挑戰(zhàn)高通8155 國產(chǎn)“芯”希望

百年汽車工業(yè)的未來，承托于方寸硅片之上。 登上時代的巨輪，車企正共同奔赴軟件定義汽車的時代。 機(jī)遇將至，砥礪前行一個甲子的中國汽車開始嶄露頭角，其中有時運(yùn)的輪轉(zhuǎn)，背后亦少不了汗水和堅韌?？傊谛履茉雌嚨牡蕾愔?，中國品牌已然亮劍。其勇氣不只是來源于背靠全球第一大汽車市場的底氣，更因我國擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中的全部工業(yè)門類，且全球唯一。 得益于巨大的產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢與制造業(yè)潛力，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)、市場均做到了全球首位。今年7月，中國新能源乘用車市場份額占全球的68%，這意味著，世界上每賣出10輛新能源汽車，就有7輛行駛在中國的土地上。 世界向東，中國向上，是眼下新能源汽車井噴時期的縮影。但是否意味著終局已現(xiàn)？不盡然。 任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都無法一蹴而就，只是在摸索前行的過程中，電動化成了新能源汽車“革命”的立足點(diǎn)，同時也為高度智能汽車的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了先決條件。在新能源汽車發(fā)展的下半場，智能化程度才是真正的勝負(fù)手。而負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)統(tǒng)領(lǐng)各部分的“大腦”——芯片，則直接決定著品牌上限。 在此背景下，8155、820A、8295等一串串?dāng)?shù)字正被車企視為通往成功的密碼。 “8155”到底是誰？這枚芯片全稱為高通SA8155P，是高通第3代數(shù)字座艙平臺的旗艦產(chǎn)品，也是目前車規(guī)級SoC芯片中的“網(wǎng)紅產(chǎn)品”。此刻，“8155”正運(yùn)行在20余款、數(shù)十萬輛自主中高端車型的主板上，這些車型是中國汽車整體向上的縮影，同時，它們也站在了與國外汽車品牌抗衡的最前沿。 撥開紛繁的信息，高通8155是否就意味著高銷量轉(zhuǎn)化率？答案是否定的，畢竟在新能源市場風(fēng)頭正勁的特斯拉和比亞迪都沒有采用這枚網(wǎng)紅芯片。 此外，在《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者調(diào)查中，諸多芯片行業(yè)從業(yè)者都給出了相同的觀點(diǎn)——“在智能座艙領(lǐng)域，高通8155并非不可替代?！痹蚴牵谑謾C(jī)消費(fèi)芯片改版而來的高通8155，與車規(guī)級芯片的研發(fā)設(shè)計流程并不相同。 相反，國內(nèi)可替代高通8155的車規(guī)級智能座艙芯片已不在少數(shù)：芯馳的智能座艙芯片“艙之芯”X9、地平線的征程5、芯擎科技剛剛完成流片的龍鷹一號…… “以前，國產(chǎn)汽車芯片市場占有率只有2.5%，而且絕大多數(shù)還是低端芯片。對我們來說，第一步是把產(chǎn)品做好，第二步是把成本降下來，才能和國際芯片同臺競技?！毙抉Y科技副總裁、首席品牌官陳蜀杰認(rèn)為，國產(chǎn)芯片已經(jīng)迎來窗口期，本地化的研發(fā)與生產(chǎn)將在未來競爭中占據(jù)優(yōu)勢。 眼下，美國《2022芯片與科學(xué)法案》正式簽署，將芯片制造提升至國家戰(zhàn)略高度，妄圖以產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢將中國圍逼成芯片“孤島”。而當(dāng)以納米度量的芯片世界都要被人為劃出界限，真正的變革或許不遠(yuǎn)了。 資料來源：記者整理視覺中國圖劉紅梅制圖 高通8155并非不可替代 “7nm工藝制造、8個核心、8TOPS算力，集成了CPU、GPU、NPU、AI引擎，還包括處理各種各樣攝像頭的ISP，支持多顯示屏的DPU、集成音頻處理等功能”，這是高通8155的硬件能力。 高通8155是否如外界所言般“神乎其神”？答案是否定的。 