「國家是時間的河流上的航船」,晶片產業也是如此。
文丨智駕網 王欣 雨來
編輯 | 雨來
中美晶片產業鏈在2024年的年底有陡然加速斷裂之勢(詳見《》)。
在12月2日美國政府宣佈對中國140家晶片相關公司列入限制貿易名單2天之後,中國汽車工業協會等四大協會發布宣告呼籲汽車企業謹慎購買美國晶片。
而在對國家市場監管總局涉嫌違反《中華人民共和國反壟斷法》開展立案調查後,向智駕網發來的非官方回應頗為值得玩味:
英偉達憑藉實力取勝,這反映在我們的基準測試結果和對客戶的價值上,客戶可以選擇任何最適合他們的解決方案。我們努力在每個地區提供最好的產品,並在我們開展業務的任何地方履行我們的承諾。我們很樂意回答監管機構對我們業務的任何問題。
在12月4日由中國汽車工業協會組織的2024全球汽車晶片創新大會在無錫舉辦,K中國汽車工業協會常務副會長兼秘書長付炳鋒表示:
當前,汽車晶片供應總體平穩,由於國際形勢的變化,對晶片供應也帶來很大不確定性。以中國為主要引擎的全球汽車市場對汽車晶片的需求不斷增長。作為汽車新技術應用和功能提升的核心部件,汽車晶片技術不斷迭代,效能持續提升,產品型別愈加豐富,做好汽車晶片統型與軟硬協同至關重要,也更迫切需要汽車晶片產業鏈上下游企業之間進行更加緊密開放的合作交流,共同創新,協力前行。
在大會召開同日,國內晶片股開盤集體走強,多隻股票一度漲停。
這一反常表現,透露出國內資本和輿論對於國產晶片的信心大增。
但這種信心並不能迴避現實問題,即不購美國晶片,中國自主晶片能不能完成填補空缺?
即便可以在品類上能填補空缺,效能上能不能做到與國外產品一致,當下中國晶片的製造能力能不能完成足夠的產能?
從市場規模來看,中國成為世界上最大的汽車晶片市場沒有疑義,2023年整個汽車晶片市場規模為690億美元,到2030年這一規模或達到1300億美元,其中30%左右的市場在中國。
但更為骨感的現實是,汽車晶片的國產化率從過去的不到5%上升到了現在的10%左右,但目前整個市場份額還是不高。
計算和控制類晶片、功率和儲存類晶片對外依賴度分別達99%和92%。
國內企業汽車晶片生產設計能力仍然不足,以及智慧座艙和自動駕駛這兩大域的發展短期內仍依賴於外資廠商所控制的現狀,尤其在智駕領域,英偉達絕對的遙遙領先。
蓋世汽車研究院公佈的資料顯示,今年1-6月,在智駕域控晶片裝機量排行中,英偉達Drive Orin-X、特斯拉FSD的份額之和達到63.5%;在座艙域控晶片品牌商裝機量排行中,高通、AMD、瑞薩的份額之和達到87.6%。
而在車載MCU領域,全球市場迄今仍被外資廠商高度壟斷,2023年英飛凌、恩智浦、瑞薩電子等Top5企業合計佔據大約90%的市場份額。
車規儲存晶片市場同樣如此,由三星、美光、海力士等外資巨頭佔據主導,其中僅三星市場份額就高達45%。乙太網晶片市場,博通、美滿、瑞昱、TI、高通、微芯六家外資供應商亦佔據了90%以上的份額。
雖然積極的一面是,功率半導體、通訊半導體國產化率提升很快,但SoC與高階MCU的國產率仍然較低。
正如,工信部電子五所元器件與材料研究院高階副院長羅道軍所言:
「中國晶片的自給率目前不到10%,是結構性的短缺。」
01.MCU時代結束了嗎?
