最近這幾年新能源汽車發(fā)展迅速,，以“蔚小理”為代表的中國造車新勢力在“缺芯,、限電,、補(bǔ)貼退坡”等多重困難影響下，2021年各家新能源車的銷量仍實現(xiàn)高速發(fā)展,。其中小鵬交付98,155臺,，勁增2.6倍,，穩(wěn)居“蔚小理”銷量冠軍,；蔚來全年交付91,429臺，同比增109.1%,，連續(xù)兩年翻番,；理想交付90,491輛，增177.4%,。
在經(jīng)歷了缺芯,，以及如特斯拉等巨頭自研芯片、新能源車對半導(dǎo)體的新需求等的影響,，頭部的車企開始覺得自己有必要設(shè)計芯片或者參與到芯片設(shè)計當(dāng)中去,。最近，我們也陸續(xù)窺見“蔚小理”在汽車芯片上的布局,。
自研ISP成新一輪焦點
近兩年,，在產(chǎn)業(yè)界,，ISP芯片的存在感愈發(fā)提升。尤其是國內(nèi)的手機(jī)廠商OPPO,、vivo等開始自研ISP,，隨著自動駕駛汽車攝像頭的增多，ISP處理器在自動駕駛領(lǐng)域開始扮演重要角色,。整車自研ISP正在成為新一輪“造芯”運(yùn)動的焦點之一,。
首先，什么是ISP,？ISP 的全稱是Image Signal Processor（圖像信號處理器）,，其目的是對光學(xué)傳感器輸出的Raw圖數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理，使之成為符合人眼真實生理感受的信號,，并加以輸出,。如下圖所示，ISP接收原始圖像信號以重建適合人類觀看的主要成分（紅色,、綠色和藍(lán)色）的全彩色圖像,。如果 ISP 芯片能夠以每秒或超過 30 幀/秒的速度處理圖像，則可以用于視頻應(yīng)用,。
在汽車中的行車記錄儀,、電子鏡、后視攝像頭和環(huán)視攝像頭中,，每個設(shè)備都需要一個ISP來處理圖像信號,。它作為車載攝像頭的重要構(gòu)成組件，能夠幫助車輛清晰的“看”到外界環(huán)境圖像,。
據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察獲悉,，蔚小理都在背后默默自研ISP。而我們也可以從一些招聘網(wǎng)站上看到一些蛛絲馬跡,。據(jù)“Boss直聘”,、“獵聘”等各大招聘網(wǎng)站的歷史數(shù)據(jù)顯示，去年這三家均在為自研ISP處理器而招聘人才,。其中蔚來招募的是【ISP芯片驗證工程師（J6C52）】以及【ISP 3A圖像算法工程師】,，小鵬在招聘【自動駕駛ISP開發(fā)及影像評價工程師】，理想在招聘【ISP算法工程師】,。
而在此值得一提的是,，特斯拉堅持的是“純視覺路線”，不適用激光雷達(dá)和ISP等,。2021年第一季度財報電話會議上,，馬斯克表示不需要雷達(dá)，因為人類就是只使用視覺來駕駛,。2021年5月,，特斯拉宣布從當(dāng)月起交付的所有 Model 3和 Model Y車輛將不再配備雷達(dá),。相反，這些車輛將利用特斯拉的“Pure Vision”方法,，該方法僅使用其八個外部攝像頭來執(zhí)行半自動駕駛功能,。并在去年的AI Day上表示，HW 4.0將“干掉ISP”的計劃,。
馬斯克反對使用激光雷達(dá)和ISP的論點是兩方面的：
一方面,，馬斯克認(rèn)為我們目前的交通和道路系統(tǒng)是為純視覺系統(tǒng)設(shè)計的——這意味著道路是為駕駛員設(shè)計的，可以用眼睛導(dǎo)航,。任何人工智能系統(tǒng)要想顯著優(yōu)于人類駕駛員,，首先需要解決純視覺駕駛問題。其次,，為什么特斯拉不選用激光雷達(dá)和ISP傳感器等,，馬斯克的回答，一是成本,；第二,，復(fù)雜性。添加冗余傳感器將增加數(shù)千美元的車輛成本,，這將使特斯拉整車的成本更高,。