事實(shí)上，這顆芯片源于4年前智能手機(jī)平臺上的驍龍855芯片，通過“降低CPU的頻率”“提高GPU和NPU的頻率”“強(qiáng)化視頻圖像等數(shù)據(jù)的處理能力”等一系列針對汽車使用場景的“魔改”，高通8155芯片得以誕生。 “高通8155確實(shí)是在手機(jī)消費(fèi)芯片基礎(chǔ)之上研發(fā)的，要想用在汽車上就需要設(shè)置多個操作系統(tǒng)，同時還要滿足功能安全要求。 高通8155有本地語音，可以幫助汽車的語音系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可見即可說、延時聆聽、全場景等功能?！眱|咖通科技董事長兼首席執(zhí)行官沈子瑜向記者解釋了高通8155受歡迎的原因。 威馬汽車創(chuàng)始人、董事長兼CEO沈暉也從主機(jī)廠的角度解釋了車企選擇高通8155的原因?！案咄?155的優(yōu)勢在于自身是ARM處理器架構(gòu)，與安卓系統(tǒng)有著成熟的適配。目前幾乎所有的車機(jī)系統(tǒng)同樣是安卓架構(gòu)，高通8155憑借芯片與系統(tǒng)的適配性，以及軟件的開放性和豐富性迅速崛起?！鄙驎熣f。 對車企而言，高效且能精準(zhǔn)匹配需求的“拿來主義”并非不可取，尤其是在智能汽車越來越趨向“消費(fèi)電子化”的今天，參數(shù)上的直觀碾壓遠(yuǎn)比講故事、敘情懷更能挑起消費(fèi)者的沖動，這也是“8155”走熱背后的現(xiàn)實(shí)情況。 而需要注意的是，“8155”并不稱職。一般而言，芯片分為消費(fèi)級、工業(yè)級和車規(guī)級，工藝難度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也依次遞增。作為在手機(jī)消費(fèi)芯片基礎(chǔ)上研發(fā)的芯片，高通8155與不少車規(guī)級芯片最初的設(shè)計流程并不完全相同。 “一些知名芯片品牌雖然性能標(biāo)稱值很高，但整個芯片設(shè)計流程是消費(fèi)電子的設(shè)計流程。而按照這一流程設(shè)計出來的芯片不太可能完成功能安全的ASIL（AutomotiveSafetyIntegrationLevel，汽車安全完整性等級）的級別認(rèn)證。只有設(shè)計流程按照車規(guī)級流程實(shí)施，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品才有可能完成車規(guī)級認(rèn)證。”陳蜀杰告訴記者，從嚴(yán)格的車規(guī)級芯片角度來看，高通8155并非不可替代。 如何煉成智能座艙芯片？ 車規(guī)級芯片的誕生是漫長的過程，嚴(yán)苛的技術(shù)考量著研發(fā)者的智慧，反復(fù)的測驗打磨著從業(yè)者的韌性，長周期的時間成本也考驗著投資者的耐心。 “一個真正意義上的智能座艙芯片需要支持很多功能，包括驅(qū)動儀表、中控、后視鏡、后排娛樂，并支持多屏共享和互動?！标愂窠芡嘎叮袌錾喜糠中酒瑢?shí)力并不能完全支持這些功能，它們可實(shí)現(xiàn)的功能只屬于智能座艙芯片功能的一部分。 高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)拉長了車規(guī)級芯片的量產(chǎn)時間。長時間的研發(fā)設(shè)計是第一步，之后，智能座艙芯片還要經(jīng)過3~6個月的流片（小規(guī)模試生產(chǎn)）。以近日亮相的芯擎科技7nm“龍鷹一號”芯片為例，它早在2019年就開始被研發(fā)，如今才剛剛完成流片。 “按照科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，車規(guī)級芯片的研發(fā)從0開始很難，更不可能一蹴而就，需要有大量的技術(shù)積累。芯馳以16個月的速度完成流片和點(diǎn)亮，然后又用了一年左右的時間才真正量產(chǎn)上車，這已經(jīng)是極快的速度?？陀^來說，這樣的速度也是建立在我們的核心研發(fā)人員都具有20年以上扎實(shí)芯片研發(fā)經(jīng)驗基礎(chǔ)上的?！标愂窠苷f。 比起時間成本，車規(guī)級認(rèn)證的高門檻也令芯片制造商頭疼。