挑戰高通8155 國產“芯”希望

“不少車企之所以宣傳高通8155晶片,有不少商業角度的考量。實際上,很多車企的一款車型並不會全系搭載高通8155,相反,不少車型都選擇了國產晶片,而且效能絲毫不會打折扣。”

挑戰高通8155 國產“芯”希望

百年汽車工業的未來,承託於方寸矽片之上。

登上時代的巨輪,車企正共同奔赴軟體定義汽車的時代。

機遇將至,砥礪前行一個甲子的中國汽車開始嶄露頭角,其中有時運的輪轉,背後亦少不了汗水和堅韌。總之,在新能源汽車的道場中,中國品牌已然亮劍。其勇氣不止來源於背靠全球第一大汽車市場的底氣,更因我國擁有著聯合國產業分類中的全部工業門類,且全球唯一。

得益於巨大的產業先發優勢與製造業潛力,中國新能源汽車產業、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佔全球的68%

[1]

,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?不盡然。

任何產業的發展都無法一蹴而就,只是在摸索前行的過程中,電動化成為了新能源汽車“革命”的立足點,同時也為高度智慧汽車的實現創造了先決條件。

在新能源汽車發展的下半場,智慧化程度才是真正的勝負手。而負責協調統領各部分的“大腦”——晶片,則直接決定著品牌上限。

在此背景下,8155、820A、8295……等一串串數字正被車企視為通往成功的密碼。

“8155”到底是誰?這枚晶片全稱為高通SA8155P,是高通第3代數字座艙平臺的旗艦產品,也是目前車規級SoC晶片中的“網紅產品”。此刻,

“8155”正執行在20餘款、數十萬輛自主中高階車型的主機板上

[2]

,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。

但撥開紛繁的資訊,高通8155是否就意味著高銷量轉化率?答案是否定的,畢竟在新能源市場風頭正勁的

特斯拉和比亞迪都沒有采用這枚網紅晶片

此外,在《每日經濟新聞》記者調查中,諸多晶片行業從業者都給出了相同的觀點——

“在智慧座艙領域,高通8155並非不可替代。”

原因是,基於手機消費晶片改版而來的高通8155,與車規級晶片的研發設計流程並不相同。

相反,

國內可替代高通8155的車規級智慧座艙晶片已不在少數

:芯馳的智慧座艙晶片“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,國產汽車晶片市場佔有率只有2。5%,而且絕大多數還是低端晶片。對我們來說,第一步是把產品做好,第二步是把成本降下來,才能和國際晶片同臺競技。”

芯馳科技副總裁、首席品牌官陳蜀傑認為,國產晶片已經迎來視窗期,本地化的研發與生產將在未來競爭中佔據優勢。

眼下,美國《2022晶片與科學法案》的正式簽署,將晶片製造提升至國家戰略高度,妄圖以產業優勢將中國圍逼成晶片“孤島”。而當以奈米度量的晶片世界都要被人為劃出界限,真正的變革或許不遠了。

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高通8155並非不可替代

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“7nm工藝製造、八個核心、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,支援多顯示屏的DPU、整合音訊處理等功能”,這是高通8155的硬體能力。

但撥開紛繁的資訊,高通8155是否如外界所言般“神乎其神”?答案是否定的。

事實上,這顆晶片源於4年前智慧手機平臺上的驍龍855晶片,透過“降低CPU的頻率” “提高GPU和NPU的頻率” “強化影片影象等資料的處理能力”等一系列針對汽車使用場景的“魔改”,高通8155晶片得以誕生。

“高通8155確實是在手機消費晶片基礎之上研發的,要想用在汽車上就需要設定多個作業系統,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實現可見即可說、延時聆聽、全場景等功能。”億咖通科技董事長兼執行長沈子瑜向記者解釋了高通8155受歡迎的原因。

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圖片來源:高通官網(圖文無關)

威馬汽車創始人、董事長兼CEO沈暉也從主機廠的角度解釋了車企選擇高通8155的原因。

“高通8155的優勢在於自身是ARM處理器架構,與安卓系統有著成熟的適配。

目前幾乎所有的車機系統同樣是安卓架構,高通8155憑藉晶片與系統的適配性,以及軟體的開放性和豐富性迅速崛起。

” 沈暉說。

對車企而言,高效且能精準匹配需求的“拿來主義”並非不可取,尤其是在智慧汽車越來越趨向“消費電子化”的今天,引數上的直觀碾壓遠比講故事、敘情懷更能挑起消費者的衝動,這也是“8155”走熱背後的現實情況。