另一方面，這些傳感器生成數(shù)據(jù)流,，然后必須對其進(jìn)行處理,，從而增加了人工智能系統(tǒng)的復(fù)雜性。這將需要更多的處理能力,、更多的能量,，從而使車輛效率更低、成本更高,。
“當(dāng)機(jī)器視覺正常工作時,，它比最優(yōu)秀的人類工作得更好，因為它就像有八個攝像頭,，就像在你的后腦勺,，頭旁邊有眼睛，并且有三只不同焦距的眼睛向前看,，并且以超人的速度處理它。毫無疑問,，通過純視覺解決方案,，我們可以制造出比普通人更安全的汽車，”馬斯克說,。
根據(jù)特斯拉的說法,，轉(zhuǎn)向純視覺系統(tǒng)是該公司向更廣泛的公眾發(fā)布全自動駕駛汽車之前的最后一道障礙,。
所以在去年的Tesla AI Day上，特斯拉宣布了HW 4.0方案（或 FSD Computer 2）,，馬斯克表示,，雖然 HW3.0 可能比人類駕駛員安全 300%，但 HW4.0 可能會安全 1000%,?！拔蚁嘈?HW 3.0 或 FSD Computer 1 將能夠在比人類高得多的安全水平下實現(xiàn)完全自動駕駛，可能至少比人類好 200-300%,。
特斯拉Hardware 4計算機(jī)將由三星電子公司生產(chǎn),，使用7nm制程，至于為何沒采用更先進(jìn)的5nm工藝,，主要是由于汽車不像手機(jī)那么小,，為了長壽和穩(wěn)定運(yùn)行，可以犧牲一點空間,。
關(guān)于汽車是走“純視覺派”還是“激光雷達(dá)派”,，業(yè)界也是各抒己見，有人認(rèn)為如果特斯拉此舉走通了,，勢必也會引起其他廠商跟進(jìn),。但也有業(yè)內(nèi)人士指出，去掉ISP,，這樣算法的開發(fā)難度會很大,，周期也會長。至于結(jié)果如何,，還需要時間和市場的考驗,。
不可不爭的SiC
這幾年新能源車不斷發(fā)展和普及。在汽車從內(nèi)燃機(jī)向電動化轉(zhuǎn)變的過程中,，也迎來Si向SiC的轉(zhuǎn)變,，SiC迎來了絕佳的發(fā)展風(fēng)口。與傳統(tǒng)電動汽車采用的硅 (Si) 技術(shù)相比,，SiC (SiC) 可提高電池續(xù)航里程,、改善其性能并縮短充電時間。在經(jīng)歷巨大變革的同時,，所有主要廠商都在努力將SiC (SiC) 進(jìn)一步集成到自身技術(shù)之中,。
去年6月份，蔚來ET7的首臺SiC電驅(qū)系統(tǒng)C樣件已下線,，蔚來ET7將在明年上市,。去年11月的廣州車展上，小鵬汽車的SUV新車型小鵬G9，是國內(nèi)第二款采用SiC的量產(chǎn)車型,，也是國內(nèi)基于首款SiC800V平臺的量產(chǎn)車型,。由于采用了800V高壓SiC平臺，相比400V平臺續(xù)航提升了5%,，還能實現(xiàn)快速充電,。
不少車廠已經(jīng)相繼開始了SiC的布局，如豐田和電裝,、富士,、三菱合作開發(fā)SiC基MOSFET。國內(nèi)方面,，比亞迪已在進(jìn)行SiC基功率半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)的研發(fā),。理想和小鵬最近也開始了對SiC的布局。
今年2月16日,，小鵬投資了SiC功率半導(dǎo)體和芯片解決方案提供商上海瞻芯電子,。據(jù)瞻芯電子官微消息，目前公司已成為中國第一家自主開發(fā)并掌握6英寸SiC MOSFET產(chǎn)品以及工藝平臺的公司,。瞻芯這幾年陸續(xù)在車規(guī)級高電壓,、低電阻SiC MOSFET器件上的突破，圍繞以SiC應(yīng)用為核心的Turn-key芯片方案供應(yīng)商戰(zhàn)略,，穩(wěn)步推進(jìn)SiCIDM的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,，即將打通從設(shè)計到生產(chǎn)的閉環(huán)。
