特斯拉自动驾驶芯片拆解 自研自动驾驶芯片
作者 | 刘极昊
责编|刘极昊
主编|赵文华
ban位,是《王者荣耀》游戏里常用的一种战术。通常打赛时,双方队伍都会禁止一些高段位的英雄出场。
对比亚迪而言,它想ban掉的非特斯拉莫属。因为上半年,比亚迪的销量已经反超特斯拉,新能源榜首之争在所难免。
不过笔者认为,比亚迪只时暂时领跑,因为受疫情拖累,特斯拉二季度产能严重缩水(比预期少生产约10万辆)。要问谁能笑到最后,下半年才是决定性的一局。
就在这一节骨眼上,比亚迪又憋出了个大招,这次的目标是芯片。
日前有消息传出,比亚迪正在谋划自主研发自动驾驶专用芯片。该项目由比亚迪半导体团队牵头,甚至有所谓消息人士言之凿凿“如果进度快,年底可以流片”——所谓“流片”,就是流水线试制,属于量产前的关键环节,主要目的是检测设计的芯片能不能用,以便优化。如果测试OK,就照此大规模生产。
作为比亚迪的老对手,特斯拉三年前就已经实现了自研自动驾驶芯片的量产装车,比亚迪有此想法倒也不让人意外。更何况,此前刀片电池和DM-i插混系统量产太过顺风顺水,让比亚迪对这颗“小小芯片”的自研不以为意。但事实上,这件事远没有想的那么简单。
追赶者比亚迪
随着软件定义汽车成为趋势,自研已经成为一家车企核心生产力高低的首要判断依据,并影响着资本市场对车企的垂涎度。以比亚迪为例,正是基于“新能源”这个长期以来的核心标签,才获得了巴菲特和芒格的认可,在今年一举迈过了万亿市值的门槛。
虽然在资本市场如鱼得水,但理性看,比亚迪在汽车板块的核心技术都是磷酸铁锂电池、混动系统和相关电子产业,即便有成立20年之久的比亚迪半导体作为支撑,却也仅仅是在三电方面实现了IGBT、MCU之类半导体元器件的自给自足,并未涉足更高科技含量的自动驾驶芯片和座舱芯片。不过,比亚迪早有此意,掌门人王传福就明确表示过,“新能源汽车的上半场是电动化,下半场是智能化,比亚迪在智能化领域,会像在电动化领域一样,将所有核心技术打通,并进行充分验证。”
其言下之意,大概是指比亚迪如今已经在电动化领域打通了核心技术,下一阶段的发力点,就是以自动驾驶为代表的智能化领域。
只是,下半场比赛的难度要高得多。
在自动驾驶领域,Mobileye(英特尔旗下)、英伟达、高通这三家巨头组团“开黑”,全球主流车企几乎都是他们的客户,尤其是前者,早年间可谓巨无霸一般的存在。近几年Mobileye虽然因为固执的“黑盒子”损失了不少客户,但其新近发布的首个面向EyeQ系统集成芯片的软件开发工具包EyeQ Kit,可以让车企在平台上部署差异化的代码和人机接口工具,进一步满足行业对全栈自研的需求——大有再度称霸之意。
与此同时,国产芯片玩家也正在崛起,华为、地平线、黑芝麻、芯驰科技等都已经拿出了各自的产品,自主品牌车企也正在将目光逐渐从三大国际巨头身上转移回国内。比如华为,就已经形成车控、驾驶、座舱三大系列的智能平台。在自动驾驶方面,华为凭借鲲鹏 昇腾系列的芯片组合,以及激光雷达的应用,在去年4月就推出了算力高达400TOPS的自动驾驶计算平台MDC810,率先在极狐阿尔法S上面装车应用;又比如地平线,不仅已经有多家自主品牌车企深度合作,代表其最先进水平的征程5(128TOPS算力)也已完成量产级别测试,今年4季度即将在某头部新势力正式落地。
也就是说,全球范围有三大巨头泰山压顶,国内也有诸多厂家先行布局,比亚迪想要在自动驾驶芯片领域有所作为,其起点比起上半场的电动化,天生就落后了一大截。换句话说,比亚迪在上半场是先行者,现如今却成为追赶者。
当然,我们也可以换个角度来看,倘若比亚迪的出发点只是追求自动驾驶芯片的自给自足,那么,整件事情的可操作性又另当别论了。
自研芯片,钱算个什么问题?
