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汽车芯片，三路进攻

晰数塔互联网快讯
2023-08-31 11:48

近期，汽车产业界见证了两个重大事件。一个是吴新宙离开小鹏汽车，加盟英伟达；二是大众汽车集团宣布其半导体供应链进行的重组。不难看出，这两大事件均与半导体技术息息相关。

半导体在现代汽车中的应用已经达到了前所未有的规模。回溯到1978年，保时捷911的电控单元仅搭载了8个半导体。而现如今，斯柯达的Enyaq车型搭载了大约90个控制单元，和近8000个电子元件。这一数据正是大众在其近期半导体供应链重组公告中所提及的。

随着传统汽车制造商和新兴电动车生产商逐渐转向电动车技术，与半导体供应商的合作关系已经变得日益紧密。在电动汽车的新时代，自动驾驶技术已经成为各大汽车整车厂追逐的关键领域。在这样的背景下，对于汽车整车厂而言，选择合适的芯片供应商将成为制胜的关键一步。

那么，目前主流的汽车OEM又作出了怎样的选择呢？本文将从传统汽车厂、造车新势力、特斯拉三个代表性阵营来加以分析。

特斯拉：整车厂的半导体资深玩家

特斯拉是整车厂中玩半导体最资深的玩家，过去几年来，特斯拉也是替换了不少第三方的芯片，转而自研，这也源于其对性能的极致要求，大有当年苹果自研手机芯片之风。

特斯拉汽车的强大之处主要包括两大部分：MCU、AP。这也是汽车中两种典型的计算芯片。这里的MCU是指媒体控制单元Media Control Unit。AP是AutoPilot Computer，自动驾驶计算机。MCU负责车内媒体控制功能，而AP则是自动驾驶技术的核心计算单元。

自动驾驶硬件，相比大家都很熟悉，据autopilotreview的报道，特斯拉在第一代AP一直到AP2.5，都是采用的第三方的自动驾驶芯片。其中AP1是采用的是Mobileye，AP2、AP2.5采用的是英伟达DRIVE PX 2的技术平台。自AP3开始，特斯拉开始采用自研的FSD，取代了英伟达的DRIVE PX 2。

Autopilot硬件版本名称（来源：autopilotreview）

在MCU上，特斯拉先后采用了英伟达、英特尔和AMD三家的，分别是Nvidia Tegra 3 四核芯片组、英特尔Atom A3950、AMD锐龙嵌入式V180F。不过出于对性能的不断追求，据teslarati的报道，在疫情期间，特斯拉还自行研发了19款MCU。

三代 MCU 性能一览（图源：evoffer）

大众：积极变革，直接从芯片厂商购买芯片

虽然早在2023年初，大众就表示，汽车芯片短缺的问题已经将要结束了。但是深受短缺之痛的大众，并没有改变自己在2022年初，为了解决疫情所带来的巨大挑战并确保半导体供应，所启动的COMPASS计划。大众于8月24日，正式宣布重组半导体采购。

在过去一年多以来，关于汽车整车厂和芯片厂的联系已经越来越密切，但大众此举算是一锤定音，彻底走上了供应链变革之路。

大众将一改汽车供应链传统的规则，过去，像汽车控制单元等电子元件是从一级供应商（Tier1）那里采购的，Tier1基本上可以自由决定使用哪些零件。根据大众汽车的新战略，它将与一级供应商合作，并指定在其车辆中使用哪些半导体和电子零件。此外，大众汽车还计划直接从制造商那里购买半导体。据其透露，大众汽车已开始直接从包括恩智浦半导体、英飞凌科技和瑞萨电子在内的 10 家制造商采购其认为全球供应短缺的具有重要战略意义的芯片。

这一说法不是说说而已，大众为此还特意设立了半导体采购委员会（SSC），负责跨所有品牌进行半导体零部件的采购决策。该委员会的成员包括来自各个品牌的采购和开发部门代表，以及大众集团零部件部门和CARIAD（大众集团电动和数字化解决方案公司）的代表。

不同于蔚小理这样的造车新势力，他们没有历史包袱，通常更加灵活，能够更快地适应市场的变化。像大众这种老牌的整车厂，由于长期形成的固定供应链、管理体制和企业文化，要他们做出供应链的变革不是易事。假如不是疫情导致了汽车芯片短缺，想必大众做出如此大转变的时间还会来得更晚一些。而更重要的原因在于汽车技术进步的变化，汽车中的半导体比以往任何时候都要多，半导体不仅是大规模生产的基础，而且还是创新驱动力和向市场推出新产品的关键。

其实，自意识到汽车芯片短缺对公司汽车的影响之后，我们便看到了大众一系列深入半导体腹地的动作。

2022年7月，大众的软件部门Cariad将与意法半导体共同开发芯片，芯片将根据 Cariad 的软件进行定制。这算是大众汽车首次与二级和三级半导体供应商建立直接关系战略的一部分。而到2023年早些日子，Cariad还与高通建立了合作伙伴关系，为其软件平台采购片上系统（SoC）。该交易当时估计价值10亿欧元。