除了公認(rèn)的車規(guī)元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)——AEC-Q100可靠性認(rèn)證之外，車規(guī)級芯片往往還需要經(jīng)過ISO26262功能安全產(chǎn)品認(rèn)證、國密認(rèn)證等。 尤其ISO26262功能安全產(chǎn)品認(rèn)證分為ASIL不同等級。其中，ASIL-A級芯片可應(yīng)用于天窗控制；ASIL-B級芯片可應(yīng)用于儀表盤顯示；ASIL-C級芯片可應(yīng)用于引擎控制；ASIL-D級(汽車功能安全最高標(biāo)準(zhǔn)的等級)芯片可應(yīng)用于自動駕駛、EPS。 “ISO26262功能安全產(chǎn)品認(rèn)證至關(guān)重要，因為智能座艙不是只考慮娛樂舒服就行，車規(guī)級芯片需要做到功能和安全的平衡。日常中一些消費(fèi)級產(chǎn)品可能在極端溫度下就會關(guān)機(jī)，但車規(guī)級芯片的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的消費(fèi)類芯片。如果車輛行駛過程中出現(xiàn)后視鏡失靈、儀表盤卡殼都會造成非常危險的后果?！标愂窠苷f。 隨著智能汽車要處理的數(shù)據(jù)越來越多，信息安全也成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的問題，因而國密認(rèn)證也開始成為車規(guī)級芯片需要考慮的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。 一般情況下，一款車規(guī)級芯片的認(rèn)證周期長達(dá)2~3年。然而，當(dāng)一系列認(rèn)證完成后也不意味著大功告成。此時，主機(jī)廠開始進(jìn)入定點(diǎn)合作階段。 “接下來，主機(jī)廠和芯片提供商要一起進(jìn)行研發(fā)。因為芯片是最底層的東西，芯片之上的操作系統(tǒng)、應(yīng)用都需要進(jìn)行調(diào)試，這樣才能進(jìn)入芯片點(diǎn)亮階段。之后，才可以真正量產(chǎn)出貨，整個流程也要一年到一年半的時間才能完成。”陳蜀杰說。 好消息在于，隨著國產(chǎn)芯片研發(fā)前期布局和如今的加速，芯馳、地平線、芯擎科技等國內(nèi)芯片制造商已經(jīng)開始嶄露頭角，“國產(chǎn)替代”成為智能座艙芯片比拼賽中的新亮點(diǎn)。 比如，芯馳已拿到了超100個量產(chǎn)定點(diǎn)車型，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)；地平線也已實(shí)現(xiàn)中國車規(guī)級AI芯片前裝量產(chǎn)，與20多家車企達(dá)成戰(zhàn)略合作。其中，在智能座艙領(lǐng)域，地平線已經(jīng)擁有50款以上量產(chǎn)車型（包括已經(jīng)量產(chǎn)上市和已經(jīng)定點(diǎn)合作車型）。 “不少車企之所以宣傳高通8155，有不少商業(yè)角度的考量。實(shí)際上，很多車企的一款車型并不會全系搭載高通8155，相反，很多車型都選擇了國產(chǎn)芯片，而且性能絲毫不會打折扣?！币晃徊辉妇呙男酒袠I(yè)人士透露。 芯片算力≠智能駕駛 隨著車規(guī)級芯片進(jìn)入上車階段，芯片算力已成為車企較量的另一個維度。 算力，通常被用來指代芯片的性能。簡單來說，芯片算力越大，性能越好。2012年至今10年時間，車規(guī)級芯片GPU算力需求已經(jīng)從20GFLOPS（即每秒10億次的浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)）演變至700GFLOPS。 集度汽車CEO夏一平告訴記者，智能化賽道的迭代優(yōu)勢需要芯片在算力上給予很大支持，尤其很多高精的AI能力更離不開強(qiáng)大的算力。 “智能化的終端背后一定是運(yùn)算能力。好的芯片才能把軟件和硬件配合好，達(dá)到軟硬件的協(xié)同混合計算。智能座艙需要的系統(tǒng)級芯片SoC就是多核異構(gòu)模式，芯片內(nèi)部有不同的運(yùn)算單元來解決不同的問題?！鄙蜃予ひ蔡岢隽送瑯拥挠^點(diǎn)。 正是基于這樣的觀點(diǎn)，汽車圈似乎在芯片算力參數(shù)上掀起了競賽。