车企对芯片的渴望与热情,从未像如今这么高涨。一是因为全球持续了两年的“芯片荒”让主机厂对供应链安全的重视达到了前所未有的高度,二是因为智能化是新能源竞争的必要条件,软件定义汽车时代已经来临。
若只是为了确保供应,车企们如今的选择往往就是深度介入二、三级芯片产业链,手段无外乎联合研发、直接投资等。比如大众,最近就刚刚传出消息,将跟意法半导体联合开发一种新型半导体,并交由台积电生产。其他诸如丰田、现代、一汽、上汽、广汽、长城等多家传统车企,也都先后传出跟芯片企业各种合作的消息。吉利的做法则更进一步,去年初在武汉投资建立芯擎科技,到年底就成功流片国内第一颗7纳米制程车规级SoC芯片“龍鹰一号”,最近刚刚获得10亿元的A轮融资,并将于今年四季度正式量产交付,届时,吉利旗下产品将用上自研的智能座舱芯片。
但如果是基于后一种原因的考量,那车企的做法就不只是简单的联合开发或者砸钱了,因为这已经涉及到“灵魂”的问题。
作为第一个从Mobileye封闭商业模式中跳出来的车企,特斯拉最早2016年初就启动了自动驾驶芯片研发项目,并于2019年正式在量产车上批量搭载,由此也奠定了Autopilot FSD的江湖地位。
在特斯拉的带动下,头部新势力如蔚来、小鹏、理想纷纷跟进,2021年相继宣布了各自的自动驾驶芯片自研计划,理想在三个月前甚至专门为此在绵阳成立了“理想智动”。进入今年,零跑与大华股份联手研发的自动驾驶芯片“凌芯01”也进入集成验证阶段,将在明年二季度进行实车测试。而这4家,还都是国内新能源市场上极具影响力和市场规模的新势力车企。
与新势力相比,无论在汽车业务本身,亦或是集成电路产业方面,比亚迪的功底无疑更深厚,尤其是后者,毕竟他有着比亚迪半导体这块20年历史的招牌,以及多年的手机代工基础。但这些优势也仅限于前面提及的IGBT、MCU之类的工业级半导体层面。而在自动驾驶芯片这一档,比亚迪和新势力们谈不上有什么实质性的差别,严格说都是从零起步。
显然,这就给要从技术层面超越特斯拉的比亚迪,提出了更为现实的两个问题。
我们先聊第一个问题。虽然以自动驾驶芯片为代表的车规级芯片在工艺制程上不如手机芯片要求高,如今手机芯片7纳米制程已普及,3纳米也不算新鲜,而车规级芯片14纳米已完全够用,汽车的体格决定了对此没有那么极致的要求。但不同于手机为代表的消费电子芯片,车规级芯片对使用寿命、安全性、可靠性、质量一致性等方面的要求更严苛,因为其工作温度范围在-40℃~155℃,且还要承受高振动、多粉尘和电磁干扰等,一般设计寿命为15年或20万公里,其百万规模芯片中允许出错的概率无限接近于0。也说是说,自动驾驶芯片必须实现更高的技术门槛。
此外,车规级芯片从设计到量产要经历一个漫长的过程。一般来说,从设计到流片成功,预计耗时一年半,之后认证又是一年,车型导入测试验证也需要一年甚至两年,一切顺利的话,才能量产前装,整个过程大概需要3-5年,当初的特斯拉正是用了三年有余。这就带来第二个问题,那就是自研周期长。
门槛高、开发周期长,必然还意味着资金的高投入,只不过,跟前两者比起来,钱又算个什么问题?
最后说说
对于比亚迪而言,年底在销量上保持对特斯拉的领先优势,其实悬念并不是特别大,毕竟,他是纯电和混合动力两条腿走路,而特斯拉只有纯电。加之本月比亚迪安徽工厂已投用,一期15万辆产能无疑为其进一步释放订单增加了保险系数。
但必须正视的是,从明年甚至中长期来看,比亚迪并非高枕无忧,体现在两方面:
一是市场,比亚迪的基本盘就是国内市场,国际市场才刚刚萌芽,而特斯拉是全球通吃,市场基盘和品牌认可度方面优势明显;
二是技术实力,虽然比亚迪有自己的刀片电池和混动系统,但特斯拉在自动驾驶方面已经有相当大的先发优势。特斯拉6年前开始研发自动驾驶芯片,迄今已数次迭代升级。其Autopilot FSD也将迎来最新的HW4.0芯片——据称搭载该自动驾驶芯片的车型将比人类驾驶安全10倍,比现有第三代产品提高了3倍。而未来,Autopilot FSD的收益很有可能超过汽车销售,成为特斯拉的主要利润贡献者。
中国有句老话叫“人无远虑必有近优”,比亚迪下定决心自研自动驾驶芯片,其实更多是一种长远考虑,正如王传福自己所言,上半场的较量,比亚迪已经赢得了国内市场,但随着新能源汽车进入智能化的深水区,比亚迪需要打通的核心技术才刚刚开始——继驾驶域之后,还有座舱域、整车域等一个又一个的硬骨头。而所有这一切,恐怕不仅仅需要比亚迪付出更大的投入,更需要决心和毅力。
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