2023年1月，大众与安森美签署战略协议，作为该协议的一部分，安森美将首先交付其EliteSiC 1200 V牵引逆变器电源模块。值得注意的是，安森美是大众的重要器件供应商，据悉，安森美为大众汽车提供500多种不同的器件，包括IGBT、MOSFET、图像传感器和电源管理集成电路（PMIC）。

而就在今年5月份，大众还招募了一大批芯片专家，其中包括曾在高通等公司建立硬件和半导体团队的半导体专家Scott Runner，还有来自特斯拉和苹果的顶级半导体专家。据 Cariad 高级副总裁 Klaus Hofmockel 称，Cariad 的新半导体团队还将重点关注低运算的标准化，以及促进高性能的协同设计。

至于在自动驾驶芯片和智能座舱芯片的选择上，像欧美这种国际汽车巨头大众、宝马、奔驰在新技术的采用上相对比较保守，所以大都采用相对较成熟的Mobileye，以及英伟达这样的高端芯片产品。不过值得一提的是，大众与国内的自动驾驶芯片厂商地平线进行了强绑定，于2022年10月组建了合资公司。此举也是大众为中国市场而布局的重要一步棋，大众可以根据中国这个重要市场的特殊需求开发一些定制化的产品。

这一系列动作充分展示了大众对深入半导体产业链的决心与策略。今年上半年，大众汽车集团的纯电动汽车交付量同比增长48%至321600辆。纯电动汽车占总交付量的份额从去年前六个月的5.6%上升至7.4%，大众汽车集团正在系统性地继续转型。

中国主流电车品牌，竞相拥抱英伟达

英伟达的Orin芯片作为当前市面上性能最高的车规级处理器，自去年投产以来，已成为交通行业新一代新能源汽车、自动驾驶出租车和卡车的人工智能的首选引擎。它的单芯片性能高达254 TOPS，使其能够为智能座舱以及自动驾驶功能提供动力，同时运行大量深度神经网络（DNN），以保障最终的安全性和可靠性。

蔚来从2014年就开始与英伟达合作，蔚来目前基于最新NT 2.0平台的所有车型均标配NIO Adam超级计算机，该超级计算机基于四颗DRIVE Orin芯片构建，拥有超过1000 TOPS的计算能力。除了在车辆中使用 DRIVE Orin 芯片外，蔚来还为第三代换电站配备了 2 颗 Nvidia Orin 芯片，总算力达到508 TOPS。

2019年，小鹏宣布其旗舰运动型轿车小鹏P7采用NVIDIA DRIVE Xavier计算架构，从那时起，小鹏一直与NVIDIA密切合作。目前小鹏的G6 SUV和G9均采用了英伟达的Orin芯片。通过搭载具有两颗DRIVE Orin SoC，总算力达到508 TOPS，G6能够实时处理来自31个智驾传感器的数据。此外，G6配备了由NVIDIA DRIVE Orin和小鹏自研全栈软件赋能的XNGP全场景智能辅助驾驶系统，并且是小鹏首款基于其自研SEPA 2.0技术架构的车型。这种模块化设计意在未来降低研发和制造成本，同时也缩短了研发周期。

值得一提的是，小鹏汽车前副总裁兼自动驾驶业务负责人吴新宙周四表示，他将加盟美国人工智能巨头英伟达。吴新宙于2019年3月加入小鹏汽车，为帮助小鹏获得坚实的智能驾驶标签作出了关键贡献。他先后带领研发了HNGP，CNGP和XNGP三大智能导航辅助驾驶系统。尤其XNGP，这已成为小鹏主打的一个卖点。

而在何小鹏的微博中提及到，“下一个机会在AIGC和AUTO，我们更深入的合作也即将开始。”看来，小鹏与英伟达的合作不仅局限于智能驾驶，还有AI。在更早之前，何小鹏在谈和吴新宙的故事时，也指出会做出更面向AI的组织变化，将过去的软件定义汽车，变为AI定义汽车。

理想在2020年宣布与英伟达进行合作，目前其AD Max智能驾驶系统中使用了两颗Nvidia Orin X。

上汽集团和阿里巴巴的全新高端电动汽车品牌智己也将在其首款电动轿车和SUV中使用 NVIDIA DRIVE Orin 计算平台。这些模型将在中央计算机系统的核心配备多个 NVIDIA Orin SoC（片上系统），平台性能500~1000+TOPs。