但需要注意的是,“8155”並不稱職。一般而言,晶片分為消費級、工業級和車規級,工藝難度和質量標準也依次遞增。作為在手機消費晶片基礎上研發的晶片,高通8155與不少車規級晶片最初的設計流程並不完全相同。

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圖片來源:高通官網(圖文無關)

“一些知名晶片品牌雖然效能標稱值很高,但整個晶片設計流程是消費電子的設計流程。而按照這一流程設計出來的晶片不太可能完成功能安全的ASIL(Automotive Safety Integration Level,汽車安全完整性等級)的級別認證。只有設計流程按照車規級流程實施,生產出來的產品才有可能完成車規級認證。”陳蜀傑告訴記者,從嚴格的車規級晶片角度來看,高通8155並非不可替代。

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智慧座艙晶片是如何煉成的?

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車規級晶片的誕生是漫長的過程,嚴苛的技術考量著研發者的智慧、反覆的測驗打磨著從業者的韌性、長週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慧座艙晶片需要支援很多功能,包括驅動儀表、中控、後視鏡、後排娛樂,並支援多屏共享和互動。” 陳蜀傑透露,市場中部分晶片實力並不能完全支援這些功能,它們可實現的功能只屬於智慧座艙晶片功能的一部分。

高技術標準拉長了車規級晶片的量產時間。長時間的研發設計是第一步,之後,智慧座艙晶片還要經過3~6個月的流片(小規模試生產)。以近日亮相的芯擎科技7nm“龍鷹一號”晶片為例,它早在2019年就開始被研發,如今才剛剛完成流片。

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圖片來源:企業供圖

“按照科學的發展規律,車規級晶片的研發從0開始很難,更不可能一蹴而就,需要有大量的技術積累。芯馳以16個月的速度完成流片和點亮,然後又用了一年左右的時間才真正量產上車,這已經是極快的速度。客觀來說,這樣的速度也是建立在我們的核心研發人員都具有20年以上紮實晶片研發經驗基礎上的。”陳蜀傑說。

比起時間成本,車規級認證的高門檻也令晶片製造商頭疼。除了公認的車規元器件的通用測試標準——AEC-Q100可靠性認證

[3]

之外,車規級晶片往往還需要經過ISO26262功能安全產品認證

[4]

、國密認證

[5]

等。

尤其ISO26262功能安全產品認證分為ASIL不同等級。其中,ASIL-A級晶片可應用於天窗控制;ASIL-B級晶片可應用於儀表盤顯示;ASIL-C級晶片可應用於引擎控制;ASIL-D級(汽車功能安全最高標準的等級)晶片可應用於自動駕駛、EPS。

“ISO 26262功能安全產品認證至關重要,因為智慧座艙不是隻考慮娛樂舒服就行,車規級晶片需要做到功能和安全的平衡。日常中一些消費級產品可能在極端溫度下就會關機,但車規級晶片的要求遠遠高於普通的消費類晶片。如果車輛行駛過程中出現後視鏡失靈、儀表盤卡殼都會造成非常危險的後果。” 陳蜀傑說。

隨著智慧汽車要處理的資料越來越多,資訊保安也成為業內關注的問題,因而國密認證也開始成為車規級晶片需要考慮的認證標準。

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圖片來源:攝圖網-500674608

一般情況下,一款車規級晶片的認證週期長達2~3年。

然而,當一系列的認證完成後也不意味著大功告成。

此時,主機廠開始進入到定點合作階段。

“接下來,主機廠和晶片提供商要一起進行研發。因為晶片是最底層的東西,晶片之上的作業系統、應用都需要進行除錯,這樣才能進入到晶片點亮階段。再之後,才可以去真正量產出貨,整個流程也要一年到一年半的時間才能完成。” 陳蜀傑說。

好訊息在於,隨著國產晶片研發前期的佈局和如今的加速,芯馳、地平線、芯擎科技等國內晶片製造商已經開始嶄露頭角,“國產替代”成為智慧座艙晶片比拼賽中的新亮點。

比如,芯馳已拿到了超100個量產定點車型,實現規模化量產;地平線也已實現中國車規級AI晶片前裝量產,與20多家車企達成戰略合作。其中,在智慧座艙領域,地平線已經擁有50款以上的量產車型(包括已經量產上市和已經定點合作車型)。

“不少車企之所以宣傳高通8155,有不少商業角度的考量。實際上,

很多車企的一款車型並不會全系搭載高通8155,相反很多車型都選擇了國產晶片,而且效能絲毫不會打折扣。

”一位不願具名的晶片行業人士透露。

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晶片算力≠智慧駕駛

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隨著車規級晶片進入上車階段,晶片算力已成為車企較量的另一個維度。

