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芯擎科技汪凯:缺芯形势下,国产高端处理器潜力巨大

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  当前,整个中国汽车圈都在关注车载芯片。

  芯片是近几年中国科技公司发展的“达摩克里斯之剑”。随着汽车的新四化转型,芯片愈发成为智能汽车中的核心部件,一旦出现交付问题,直接影响到车企正常运转,比如最近各大车企工厂停产减产的消息不绝于耳。但同时,国内车载芯片领域正一片沸腾,众多车企纷纷宣布造芯,或投资芯片企业。

  芯片缺货何时恢复?对中国芯片行业带来哪些挑战和机遇?当下的汽车行业又在发生哪些变革?近日,芯擎科技首席执行官汪凯博士对「甲子光年」讲述了他的理解。

  芯片缺货恢复还需1年

  汽车芯片从2020年底就开始缺货了,并且短时内一直得不到缓解。尤其是采用28纳米~40纳米工艺的MCU(微控制单元)、ECU(电子控制单元)。缺芯有几重原因:

  1.根本原因是疫情造成整体预测起伏。

  一般汽车整车制造周期至少6个月,但疫情发生后,车厂大量取消订单,半导体厂商对未来订单量给出不乐观的预测,上游的硅基、薄膜等原材料也随之减产。在这种情况下,车厂一旦恢复产量,最少也需要4~6个月才能拿到芯片,而现在整条产业链中各个环节都缺乏准备,周期就被拉得更长。

  2.雪上加霜的,是供给侧芯片产能被消费领域抢占。

  疫情也导致了消费电子品类包括手机芯片的需求上涨,抢占了原有车规芯片的产能,加上各类天灾,产能就更为拥挤。同时,汽车芯片虽然产量不大,但技术要求高、生产周期长,决定了产能无法快速切换,紧缺形势需要1年才能恢复。

  汽车变革下的芯片机遇

  行业普遍形成的共识是,汽车代表着下一代移动终端和移动生态的核心入口。各种各样的数据流量和生态最终要沉淀在人机交互最核心的智能座舱芯片上。芯片算力提升和迭代路径快慢,直接决定了智能座舱生态是否能完整落地,就如同在智能手机领域内其核心芯片不断迭代支撑了移动互联网生态的持续演进,同样智能座舱芯片的提升也必定推动智能汽车生态的快速发展。

  传统的车辆主要功能是驾驶。智能车出现后,已经逐渐演变成除手机外另一个可以承载丰富应用的终端,包括语音控制、视频会议、3D游戏和自动驾驶等不断升级的用户体验和场景对于车载处理器要求会越来越高:

  1. 汽车架构变化:传统的汽车架构是分布式架构,车辆一旦售出,无法通过在线升级做功能优化和增强。现在的智能汽车进入集中式架构,有核心处理器和区控制器,才有可能逐步开启新功能,并持续升级优化完善,带来更加优质的客户体验。

  2. 座舱芯片的功能变化: 过去单一功能时代对芯片性能要求不高, 现在因为一系列应用需求的增长要求有多种功能内核架构的支持,导致座舱芯片中需要集成高性能的 GPU,CPU,VPU,DSP,NPU等通过异构融合来协同工作,以满足不同应用场景需求。

  3. 算力性能的快速提升引起工艺进步:过去汽车芯片稳定在40纳米、65纳米等几个经典制程。这两年智能化兴起之后由于性能的需求,汽车核心处理器在快速逼近先进制程,迭代速度也从5-8年缩短到现在3年左右的水平。

  

  从全球汽车半导体芯片供应商的业务数据可以看到,2020年传统汽车芯片的前10大厂商基本持平或下滑;但是新进入者英伟达、Mobileye,、高通等都实现了大幅增长,尤其是高通2020年4季度车载芯片同比增长大于40%。这点充分说明了市场对于先进工艺高算力芯片的强劲需求。

  国产车规芯片崛起

  正是由于智能汽车芯片市场需求的巨大变化,对于车载芯片公司,尤其初创公司带来机会的同时也提出了更高的要求。

  2020年中国本土芯片设计公司新增了2000多家,我认为目前产业正处于初期百花齐放的时候,其中肯定会有一些集体性资本泡沫。需要关注的是:一是人员背景和组成是否合理;二是是否有足够的资金长久支持;三是是否能快速进入市场。有些产品可能刚刚推出,市场已经没了,或被另一个更加强大的产品占据了。手机功能机市场被智能机取代是一个很典型的例子。

  过去本土半导体企业主要以低端替代方式进入市场。尽管这是一种最简单快速、投入低的方式,但并不能形成技术壁垒,也会逐渐在产业变更中被淘汰。随着国人对半导体的了解,逐渐意识到形成产业壁垒,必须要大力投入高端设计能力:

  1. 从产业链发展来看,初期国家重点投入的芯片制造工厂先进工艺升级和应用,需要有本土的中高端芯片设计公司合作;

  2. 从人才结构来看,海外回来和本地培养的工程师人才库也慢慢积累起来,逐渐能够设计出在业界领先的高端产品;

  3. 从市场的需求来看,国内目前的缺芯也给国产替代带来了特别好的契机,大家纷纷开始寻求更稳定的供应链,国内市场开始愿意大范围采用国产高端芯片。

  芯擎科技的定位,是像高通那样直接高起点切入赛道。国产化芯片不能只取代传统车规芯片,还要驱动市场需求,去做真正满足产业升级的产品。芯擎之所以定位于高性能的产品,第一,产品对标国际先进水平,有足够竞争力满足用户目前和未来的中长期需求;第二,可以通过降维方式抢占中低端市场份额。

  目前,国内能真正做出高端处理器的团队极少,而且同时具备车载高可靠性芯片以及高算力服务器芯片的研发团队只有芯擎科技一家。现阶段国内市场上还没有真正上车的国产高性能智能座舱芯片。芯擎科技预计今年四季度发布首款基于国内最先进制程的高性能智能座舱车规级芯片,这应该是最快的。

  

  车企垂直整合已开始

  最近几年,车企开始涉足芯片,典型代表是特斯拉,其深度参与电子电器架构的定义,选择主要元器件,甚至自己设计核心芯片,打破了传统汽车产业链集成商的角色分工。

  我认为,能带领芯片厂商走出一条路的,除了本身能定义市场之外,它必须有极大的掌控市场的能力。换句话说,只有真正的行业巨头才有这个机会。在这其中,芯片企业的机会在于,与头部车企一起定义产品,再把标准化产品推向整个行业。系统厂家做垂直整合,不仅着眼于芯片本身,而基于整个系统架构的定义。很多半导体厂商都是原先依附在一个比较好的产业上,背靠巨大的市场,之后再出来做成一个独立的半导体企业,比如飞思卡尔原来依托于摩托罗拉,英飞凌依托于西门子,NXP依托于飞利浦。

  总的来说,所有企业都是在两条线交叉的周期中发展起来的:一个是产业周期,一个是资本周期,这两个周期大部分时候都不是同步的。一家好的企业,在资本泡沫期要利用资本的顺周期,低成本获取最多的资源。资本泡沫的破裂,是大浪淘沙阶段,对优秀企业而言也是好事。

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