從工藝角度來看,汽車高階MCU的製造難點導致市場門檻很高。
比如NVM和邏輯電路的工藝之間的差異,使得提升工藝節點變得更為複雜。
儘管AI晶片等數字晶片可以利用3nm甚至更小的工藝節點製造,但對於集成了大容量NVM的MCU,工藝節點通常停留在16nm或更大。這是因為在現有技術下,更先進的工藝節點無法有效支援大容量NVM的製造。
為了縮小NVM和邏輯電路之間的工藝差距,一些公司正在探索新型儲存技術,如RRAM(電阻式隨機儲存器)、MRAM(磁性隨機儲存器)等,這些技術有可能在未來取代傳統的Flash,實現更小節點、更高密度的儲存解決方案。
正因為上述製造難點的限制,讓只有在製造工藝和技術研發方面具備強大實力的公司,才有在高階MCU市場佔據主導地位的機會。
不過由於汽車作為電子產品的屬性越來越強,其對晶片的需求也變得愈發複雜。取而代之的是,市場上出現了大算力SoC會替代MCU的言論。
長安汽車執行副總裁張曉宇曾表示,未來MCU也許會弱化,實際上是一個很大的趨勢。
在他看來,MCU和SoC的界限會更加的模糊化,MCU也許就會變成只是通訊特徵的功能,比如說實現通訊管理,安全供電,OTA等,整個都要扔到高速乙太網車裡,剛才說未來是基於資料驅動,計算和資料能夠被全量全域的APP來呼叫。
從智慧汽車的視角來看,晶片未來的發展趨勢是高整合,高算力,低損耗,高安全。
而隨著新的電子電氣架構對MCU產品提出了更高的效能以及整合度要求時,對於這些產品的複雜度也提出了更高的要求,在產品變得更復雜時,如何在各個模組和各種電子電氣架構當中實現通用性是需要解決的一大問題。
從時機和競爭等多個維度考慮,車企更願意選擇有出貨量規模、上車經驗豐富且有出海部署能力的晶片供應商,因為半導體產業遠高於其他產業的產能投資成本和週期,深陷價格戰泥塘的車企顯然對其晶片供應商給予市場快速響應能力的期望。
日本半導體公司瑞薩汽車部門中國區總經理張佳浩表示,產品的迭代與產能的佈局在效率、成本和穩定之間處於艱難的平衡狀態,因為快速迭代一定對穩定性帶來了挑戰,特別對於在車載應用當中如何同時做到穩定、可靠。
他認為在激烈的競爭中採用新技術和保障穩定可靠是一個取捨問題,往往無法兼顧。從良性發展來看它應該是能夠統一的,但如果極致的追求一方面比如速度,勢必會對另外一個方面帶來風險。
特別是在現在新車開發週期日益縮短,行業節奏越來越快,架構的演變催生新的晶片訴求,晶片廠商如何適應車企節奏也是一大考驗。
這對於國產晶片產商而言,問題是一樣的。
02.
國產晶片廠商的定位焦慮
不過效能、量產能力只是制約中國晶片廠商的問題之一,他們同時面臨的還有越來越複雜的與主機廠的關係,傳統的Tier-1、Tier-2定位正在瓦解,而新的合作模式尚未確定。
張曉宇表示,主機廠、零配件廠商和晶片廠商從層次的關係變成了鐵三角的關係,以實現需求透明,訂單透明,庫存透明為目的。
在新的電子電氣架構下,主機廠會有更多個性化的產品設計,會更多投入到像座艙、智駕、域控等領域中來,促使零配件廠商尋求各種新的差別技術的開發。
張佳浩則認為:「我們一直在說成本的競爭,其實最終還是需要技術降本,需要透過產品迭代實現更最佳化的成本構成。」
在汽車行業,平臺化和模組化目的是為了降低零部件數量和管理成本,以滿足車型的個性化需求。
雖然今天市場都在圍繞軟硬體解耦大的方向做策略,但張佳浩發現,短期內其實很難真正做到軟硬體的解耦,在平臺化的設計之下,面臨突發情況的時候其實要做產品變更,增加了很多時間和資源的成本。
當下,不僅整車廠和晶片公司之間需要協同,其實主機廠之間也需要協同。
「如果每家主機廠都需要定義自己的晶片,首先會有很多冗餘設計,其次是不扛供應鏈風險。」某主機廠硬體開發人士小杰(化名)表示。
而鑑於以往缺芯潮的經驗,眾多晶片Tier 1們開始權衡,到底是承擔晶片斷貨的風險,還是向下遊客戶進行百萬元投入的風險更大?
過去幾年,國產MCU廠商研究如何從Tier 2「上位」到Tier 0.5,比如NVIDIA與賓士合作開發自動駕駛技術、大眾汽車與意法半導體(STM)合作開發車用晶片等。
但往往正是行業集體向Tier 0.5轉移,讓中間環節的Tier 1彷彿成為了「夾心餅」,小杰發現,Tier 1價值鏈被轉移了,以至於在晶片廠商與汽車使用端直接連線之後,Tier 1的生意更為不好做。
迴歸到業務融合和業務協同來看,晶片到底該如何定義和更好的創新?
