企業(yè)了。但是這個(gè)量級(jí)在芯片行業(yè)里面,,不算一個(gè)很大的數(shù)字,,這就意味著每一顆芯片均攤的固定成本都是驚人的。無(wú)論企業(yè)多么不計(jì)成本地投入,,終歸要追求盈利,。如果這個(gè)平衡把握的不好,可能變得“一地雞毛”,。
另外要把握好概念創(chuàng)新和持久戰(zhàn)之間的平衡,。L4以上的自動(dòng)駕駛芯片還是一個(gè)未知領(lǐng)域,沒(méi)有5―10年的積累很難取得突破,。很多面向消費(fèi)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)芯片,,比如手機(jī)主芯片,從概念到成熟歷經(jīng)了十幾年的積累,,而汽車的造芯標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)苛。企業(yè)想要長(zhǎng)久,,必須腳踏實(shí)地,、真刀真槍地進(jìn)行研發(fā)和積累。
記者:未來(lái)各類企業(yè)造芯的差異化空間在哪兒,?
張亦農(nóng):雖然下場(chǎng)造芯的企業(yè)很多,,但大家對(duì)汽車的定義和發(fā)展邏輯是不一樣的。
BAT等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的視角是提供一個(gè)OS,,通過(guò)底層OS把所有的生態(tài)環(huán)境團(tuán)結(jié)在一起,。
家電企業(yè)也在造車,在他們看來(lái),,汽車是客廳的延伸,,在家里面就可以監(jiān)控車艙的情況,他們打造客廳娛樂(lè)中心的經(jīng)驗(yàn)也可以帶到汽車空間里,。
中星微電子集團(tuán)過(guò)去10多年專注于安防監(jiān)控領(lǐng)域,,在圖像視頻處理、安全,、人工智能等有著長(zhǎng)期的積累,,我們可以從智能感知、公共安全入手,,把成功經(jīng)驗(yàn)帶到汽車芯片行業(yè),。
因?yàn)閺牟煌慕嵌热胧郑總€(gè)企業(yè)會(huì)關(guān)注提供不同的用戶體驗(yàn),。這意味著,,未來(lái)買(mǎi)車可能像買(mǎi)手機(jī)一樣,,會(huì)有不同用戶群體關(guān)注打游戲的性能、拍照的美顏效果,、屏幕的尺寸像素等各方面的體驗(yàn),。而每一種功能、每一種體驗(yàn),,都需要芯片作為底層支撐,。在這種趨勢(shì)下,汽車芯片會(huì)形成一個(gè)相對(duì)健康,,“幾花齊放”的競(jìng)爭(zhēng)格局,,但不會(huì)是百花齊放的局面??梢哉f(shuō),,每一種邏輯被真正證明之前,都可以去嘗試,。但是市場(chǎng)可能僅僅認(rèn)可1―2種產(chǎn)品邏輯,,選擇1―2個(gè)贏家。
兩大升級(jí)方向帶來(lái)機(jī)遇 內(nèi)功與標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)創(chuàng)新
記者:下一階段汽車芯片技術(shù)和產(chǎn)品的升級(jí)方向是什么,?“新四化(電動(dòng)化,、網(wǎng)聯(lián)化、智能化,、共享化)”趨勢(shì)將為車載芯片帶來(lái)哪些機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),?
張亦農(nóng):升級(jí)的方向還是比較多樣的,有兩個(gè)大方向可以考慮,。
一個(gè)是我們所謂的“喧賓奪主”,,也就是原本作為錦上添花的屬性,通過(guò)“新四化”成為重要甚至主要屬性,。
舉個(gè)例子,,手機(jī)本來(lái)是打電話的,但是現(xiàn)在消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)手機(jī),,不會(huì)關(guān)注打電話的原生屬性,,反而更關(guān)注屏幕分辨率、美顏效果,、以及聯(lián)機(jī)玩游戲是否卡頓等附加屬性,。
汽車行業(yè)也是一樣。它的原生屬性是把人從一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)地點(diǎn),?;ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)、芯片企業(yè)進(jìn)入這個(gè)行業(yè)以后,,將顛覆原先的認(rèn)知,,企業(yè)會(huì)認(rèn)為在汽車把乘客送到其他地點(diǎn)的過(guò)程中,,不僅讓他們坐在車上,還讓他們坐在一個(gè)特定的空間里,。圍繞著實(shí)施自動(dòng)駕駛后這個(gè)空間的第二屬性――比如能否車上辦公,、能否車載娛樂(lè)、能否成為化妝間等,,與汽車原生屬性沒(méi)有多大關(guān)系,,卻有機(jī)會(huì)成為主流選車標(biāo)準(zhǔn)。
這種“喧賓奪主”,,為芯片企業(yè)創(chuàng)造了大量機(jī)會(huì),。畢竟“新四化”的每一“化”都離不開(kāi)芯片,芯片是畫(huà)龍點(diǎn)睛的那一“畫(huà)”,。