算力,通常被用來指代晶片的效能。簡單來說:晶片算力越大,效能越好。2012年至今十年時間,車規級晶片GPU算力需求已經從20 GFLOPS(即每秒10億次的浮點運算數)演變至700 GFLOPS。

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片來源:攝圖網-401116818

集度汽車CEO夏一平告訴記者,智慧化賽道的迭代優勢需要晶片在算力上給予很大支援,尤其很多高精的AI能力更離不開強大的算力。

智慧化的終端背後一定是運算能力。

好的晶片才能把軟體和硬體配合好,達到軟硬體的協同混合計算。智慧座艙需要的系統級晶片SoC就是多核異構模式,晶片內部有不同的運算單元來解決不同的問題。”沈子瑜也提出了同樣的觀點。

正是基於這樣的觀點,汽車圈似乎在晶片算力引數上掀起了競賽。比如,集度汽車釋出首款汽車機器人概念車ROBO-01時表示,將搭載高通8295計算平臺,其算力為30TOPS,相當於是高通8155(4TOPS)的下兩代產品。從製程工藝上看,高通8295是首款5nm車規級晶片,高通8155則是7nm製程工藝。

“高通8295算力差不多是高通8155的8倍,這其實是為了提升座艙智慧化的體驗,尤其是增強智慧語音互動能力。”夏一平說。

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圖片來源:每經記者 孫磊 攝(資料圖)

但在算力比拼的同時,也有聲音認為,不能簡單地“以算力論英雄”。

“受摩爾定律的功耗限制,追求純算力突破並不可持續,算力也並不代表汽車智慧晶片‘真實效能’,晶片計算效率也同樣需要關注。”

地平線工作人員告訴記者,“正如對於汽車來說,馬力(單位: HP)不如百公里加速時間(單位:秒)更真實反映整車動力效能,

算力(單位: TOPS)也不反映汽車智慧晶片實際效能,而每秒準確識別幀率FPS才是更真實的效能指標。

沈暉也表達了相同的觀點:“更先進的製程工藝必然會帶來更強算力,從這個意義上說,晶片內卷是客觀的科技發展規律,永無止境。內卷也有利於產品的進化和迭代。但需要知道的是

算力≠晶片,算力只是資本市場在晶片中摘取的一個向度

。”

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攝圖網-500505253

既然晶片算力不等於智慧駕駛,為何還有“算力堆料”的存在?

“與座艙不同,高階智慧駕駛還處在探索階段。在現階段的落地過程中,有大量的Corner Case場景還沒有被挖掘出來。場景的不確定性導致了我們必須要有足夠的硬體冗餘。比如,威馬M7採用了4塊Orin-X自動駕駛晶片,綜合算力高達1016TOPS,並配置了3顆鐳射雷達,其目的就是為不可預測的場景,提供足夠強的硬體支撐。在這個邏輯中,我們首先要滿足的是基礎的安全。”

沈暉認為,預留足夠算力和足夠感測器,是給未來自動駕駛系統的技術升級留出冗餘。

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“國產替代”迎來視窗期

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晶片算力的內卷也帶來了晶片製造商的內卷。

“從目前競爭格局來看,

國外晶片製造商佔領了多個賽道。客觀而言,國內晶片廠商其實面臨著很大的壓力,也有代差的存在。

比如,高通8155已經開始降價,而我們的龍鷹一號剛剛釋出;5nm的高通8295晶片已經投放市場,而我們的(5nm晶片)還在規劃之中。”沈子瑜提出了國產晶片製造商在車規級晶片競爭中的客觀難題。

但伴隨著汽車進入智慧化比拼的下半場,越來越多的玩家已經開始入局車規級晶片賽道,嘗試分一杯羹。

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圖片來源:攝圖網-500869464

事實上,國產晶片還有著不得不崛起的理由。

8月初,美國簽署了2022年晶片與科學法案,要求晶片的設計和生產都要在美國。近日,美國商務部(工業和安全域性)正式宣佈最終規定,對EDA(Electronic Design Automation)軟體等四項技術實施新的出口管制,相關禁令生效日期為2022年8月15日。值得一提的是,

