供應鏈落后或成主因 汽車也迎『芯片危機』

今年，芯片成為了整個科技圈的焦點，疫情影響下，全球芯片供應緊張。

這不，這場“芯片風波”已經從手機行業蔓延到了汽車行業。

有媒體報道稱，受芯片供應不足影響，車企減產或停產將在所難免，部分車企也承認確實會受到影響，只是現在情況還沒有那么嚴重。

目前大眾中國已經和總部、相關供應商展開協調工作，積極采取應對措施。據悉，相關車輛的客戶交付并未受到影響。

那么，為什么會出現汽車芯片斷供的現象？直接來看，很可能是由于國外芯片廠商停工導致芯片斷供。今年10月下旬，日本AKM（旭化成半導體）工廠發生火災，大火持續91個小時，直接導致芯片斷供。

不過，更深層的原因或許是近年來自動駕駛的蓬勃發展，使得普通車載芯片的供應不足。隨著智能化和電動化的推進，汽車上各種新興科技都要依托于芯片來實現，整車產線將更加依賴芯片的供應。

要知道，其實車載芯片一直都是一個較為穩定的小規模市場，更別提能做到行業巨頭的地位了。因此，這些車載芯片的制造商既沒有龐大的資金也沒有大規模的生產線，一旦遇到突發情況，就很可能面臨大規模芯片斷供的現象。

如此看來，車載芯片的供應鏈似乎確實有些跟不上智能汽車的發展了，在緊張的芯片大環境下，稍有干擾，都會對整個汽車行業造成影響。

車載芯片的過去、現在和未來

當前，車載芯片的發展趨勢正逐步從以CPU為核心的ECU（電子控制單元）走向以FPGA（現場可編程門陣列）、ASIC（專用集成電路）為核心的自動駕駛芯片，甚至是模仿人腦神經元結構設計的類腦芯片。

以往，車載芯片以ECU為主，主要分布在發動機等核心部件上，而ECU是與傳感器一一對應的。ECU的制作有著“傳感器信號－傳感器數據－驅動數據－驅動信號”這樣一個完整工作流程。

隨著汽車逐漸走向電子化，車載傳感器的數量變得越來越多，傳感器與ECU的一一對應使得車輛整體性下降，線路復雜性也急劇增加，因此DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構逐步替代了分布式架構。

Xilinx的Spartan系列FPGA芯片

當下，隨著自動駕駛的功能愈發精進，這些功能的實現需借助于攝像頭、雷達等新增的傳感器數據，需要借助更大算力的GPU來替代傳統的CPU。再加上自動駕駛算法需要GPU 來支撐其龐大的訓練數據，FPGA、ASIC成為目前主流的車載芯片解決方案。

FPGA在業內有著“萬能芯片”之稱，這就意味著你需要它有怎樣的功能，它就可以有怎樣的功能。

據了解，用戶可以通過燒入FPGA配置文件，來定義這些門電路以及存儲器之間的連線，用硬件描述語言（HDL）對FPGA的硬件電路進行設計。每完成一次燒錄，FPGA內部的硬件電路就有了確定的連接方式，具有了一定的功能，輸入的數據只需要依次經過各個門電路，就可以得到輸出結果。

不過，所謂的“萬能”，也就意味著通用性強而缺乏專業性，因此，難免會存在性能、功耗等方面的瓶頸。隨著人工智能應用規模的擴大，這類問題將日益突出，所以，現在更多的AI芯片選擇以ASIC取代FPGA 。

ASIC是針對特定需求而定制的專用芯片，因此無疑具備很強的專業性，一旦完成制造便不能更改。雖然失去了通用性，但ASIC無論是在性能、功耗還是體積上，都比FPGA和GPU芯片更有優勢，例如在嚴寒酷暑、刮風下雨或長時間運行等惡劣條件下，ASIC芯片都有穩定的計算表現，這就很適合做自動駕駛的芯片。