第二個(gè)趨勢(shì)是汽車芯片架構(gòu)從分立走向分域再走向集中控制?,F(xiàn)在的汽車芯片架構(gòu)是分立式的,可能一輛汽車?yán)锩嫔⒙淞?00多個(gè)芯片,,各司其職,。在“新四化”的基礎(chǔ)上,汽車控制芯片分布正經(jīng)歷著從分立向分域演進(jìn)的過(guò)程,,典型的架構(gòu)依據(jù)汽車電子部件功能將整車劃分為動(dòng)力總成,、車輛安全、車身電子,、智能座艙和智能駕駛等幾個(gè)域。再演化下去,,未來(lái)的極致形態(tài)可能是從分域向集中演進(jìn),,汽車芯片里也會(huì)誕生最強(qiáng)大腦,成為整個(gè)汽車的主芯片,。
為什么最終走向集中控制,?除了芯片本身按摩爾定律演進(jìn)中,高門(mén)檻芯片不斷“吃”低門(mén)檻芯片的不可抗規(guī)律,,還有其他推手,。
首先,汽車要做容災(zāi)備份,。如果基于一顆芯片或者同一塊板子上的一組芯片進(jìn)行集中控制,,只要插一塊相同的板子就可以進(jìn)行容災(zāi)備份了。
其次,,今后汽車作為一個(gè)超大的電子產(chǎn)品載體,,每一顆控制芯片都有軟件程序。采用集中控制的芯片架構(gòu),,修車只需要檢測(cè)中央控制的芯片或者芯片組就可以了,。而分立式的架構(gòu)中,,每一塊芯片都要單獨(dú)做軟件的升級(jí)更新和維修檢測(cè),這顯然是不現(xiàn)實(shí)的,。把絕大部分功能集中到一顆或者有限的幾顆芯片,,汽車的升級(jí)換代才是一個(gè)可控的過(guò)程。
從分立到分域再到集中控制,,預(yù)計(jì)有一個(gè)20年的演進(jìn)過(guò)程,。需要廠商不斷去改良并豐富芯片功能,這個(gè)過(guò)程中也會(huì)誕生大量的機(jī)會(huì),。
記者:您認(rèn)為國(guó)內(nèi)企業(yè)該如何提升汽車芯片的基礎(chǔ)創(chuàng)新能力,?
張亦農(nóng):打造汽車芯片的創(chuàng)新格局,可以用六個(gè)字總結(jié):有序,、內(nèi)功,、生態(tài)。
首先是有序,。要避免重復(fù)投資和行業(yè)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng),,集中力量做大做強(qiáng),而不是扎堆競(jìng)爭(zhēng),,殺敵一千自損八百,。如果企業(yè)一味殺價(jià),得不到充足的利潤(rùn)回報(bào),,是無(wú)法有足夠多的資金來(lái)支持持續(xù)創(chuàng)新的,。做到有序、制定標(biāo)準(zhǔn),,是關(guān)鍵的一步,,也就是我們所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)?!按怪庇騽?chuàng)新”的基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)化的制定,,追本溯源就是基礎(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新。以標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)應(yīng)用,,以應(yīng)用催生市場(chǎng),,從市場(chǎng)創(chuàng)造需求,從需求挖掘規(guī)模,,再由規(guī)模反哺創(chuàng)新域,,形成一個(gè)良性循環(huán), 是關(guān)鍵核心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破的必然途徑,。
第二是內(nèi)功,。目前汽車技術(shù)創(chuàng)新集中在智能駕駛域和智能座艙域。但是,如同練武底盤(pán)要穩(wěn)一樣,,做汽車芯片也要敢于攻克汽車底盤(pán)和動(dòng)力控制系統(tǒng)等技術(shù)難度高,、可靠性門(mén)檻高的內(nèi)功型芯片。過(guò)去國(guó)外汽車芯片廠商在此有長(zhǎng)期積累,,也是他們的核心價(jià)值所在,。本土芯片公司要緊密與汽車廠商銜接合作,根據(jù)下游需求錘煉內(nèi)功,,再有標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng),,芯片創(chuàng)新才能夠得到保障。如果解決不了這類問(wèn)題,,一旦再發(fā)生全球性的芯片產(chǎn)能短缺,,我們的車企還會(huì)被束縛。
第三是生態(tài),。芯片的創(chuàng)新要兼顧芯片和OS的深度綁定,,這是一個(gè)全局的概念。在CPU芯片當(dāng)?shù)赖腜C時(shí)代,,因?yàn)槿狈S和應(yīng)用的布局,,國(guó)產(chǎn)CPU奮斗了二十多年,至今的投入和產(chǎn)出是不成比例的,。在手機(jī)時(shí)代,,國(guó)內(nèi)廠商開(kāi)始強(qiáng)調(diào)生態(tài),自研OS,,取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,。但是,一旦貿(mào)易摩擦導(dǎo)致OS使用受限,,我們依然感受到OS不是完全自主的短板,。在智能汽車時(shí)代,創(chuàng)新需要在生態(tài)上更早布局,,才能滿盤(pán)皆活。
記者:中星微電子集團(tuán)在汽車芯片領(lǐng)域有哪些短期和長(zhǎng)期目標(biāo),?