小鵬汽車副總裁張曉楓,、投資總監(jiān)張小奇表示：SiC功率器件憑借其在轉(zhuǎn)換效率,、體積和散熱等方面的優(yōu)勢，已經(jīng)在工業(yè)和光伏等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,；產(chǎn)品良率的不斷提升以及供應(yīng)鏈的完善也顯著地降低了SiC的成本,；隨著新能源車銷量的快速提升，SiC在電驅(qū)動,、OBC和充電樁等部件中的應(yīng)用也將為SiC打開更加廣闊的市場,。
3月23日，理想汽車與三安光電投資成立了蘇州斯科半導(dǎo)體公司,。企查查股權(quán)穿透顯示,，該公司由理想汽車關(guān)聯(lián)公司北京車和家汽車科技有限公司、三安光電全資子公司湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司共同持股,。經(jīng)營范圍含電力電子元器件,、半導(dǎo)體分立器件制造銷售；電子元器件制造等,。
此舉也被業(yè)界推測為是理想與三安半導(dǎo)體共同布局車用SiC芯片的一個重大舉措,。理想汽車CEO李想去年明確提出到2025年要取得20%的新能源汽車市場份額,，成為中國排名第一的智能電動車企業(yè),。而在這個目標(biāo)的背后,，自然離不開SiC的支持。
近幾年,，三安光電加大了對SiC的投資布局,，去年6月，湖南三安半導(dǎo)體總投資160億元的基地一期項目已正式投產(chǎn),，據(jù)稱這是國內(nèi)首條,、全球第三條SiC垂直整合生產(chǎn)線。近日其制造的SiC二極管首批入選《汽車芯片推廣應(yīng)用推薦目錄》,，標(biāo)志著三安半導(dǎo)體車規(guī)級功率器件正式“上車”,。理想與三安合作，一方面可以利用其在SiC領(lǐng)域的技術(shù)積累,，另一方面,，產(chǎn)能還有保障。
而另一邊蔚來汽車暫時沒有傳出在SiC芯片上的布局,。不過其此前據(jù)報道,，先是成立獨立硬件團(tuán)隊“Smart HW（Hardware）”，用來研發(fā)自動駕駛芯片,。后又挖來了一位芯片專家,，去年10月29日，擁有豐富芯片前端設(shè)計經(jīng)驗的胡成臣宣布加入蔚來汽車。2003 年，胡成臣本科畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)自動化專業(yè),，2008 年博士畢業(yè)于清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè),。他曾任西安交通大學(xué)計算機(jī)系教授、系主任,，加入蔚來汽車之前，曾擔(dān)任賽靈思亞太區(qū)實驗室首席工程師、實驗室主任,。
特斯拉也是將前AMD首席架構(gòu)師Jim Keller挖來，擔(dān)任Autopilot硬件工程副總裁,，后來特斯拉也開始自研自動駕駛芯片,。業(yè)界推測，隨著胡成臣的加入,，蔚來的自研芯片計劃或?qū)⒖焖偕像R,。
結(jié)語
隨著電動汽車和下一代汽車技術(shù)開始投放市場，未來汽車半導(dǎo)體需求將不斷增加,，國內(nèi)電動車勢必走上自研之路,。整車廠自研已在這兩年全面開花,，這條路是特斯拉趟過，且成功了的,。相信上述這些也只是“蔚小理”等新能源汽車廠造芯布局的冰山一角,，我們也期待能看到國產(chǎn)新能源車更多在芯片上的成就。