比如，集度汽車發(fā)布首款汽車機(jī)器人概念車ROBO-01時表示，將搭載高通8295計算平臺，其算力為30TOPS，相當(dāng)于高通8155（4TOPS）的下兩代產(chǎn)品。從制程工藝上看，高通8295是首款5nm車規(guī)級芯片，高通8155則是7nm制程工藝。 “高通8295算力差不多是高通8155的8倍，這其實(shí)是為了提升座艙智能化的體驗，尤其是增強(qiáng)智能語音交互能力。”夏一平說。 而在算力比拼的同時，也有聲音認(rèn)為，不能簡單地“以算力論英雄”。 “受摩爾定律的功耗限制，追求純算力突破并不可持續(xù)，算力也并不代表汽車智能芯片‘真實(shí)性能’，芯片計算效率也同樣需要關(guān)注?！钡仄骄€工作人員告訴記者，“正如對于汽車來說，馬力（單位:HP）不如百公里加速時間（單位：秒）更真實(shí)反映整車動力性能，算力（單位：TOPS）也不反映汽車智能芯片實(shí)際性能，而每秒準(zhǔn)確識別幀率FPS才是更真實(shí)的性能指標(biāo)。” 沈暉也表達(dá)了相同的觀點(diǎn)：“更先進(jìn)的制程工藝必然會帶來更強(qiáng)算力，從這個意義上說，芯片內(nèi)卷是客觀的科技發(fā)展規(guī)律，永無止境。內(nèi)卷也有利于產(chǎn)品的進(jìn)化和迭代。但需要知道的是算力≠芯片，算力只是資本市場在芯片中摘取的一個向度?！? 既然芯片算力不等于智能駕駛，為何還有“算力堆料”的存在？ “與座艙不同，高階智能駕駛還處在探索階段。在現(xiàn)階段的落地過程中，有大量的CornerCase場景還沒有被挖掘出來。場景的不確定性導(dǎo)致我們必須要有足夠的硬件冗余。比如，威馬M7采用了4塊Orin-X自動駕駛芯片，綜合算力高達(dá)1016TOPS，并配置了3顆激光雷達(dá)，其目的就是為不可預(yù)測的場景提供足夠強(qiáng)的硬件支撐。在這個邏輯中，我們首先要滿足的是基礎(chǔ)的安全?！鄙驎熣J(rèn)為，預(yù)留足夠算力和足夠傳感器，是給未來自動駕駛系統(tǒng)的技術(shù)升級留出冗余。 “國產(chǎn)替代”迎來窗口期 芯片算力的內(nèi)卷也帶來了芯片制造商的內(nèi)卷。 “從目前競爭格局來看，國外芯片制造商占領(lǐng)了多個賽道。客觀而言，國內(nèi)芯片廠商其實(shí)面臨很大的壓力，也有代差的存在。比如，高通8155已經(jīng)開始降價，而我們的龍鷹一號剛剛發(fā)布；5nm的高通8295芯片已經(jīng)投放市場，而我們的（5nm芯片）還在規(guī)劃之中。”沈子瑜提出了國產(chǎn)芯片制造商在車規(guī)級芯片競爭中的客觀難題。 隨著汽車進(jìn)入智能化比拼的下半場，越來越多的玩家已經(jīng)開始入局車規(guī)級芯片賽道，嘗試分一杯羹。 事實(shí)上，國產(chǎn)芯片還有不得不崛起的理由。 8月初，美國簽署了2022年芯片與科學(xué)法案，要求芯片的設(shè)計和生產(chǎn)都要在美國。近日，美國商務(wù)部（工業(yè)和安全局）正式宣布最終規(guī)定，對EDA（ElectronicDesignAutomation）軟件等四項技術(shù)實(shí)施新的出口管制，相關(guān)禁令生效日期為2022年8月15日。值得一提的是，EDA軟件被譽(yù)為“芯片之母”，是電子設(shè)計的基石產(chǎn)業(yè)。 “EDA軟件屬于芯片制造的上游產(chǎn)業(yè)，涵蓋集成電路設(shè)計、布線、驗證和仿真等所有流程。我們國內(nèi)設(shè)計的芯片基本上都用的是EDA軟件?！睆氖滦酒O(shè)計的韋云頗為無奈，“國外起步早是事實(shí)，但我們并非沒有國產(chǎn)替代的軟件，北京華大九天、杭州廣立微等都是國內(nèi)的EDA公司?！? 美國這些背離公平競爭原則的做法給國產(chǎn)芯片帶來了挑戰(zhàn)，但挑戰(zhàn)中往往也孕育著機(jī)遇。中國已經(jīng)成為全世界最大的新能源汽車市場，這樣的市場規(guī)模也幫助國內(nèi)的芯片制造商在危機(jī)中尋找到了突破點(diǎn)。 沈子瑜認(rèn)為：“隨著多核異構(gòu)和SoC出來以后，國內(nèi)的半導(dǎo)體公司就有機(jī)會了。因為在這個里面就不再只比拼CPU和GPU，而是去看芯片的系統(tǒng)能力?！