張亦農(nóng):中星微在過(guò)去十多年,,一直致力于安防監(jiān)控垂直領(lǐng)域的創(chuàng)新,構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn),、芯片,、平臺(tái)、集成,、數(shù)據(jù),、服務(wù)一體的體系。我們將從三個(gè)維度切入汽車芯片布局。
一是結(jié)合中星微在圖像,、視頻ISP,、圖像編解碼、機(jī)器視覺(jué)方面的長(zhǎng)期積累,,移植安防監(jiān)控領(lǐng)域里的編解碼標(biāo)準(zhǔn),、采集標(biāo)準(zhǔn)、傳輸標(biāo)準(zhǔn),,由車載多路視頻監(jiān)控的角度切入,。在汽車的感知系統(tǒng)中,前置攝像頭每小時(shí)產(chǎn)生70-300GB數(shù)據(jù),,ADAS每小時(shí)則生成1TB數(shù)據(jù),,liDAR 每小時(shí)生成36-252GB數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)很多需要做編解碼才能存儲(chǔ),。通過(guò)人工智能分析出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),,也需要做關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)。由中星微主導(dǎo)并在芯片中支持的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)通道,,可以有序支持這類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),,讓檢索更方便。目前,,中星微提供的車載智能監(jiān)控解決方案,,是將安防領(lǐng)域的積累移植到汽車領(lǐng)域的一種自然衍生。
二是在國(guó)密和數(shù)據(jù)安全上發(fā)力,。汽車中大量采集的數(shù)據(jù),,需要保證網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全,、人工智能安全和產(chǎn)業(yè)安全,。前一陣,特斯拉因?yàn)閿?shù)據(jù)安全的問(wèn)題,,又站到了輿論的浪尖上,。中星微車載智能監(jiān)控解決方案是目前唯一能提供端、邊,、云一體,,符合國(guó)密要求的基于前端信源加密的融合解決方案。
三是在系統(tǒng)集成架構(gòu)尚在演進(jìn),,算法還不成熟的時(shí)候,,中星微提供的人工智能算力作為協(xié)處理器更有靈活性。目前的自動(dòng)駕駛,,包含了數(shù)采集,、數(shù)據(jù)格式整合、數(shù)據(jù)處理等多個(gè)流水線環(huán)節(jié)。光是電子控制,,就包含發(fā)動(dòng)機(jī)控制,、動(dòng)力總成控制、傳動(dòng)系統(tǒng)控制,、制動(dòng)控制,、等多個(gè)流水線或分立的處理環(huán)節(jié),很多環(huán)節(jié)用到了汽車圖像識(shí)別人工機(jī)器視覺(jué)和駕駛決策AI處理器,。除此之外,,還包括ADAS涉及的自適應(yīng)巡航控制、自動(dòng)緊急制動(dòng),、主動(dòng)變道輔助等環(huán)節(jié),,車載信息娛樂(lè)涉及的語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)控制,、音頻視頻播放和存儲(chǔ)等環(huán)節(jié),。這些環(huán)節(jié)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到集中處理的階段,很多域控制處理都是分布處理算力的,。未來(lái)十年,,域控制單元占比將由2020年的29%提升至2030年的43%。在上面提到的眾多環(huán)節(jié)中,,中星微已經(jīng)能提供或計(jì)劃提供的幾T到幾十T算力的AI處理器,,能基于中星微NPU智能平臺(tái)支持駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)、ADAS等輔助駕駛功能,,并兼顧算力,、連通性、功耗,、成本,、布板面積方面的需求。
未來(lái),,中星微將以上述幾個(gè)領(lǐng)域?yàn)樽ナ?,繼續(xù)向其他車載芯片的種類擴(kuò)展,深耕ECU領(lǐng)域,。開(kāi)發(fā)支持豐富人工智能模型的芯片,,訓(xùn)練數(shù)據(jù)并配合經(jīng)典算法,走智能摩爾之路和XPU擴(kuò)張之路,,為中國(guó)汽車行業(yè)的騰飛賦能。