车芯片计算能力 堆起来就完事了？
资料来源：Pixabay
不断提高芯片的计算能力已经成为智能手机行业竞争的标准。如今，汽车行业掀起了以芯片为主导的智能军备竞赛。
1月下旬，高通发布了具有5纳米工艺技术的SoC和加速器芯片，以及具有700多点计算能力的Snapdragon Ride平台。
在此之前，威来汽车的首款车ET7宣布搭载4款英伟达欧林芯片，总功率1016TOPS。相比之下，特斯拉FSD HW 3.0计算平台的计算能力是144TOPS。威来首席执行官李斌断言，马力加计算能力是定义高端智能电动汽车的新标准。
随着自动驾驶和人工智能的普及，“软件定义汽车”已经成为汽车界的共识，OTA已经成为智能电动汽车的标准。在这场智能竞赛的背后，芯片已经成为决定胜负的关键。在业内大多数人的认知中，芯片的计算能力越高，处理数据的能力越强，这也迫使汽车公司增加计算能力。
“电动化、智能化让汽车变成四个轮子的超级计算机，车载芯片在整车成本的比重肯定会越来越高。”地平线创始人兼首席执行官、工业汽车研究所专家余凯告诉《未来汽车日报》(ID: auto-time)，中国智能汽车品牌可能会复制之前智能手机市场的繁荣，与外国品牌并驾齐驱，但中国自主企业能否在底层芯片和操作系统上有所作为，是目前应该回答的问题。
“无条件和无休止的军备竞赛”
计算能力是芯片计算水平最直观的参数，已经成为智能汽车最性感的标签。
与传统燃油车不同，在软件定义车辆的浪潮下，智能电动汽车将分散在发动机、车窗和信息娱乐系统中的大量ECU(电子控制器单元)模块集成在一起，交给中央处理器统一控制，将最大限度地减少系统的冗余和浪费，更好地实现整车的自我管理。
随着智能驾驶舱和自动驾驶的登陆，需要更多的ECU和传感器，传统的分布式结构远远不能满足计算要求。根据恩智浦的预测，从2015年到2025年，汽车代码量将呈指数级增长，年均复合增长率为21%。过去，汽车的数据速度约为每秒150千字节，现在约为每秒千兆字节。
龚欣汽车研究所智库专家颜屋告诉《未来汽车日报》，智能汽车与传统汽车的关键技术区别在于，前者使用功能强大的中央处理系统芯片完成多路输入输出，然后处理用户交互功能。这是一条新的轨道，意味着智能汽车必须配备更高的计算能力芯片，以满足计算能力需求。
“芯片代表了车辆的计算能力和处理问题的能力。汽车公司关注芯片已经成为行业共识。”奇异汽车首席战略和品牌发展副总裁、龚欣汽车研究智库专家赵强告诉车企无论是主动还是被动都必须迎接这场无条件、无尽头的军备竞赛，即便目前自动驾驶还没有完全落地，仍然是硬件为先。《未来汽车日报》
一些汽车公司为了堆砌硬件，几乎“不付任何费用”。以威来ET7为例，其超级传感系统Aquila配备了33个高性能传感硬件，包括11个高清摄像头、5个毫米波雷达和12个超声波雷达，每秒可产生8GB的图像数据。巨大的数据传输也使威来超级计算机平台亚当配备了四个NVIDIA Drive Orin芯片，计算能力为1016TOPS。
除了威来汽车，小鹏和理想汽车也与英伟达牵手。小鹏P7采用NVIDIA Xavier计算平台，计算能力30TOPS。理想情况下，计划英伟达最新一代奥林系列芯片，预计2022年将量产计算能力高达200TOPS的芯片。智奇发布的两款新车甚至可以达到500到1000TOPS的计算能力。而长城WEY品牌摩卡和魏玛W6车型则选择了车辆规格级别的高通8155芯片。
未来汽车日报制图
在竞争的压力下，芯片已经成为智能汽车的数字引擎，也成为汽车公司竞争力的关键。
>“无论是自动驾驶还是智能座舱，这些功能实现的前提都是硬件基础设施的完善。”联动云出行集团CTO、工信汽研智库专家沈剑告诉未来汽车日报，芯片算力值的提升，核心还要解决智能汽车底层基础设施的建设问题。“车企出现算力值的比拼并不奇怪，但算力作为硬件基础设施建设的一环，距离软件真正定义汽车的程度还差的很远。”
与此同时，芯片高算力也在考验车辆的软件协同能力。芯谋研究公司研究总监王笑龙告诉未来汽车日报，目前智能汽车的普及性、适用性以及灵活性都差强人意。“算力当然是越高越好，但只堆算力远远不够，还需要传感器以及软件的协同配合。”