所以，ASIC備受AI芯片的青睞。

舉例來說，IBM的TrueNorth就是一款通過模擬大腦結構研制出的具有認知能力的類腦芯片。從2011年TrueNorth誕生到現在，這款芯片從只有“蟲腦”容量的水平發展到了能夠組合成一臺具有實時視頻處理能力的神經元計算機原型，讓我們看到了AI芯片的無限潛力。

IBM仿人腦芯片TrueNorth

由此我們可以判斷出，未來ASIC專用芯片將成為主流，也是未來AI芯片的核心。盡管AI芯片還處于研發初期，但毫無疑問，其未來充滿前景。

講完了車載芯片的發展之路，讓我們來看看國內汽車芯片產業現在有著怎樣的布局，什么時候才能不被芯片“卡脖子”？

中國汽車半導體有望迎來曙光

國內廠商在車規級半導體領域的布局大致可以分為三大類：一是傳統半導體廠商和車企；二是初創或者新加入這個賽道的企業；三是通過并購整合切入汽車級半導體市場的企業。

傳統車企中，比亞迪和中車等企業都采用自研的方式，而北汽、上汽、吉利等企業是通過與半導體廠商合作成立新公司的方式入局。初創公司中，DJI大疆的子公司覽沃科技 ( Livox ) 、速騰聚創RoboSense、安智杰科技等企業紛紛嶄露頭角。并購整合切入市場的，比如聞泰收購安世，打入汽車功率半導體；韋爾股份收購豪威和思比科，進軍CMOS圖像傳感器；北京君正收購ISSI，入局汽車級存儲芯片。

接下來讓我們具體看看國內汽車芯片產業的布局。

Livox Horizon激光探測測距儀

速騰聚創官網

安智杰科技 RR-01B 毫米波雷達傳感器

據了解，比亞迪從2005年開始就組建了自己的IGBT研發團隊，這也是目前國內唯一一家擁有IGBT完整產業鏈的車企，可謂是車規級IGBT市場的后起之秀。為了保持行業競爭力，比亞迪十分重視在研發上的投入。據悉，2019年該公司研發上的投入為56.29億元，同比增長12.83%，是汽車行業研發投入最高的車企。這也是比亞迪能在新能源汽車市場領先的一個重要因素。

中車從1964年就開始投入功率半導體技術的研發與產業化，2008年戰略并購英國丹尼克斯公司。中車還擁有國內首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線，基本解決了特高壓輸電工程關鍵器件國產化的問題。

此外，長城汽車也十分重視技術研發。據悉，該公司去年全年研發支出總額達到42.48億元，占營收比例4.47%，并重點布局汽車清潔化、智能化、網聯化領域。

隨著自動駕駛的落地，國內一些初創企業也在激光雷達、AI領域嶄露頭角。

在CES 2020上，DJI大疆的子公司覽沃科技 ( Livox ) 發布了兩款激光雷達傳感器——Horizon和Tele-15，這兩款激光雷達專為L 3/L 4級自動駕駛而設計。在價格方面，Livox的激光雷達也十分具備競爭力。

另外，創立于2014年的速騰聚創Robo Sense也發布了車規級智能固態激光雷達RSLiDAR-M1 Smart，專為L3-L5級自動駕駛而設計，集成了AI感知算法和SoC芯片，能提供優質的高分辨率三維點云數據。

成立于2015年2月的鐳神智能也發布了3款激光雷達產品LS20B/D/E；還有2014年成立的安智杰科技，于2016年進軍前裝OE市場，研發出RR-01B/E/G 毫米波雷達傳感器，迅速得到了客戶的認可，成為了國內領先的汽車毫米波雷達部件供應商。

在汽車半導體發展的大背景下，我們可以看到，無論是傳統芯片制造商還是一些初創企業，都在加大力度擴展技術和產品能力。

對于更加細分的汽車AI芯片，引用清華大學微納電子系副主任、微電子所副所長尹首一教授的話作為結尾，“我們的AI芯片產業創新與國際同步，可以說今天中國AI芯片的技術路線是最全面的，我們的應用領域是最豐富的，伴隨著中國的人工智能產業快速發展，AI芯片領域一定大有可為。”