比亚迪于今年3月份宣布将Orin用于比亚迪新一代王朝和海洋系列车型中，还合作最初于一年前宣布。

综合看下来，几乎中国主流的电动汽车品牌均已经加入了英伟达高端汽车智能驾驶芯片Orin的阵营，中国OEM已成为英伟达的主要市场。

至于英伟达为何受到中国电动汽车制造商的欢迎，很大的一个原因之一是升级软件所需的空间。据英伟达声称，从基于大量嵌入式控制器发展到高性能的中央式计算平台，汽车可编程是汽车行业未来的发展趋势。在软件定义汽车的大势之下，未来汽车的整个生命周期内，新功能装配和原有功能升级将通过软件更新实现。英伟达的Orin能为汽车制造商提供充足的计算裕量，支持其在整个汽车生命周期内，开发和运行全新的软件驱动型服务。

再一个原因是文化，中国汽车厂乃至人民对新技术的接受度很高，一个代表性案例就是中国的线上支付。

当然还有“卷”的层面在，英伟达Orin作为高端汽车智能驾驶芯片的代表，你有我也要有。

国产新兴势力，不容小觑

但除了英伟达这样的高端玩家之外，在智能驾驶芯片领域，国内还有地平线、黑芝麻、奕行智能、芯励智能和芯驰等一批虎视眈眈的芯片厂商。与英伟达高算力的Orin相比，国内智能驾驶芯片厂商的优势在于具有性价比的多种算力之选。具有更高算力的SoC通常在市场上的价格较高，对于广大用户而言，性价比是很重要的选择因素。据高工汽车数据显示，中小算力与大算力芯片的市场空间（按车辆数）比例分布在7:3左右。可以看出，中小算力的自动驾驶芯片在目前而言是销售主力。

所以很多汽车厂一方面拥抱英伟达，另一方面青睐国产智能驾驶芯片厂商。由于靠近本土市场，国内公司能够以更高效的方式应对最新的市场需求及客户需求，因此，国内智能驾驶芯片供应商最近几年在中国市场更受中国汽车OEM的青睐。

随着国产智能驾驶芯片的崛起，Mobileye则面临着很大的竞争。已经有不少车厂因为生态的封闭性而放弃Mobileye，转而采用本土智能驾驶芯片。例如，2020款理想汽车的Li ONE车型采用的是Mobileye EyeQ4视觉识别芯片，该芯片拥有2.5Tops的算力和3W的功耗。2021款则采用了地平线的Journey 3芯片，计算能力达到5Tops，功耗2.5W，均优于EyeQ4。

地平线算是国内智能驾驶芯片中的佼佼者，自2021年开始，地平线征程系列芯片以一年100万片出货量的节奏快速抢占中小算力市场。据悉，在2022年L2+市场，地平线与英伟达的市占几乎平分秋色，地平线市占率为49.05%，英伟达占了45.89%，两家合计占据近95%的市场。例如，理想L8和L7的Air版本与Pro版选择了国内的地平线的自动驾驶计算芯片征程5，征程5的算力为128TOPS，基于这一高效计算，理想的这两款汽车均可以支持NOA体验。

2023年8月10日，吉利的领克08正式开启预售，它采用了2颗黑芝麻智能华山二号A1000（单芯片算力58TOPS），算力达106TOPS，也具有NOA功能。黑芝麻的汽车朋友圈中还包括东风、一汽、百度、江淮。根据黑芝麻智能的上市招股书，其在2022年中国的市场份额为5.2%，在全球为4.8%。截至2022年12月31日，黑芝麻的A1000系列SoC的总出货量超过25000片。

图源：黑芝麻智能上市招股书

2023年将是国产智能驾驶芯片厂商的大规模出货元年，地平线预计2023年征程系列芯片出货量会超过300万颗，超过过去三年总和。黑芝麻的招股书透露，今年出货要破10万片。

如今，电动汽车的一大卖点是NOA，所谓NOA，即“Navigate on Autopilot”，直译为导航辅助驾驶，NOA功能允许车辆在高速公路上进行部分自动驾驶，包括在车辆导航路线中自动更改车道、超车、调整速度以适应交通情况以及进出高速公路。NOA被称为是通向智能驾驶的必经之路。

2023年几家造车新势力均在这一功能上发力。不过大家在叫法上可能有所不同，例如小鹏管其叫NGP，据小鹏汽车前副总裁兼自动驾驶业务负责人吴新宙更是坚称，相信在未来很长时间内XNGP都会是中国城区辅助驾驶体验的天花板。而目前地平线和黑芝麻智能的自动驾驶芯片几乎都能实现NOA的功能。这也成为国产自动驾驶芯片厂商很大的竞争力。

结语

汽车行业残酷的淘汰赛才刚刚开始，接下来不仅是算力的比拼，更重要的是拼性价比。而对于汽车整车厂而言，他们更大的一步棋将是自研芯片，关于他们自研芯片的纷争早有耳闻，但鉴于汽车芯片的研发难度之大、周期之久，目前并没有很确切的实际产品消息，不过我们值得期待一下。

参考：

Tesla Autopilot AP1 vs AP2 vs AP3 – Differences Explained，autopilotreview

本文来自微信公众号：半导体行业观察（ID：icbank），作者：杜芹DQ