一个明显的例子是，早在2018年，特斯拉CEO马斯克就表示，特斯拉自研的HW 3.0芯片可以大幅提升汽车的自动驾驶性能，最高提升幅度可以达到20倍，不过单芯片的算力仅为72Tops，相较上一代芯片并没有提升太多。
余凯曾公开表示，芯片算力的TOPS数值，只是一个理论上限，真正能够利用多少取决于跟软件算法的配合，“算力在摩尔定律的意义上是不可维系的，算力不能代表汽车智能芯片的真实性能。”
不过在不少车企看来，只有激进的产品策略才能占领高地，毫米波雷达、高清摄像头以及高算力芯片成为标配。“从功能车到智能车过渡期间，大家都在无条件、无意识地往上堆硬件。”赵强表示，“很大程度上都是被迫的。”
NVIDIA DRIVE AGX XAVIER 来源：英伟达官网
自研和国产能解「缺芯」尴尬吗？
芯片算力竞争的另一面，是汽车行业集体“缺芯”的尴尬。
2020年12月初到现在，全球性汽车“缺芯”的焦虑情绪仍在蔓延，由此引发的车企减产以及芯片暴涨的副作用也在车市持续引发不安。多位芯片行业人士告诉未来汽车日报，疫情期间供应链的规划没有跟上需求的变化是导致芯片供需失衡的重要因素，芯片价格暴涨甚至不排除行业炒作的因素。
在芯片供应商和汽车主机厂之间，芯片长期处于供求紧平衡局面，如今新冠疫情改变了这种产业链的常态，也为国内车企敲响警钟。
目前中国自产的汽车芯片产业规模不到150亿元，不足全球规模的5%，虽然国内也有部分半导体企业，但产品规模并不大，且集中在低端领域。这也造成一种现象：虽然中国汽车产业规模占全球30%以上，但每年进口汽车芯片的费用超过千亿元。
“一些车企以后搞不好都会（成为）给芯片厂商打工的了。”王笑龙表示，高算力芯片的制造条件比较苛刻，而且汽车要求的可靠性非常高，国内MCU等高算力芯片产品严重依赖国外，这也让国内车企会受限于芯片的发展。
曾经高通通过芯片、专利让国产手机商给自己打工的痛楚映射到汽车行业，如今中国汽车厂商似乎难以避免地被欧美芯片厂商扼住了命运的喉咙。
不过相比手机厂商，无论是品牌号召力还是影响力，汽车制造商更占上风。王笑龙表示，汽车厂商虽然不可能什么芯片都自己做，但是可以多和几家芯片公司合作，而且“一定要参与到芯片的研发和定制工作中”，才能在供需关系上占据更大的话语权。一个明显的例子是，为了保证ET7在2022年一季度交付，蔚来甚至推动了英伟达提前量产Orin芯片。
而与此同时，汽车厂商也在自研芯片的道路上开始探索。
2019年的自动驾驶日上，特斯拉就首次公布了自研的自动驾驶芯片。2020年，据外媒报道称，台积电将为特斯拉代工汽车芯片HW 4.0 。2021年1月26日，韩国媒体报道称，特斯拉已与三星合作研发一款全新的5nm芯片，用于全自动驾驶，而该芯片还将用于HW 4.0硬件。
2020年10月，36氪从多位行业人士处获悉，蔚来正在规划自主研发自动驾驶计算芯片，该计划尚处于早期，主要由李斌推动。针对此消息，李斌回应称“自研自动驾驶芯片并不难，蔚来会保持自己的竞争力”。
此外，在芯片短缺且严重依赖进口的情况下，国产替代浪潮逐渐兴起。一批国内芯片厂商也开始布局自动驾驶芯片，地平线将会在2021年推出的征程5，单芯片AI算力将达到96TOPS，黑芝麻智能将于2022年下半年发布超200TOPS算力的A2000芯片。
“中国自主品牌可以多给中国自己的车载智能芯片以及软硬件方案商多一些机会。”余凯表示，这样不仅使中国智能汽车产业发展更快，也更有利于中国企业参与全球化竞争。
在中国市场的大环境下，半导体行业已经迎来历史发展机遇。根据云岫资本数据，2020年半导体行业股权投资案例413起，投资金额超过1400亿元人民币，相比2019年约300亿人民币的投资额，增长近4倍。相应地，天眼查数据统计，2020年注册在案的芯片企业达到59793家，比10年前增加百倍。
“高速率的芯片，中国人一定能够实现自研和国产。”对此赵强表现的颇为乐观，“而且时间不会太长。”
作者 | 秦章勇
编辑 | 周 游