最基本的即是需要晶片廠商和Tier 1以及主機廠坐下來進行共創式的研發和探討,進行產業鏈拉通。
在地緣政治成為影響因素之後,主機廠關注晶片產業鏈安全,甚至指定關鍵部件代工。這也促使晶片廠商在產業鏈上必須有非常強的資金投資以及生態夥伴的合作。
芯擎科技CEO汪凱坦言:「晶片行業一家是做不起來的,必須有行業角度的合作。」
東風汽車集團原董事長竺延風認為,主機廠則是要擁有整合的能力,即把資源整合起來為客戶打造差異化。
在他看來,作為主機廠來講,要掌握其一是替代關係,其二是合作關係。「術業有專攻,作為整車廠來講,我再去花更大精力的設計晶片(投資造晶片廠)或者說我做基礎平臺軟體,這個不主張。」
03.
SOC期望完全「去美化」還很困難
「國產晶片雖然取得了較好的發展,但在晶片功能安全與可靠性方面,我國仍面臨諸多挑戰,與國際先進水平相比還存在差距。」中國汽車工業協會總工程師、副秘書長葉盛基表示,部分國產晶片在複雜環境下的穩定性和可靠性還有待進一步提高,產品驗證與測試技術手段還有待進一步加強。
基於目前我國汽車晶片在功能安全及可靠性方面面臨的發展問題及挑戰,葉盛基總結需要在以下幾個方面攜手努力:
一是進一步完善標準體系建設,加強和推進創新合作。並形成具有自主智慧財產權的創新標準,提升我國在該領域的技術水平與話語權。
二是進一步完善晶片驗證流程,強化可靠性監測。
三是做好研發與生產準備,為批次化生產提供有效支撐。
四是全行業攜手努力,加速擴大產業規模。
國家新能源汽車技術創新中心主任,中國汽車晶片產業創新戰略聯盟秘書長原誠寅日前向智駕網表示:
高效能、高算力的複雜的SOC在短期內期望完全美化還很困難,這個過程一定是一個平衡的過程,行業協會也沒有一刀切說不要購買或者不要用,產業發展是要過渡式的、漸進式的,從來沒有0和1的這個切斷。在這個過程中,大家會更多的審慎的去判斷我能不能給自主的晶片企業多一些上車的機會。
目前,我國企業已經具備了14nm及以上製程晶片的量產能力。這一製程水平的晶片已經能夠滿足許多應用領域的需求,如消費電子、通訊裝置等。
也有部分中國廠商已經實現了7nm晶片的生產,在先進製程晶片製造方面取得了突破。
日前華為終端BG CEO何剛在與原央視主持人張泉靈對話時表示,「我們(Mate 70系列)所有的晶片都具有國產能力」。這其中也包括與AI相關的GPU。
這一回應大大激發了各界對中國晶片產業的自信。
但是業內相關人士也向智駕網表示,對於多數高階晶片具備國產能力和具備大規模生產,保證良率是兩個概念。
在中美兩國就晶片之間拉扯之際,谷歌在12月9日推出了最新量子晶片Willow。
這一晶片據稱取得了兩項重大成就:首先,使用更多量子位元進行擴充套件,可大幅度減少錯誤,解決了量子糾錯領域近30年來一直試圖攻克的關鍵難題。另外,在標準基準計算測試中,Willow在不到五分鐘的時間完成了當今領先的超級計算機需要10的25次方年才能完成的計算,「這一令人難以置信的數字超出了物理學中已知的時間尺度,遠遠超過了宇宙年齡。」
在智駕網採訪的眾多晶片行業中人,都強調晶片產業是全球化的產業,沒有交流就不會誕生有競爭力的產品。在中美關於晶片產業的競爭中,當下,中國晶片產業依然處於追趕,處於守勢。
但美國單方面的主動斷鏈行為,對雙方的企業都是一種傷害,「我們很大一部分業務集中在中國,中美貿易和國家安全緊張局勢加劇了這種集中的風險。」高通近日表示。
另一方面,正如原誠寅所言,即美國的限制給了國產車載晶片上車和擴大產能提供了難得的契機。
而對於整體處於守勢的中國晶片產業當下最大的優勢是,我國不僅是世界最大的市場,也已成長為全球最大的出口國,今年1-10月,中國半導體出口達9311.7億元,增長21.4%,到今年11月,中國晶片出口額已突破一萬億元。
客觀的說,中國晶片產業攻克高納米制程,最需要的是時間,而時間恰好在我們這一邊。而對於關注中國晶片以及汽車晶片產業的人士而言,最核心的是不要因一時意氣而打斷這一程序。
正如「國家是時間的河流上的航船」,晶片產業也是如此。
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