迸e例來看，蘋果的A系列芯片與高通的同代芯片相比可能在參數(shù)性能上不占優(yōu)勢，但是其跟軟件iOS整合到一起，就會發(fā)揮出“1+1>2”的效果。 芯片產(chǎn)業(yè)還具有規(guī)模效應(yīng)的這一特點(diǎn)，由于芯片研發(fā)成本高，只有大量用戶攤薄費(fèi)用，芯片成本才會下降。因而，成本控制也是國產(chǎn)芯片的另一個突破口。 “一方面，許多國際大廠的芯片本身成本較高；另一方面，更關(guān)鍵的是，我們在考慮成本的時候，不僅要考慮芯片本身的成本，還要考慮整個BOM成本、研發(fā)成本以及相關(guān)的軟件適配。相比之下，國產(chǎn)芯片不僅產(chǎn)品技術(shù)過硬，同時在本地化支持和研發(fā)成本、開發(fā)投入等方面有很大的成本優(yōu)勢?！标愂窠鼙硎?，中國75%以上的車其實(shí)是15萬元以下的車，所以像芯馳這樣的國內(nèi)高水平芯片廠商可以有力地推動整個汽車智能化的發(fā)展進(jìn)程。 業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，國產(chǎn)芯片已經(jīng)迎來窗口機(jī)會。 “眼下，新能源汽車和芯片這兩個最好的賽道正在交匯，我們的芯片制造商一定要抓住最好的時機(jī)。目前，我們的客戶主要是一汽系和吉利系品牌，他們的銷量已占到國產(chǎn)汽車的24%，這是我們的基石。芯擎科技也跟其他車廠進(jìn)行接觸，經(jīng)過兩到三年的時間，我們一定能夠在智能座艙這一領(lǐng)域跟高通8155芯片平分天下。”芯擎科技董事兼CEO汪凱對記者說。 盡管眼下芯片領(lǐng)域“子彈橫飛”，韋云覺得國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)與制造都在逐步成熟，大家正在共同把市場蛋糕做大。 陳蜀杰更是認(rèn)為，國產(chǎn)芯片在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、從業(yè)人員的專業(yè)度上都沒有問題，在時間的打磨下，國產(chǎn)芯片沒有理由不成功。 記/者/手/記 國產(chǎn)芯片沒有理由不成功 電動化帶來的汽車芯片需求量，約是傳統(tǒng)燃油車的兩倍，智能化帶來的需求量則提升至8~10倍?！盃帄Z車規(guī)級芯片就是未來汽車比拼的關(guān)鍵”，這是記者與芯片從業(yè)者們溝通時最為真切的感受。 由于參數(shù)優(yōu)異且與安卓系統(tǒng)有著成熟的適配，“高通8155”們一度占據(jù)了智能座艙芯片領(lǐng)域的話語權(quán)。但在巨大聲浪之下，其實(shí)很多車企的很多車型反而選擇了國產(chǎn)芯片。原因在于，拋開商業(yè)的考量，從安全穩(wěn)定與成本控制來考慮，國產(chǎn)芯片的性能絲毫不會打折扣。 我們不否認(rèn)我國芯片起步晚是事實(shí)，但可以明確的是，智能化的比拼其實(shí)剛剛起步，未來汽車賽道的競爭就像馬拉松比賽。國產(chǎn)芯片供應(yīng)商一直在與時間賽跑，不斷闖下AEC-Q100可靠性認(rèn)證、ISO26262功能安全產(chǎn)品認(rèn)證、國密認(rèn)證等一道道關(guān)卡。 此外，國產(chǎn)芯片也有不得不崛起的理由。美國在近期簽署了《2022年芯片與科學(xué)法案》，要求芯片的設(shè)計和生產(chǎn)都要在美國，并對EDA軟件實(shí)施新的出口管制。這一系列操作對國內(nèi)芯片從業(yè)者的影響是真實(shí)存在的。 在與芯片從業(yè)人士交談過程中，記者感受到他們的無奈，但更能感受到他們直面現(xiàn)實(shí)的智慧與毅力?！皣鴥?nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)與制造在反復(fù)打磨中已逐步成熟”“我們在努力通過本土化將成本控制做到極致”“24小時駐場在主機(jī)廠隨時為他們提供服務(wù)”……正像這些芯片從業(yè)人士所堅信的：國產(chǎn)芯片在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、從業(yè)人員的專業(yè)度上都沒有問題，在時間的打磨下，國產(chǎn)芯片沒有理由不成功。