EDA軟體被譽為“晶片之母”,是電子設計的基石產業。

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圖片來源:視覺中國-VCG111395705467

“EDA軟體屬於晶片製造的上游產業,涵蓋積體電路設計、佈線、驗證和模擬等所有流程。

我們國內設計的晶片基本上都用的是EDA軟體。

”從事晶片設計的韋雲頗為無奈,“國外起步早是事實,

我們並非沒有國產替代的軟體,北京華大九天、杭州廣立微等都是國內的EDA公司。

美國這些背離公平競爭原則的做法給國產晶片帶來了挑戰,但挑戰中往往也孕育著機遇。

中國已經成為全世界最大的新能源汽車市場,這樣的市場規模也幫助國內的晶片製造商在危機中尋找到了突破點。

沈子瑜認為:“隨著多核異構和SoC出來以後,國內的半導體公司就有機會了。因為在這個裡面就不再只比拼CPU和GPU,而是去看晶片的系統能力。”舉例來看,蘋果的A系列晶片與高通的同代晶片相比可能在引數效能上不佔優勢,但是其跟軟體iOS整合到一起,就會發揮出“1+1>2”的效果。

晶片產業還具有規模效應的這一特點,由於晶片研發成本高,只有大量使用者攤薄費用,晶片成本才會下降。因而,

成本控制也是國產晶片的另一個突破口

“一方面,

許多國際大廠的晶片本身成本較高;

另一方面,更關鍵的是,我們在考慮成本的時候,不僅要考慮晶片本身的成本,還要考慮整個BOM成本、研發成本以及相關的軟體適配。

相比之下,國產晶片不僅產品技術過硬,同時在本地化支援和研發成本、開發投入等方面有很大的成本優勢。

” 陳蜀傑表示,中

國75%以上的車其實是15萬元以下的車,所以像芯馳這樣的國內高水平晶片廠商可以有力地推動整個汽車智慧化的發展和程序。

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圖片來源:芯馳科技官網

業內普遍認為,國產晶片已經迎來視窗機會。

“眼下,

新能源汽車和晶片這兩個最好的賽道正在交匯,我們的晶片製造商一定要抓住最好的時機。

目前,我們的客戶主要是一汽系和吉利系品牌,他們的銷量已佔到了國產汽車的24%,這是我們的基石。芯擎科技也跟其他車廠進行接觸,經過兩到三年的時間,我們一定能夠在智慧座艙這一領域和高通8155晶片平分天下。” 芯擎科技董事兼CEO汪凱對記者說。

儘管眼下晶片領域“子彈橫飛”,韋雲覺得國內晶片產業鏈條的研發與製造都在逐步成熟,大家正在共同把市場蛋糕做大。

陳蜀傑更是認為,國產晶片在技術、產業鏈、從業人員的專業度上都沒有問題,在時間的打磨下,國產晶片沒有理由不成功。

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記者手記 | 國產晶片沒有理由不成功

電動化帶來的汽車晶片需求量約是傳統燃油車的兩倍,智慧化帶來的需求量則提升至8~10倍。“爭奪車規級晶片就是在未來汽車比拼的關鍵”,這是記者與晶片從業者們溝通時最為真切的感受。

由於引數優異且與安卓系統有著成熟的適配,“高通8155”們一度佔據了智慧座艙晶片領域話語權。但在巨大聲浪之下,其實很多車企的很多車型反而選擇了國產晶片。原因在於,拋開商業的考量,從安全穩定與成本控制來考慮,國產晶片的效能絲毫不會打折扣。

我們不否認我國晶片起步晚是事實,但可以明確的是,智慧化的比拼其實剛剛起步,未來汽車賽道的競爭就像馬拉松比賽。國產晶片供應商一直在與時間賽跑,也在不斷闖下AEC-Q100可靠性認證、ISO26262功能安全產品認證、國密認證等一道道關。

此外,國產晶片也有著不得不崛起的理由。美國在近期簽署了2022年晶片與科學法案,要求晶片的設計和生產都要在美國,並對EDA軟體實施新的出口管制,這一系列操作對國內晶片從業者的影響是真實存在的。

在與晶片從業人士交談過程中,記者感受到他們的無奈,但更能感受到他們直面現實的智慧與毅力。“國內晶片產業鏈條的研發與製造在反覆打磨中已逐步成熟” “我們在努力透過本土化將成本控制做到極致” “24小時駐場在主機廠隨時為他們提供服務”……正像這些晶片從業人士所堅信的:國產晶片在技術、產業鏈、從業人員的專業度上都沒有問題,在時間的打磨下,國產晶片沒有理由不成功。

參考資料

[1] 今年7月,中國新能源乘用車市場份額佔全球的68%。乘用車市場資訊聯席會

[2] “8155”正執行在20餘款、數十萬輛自主中高階車型的主機板上。統計自央視網

[3] AEC-Q100可靠性認證。由美國汽車電子委員會AEC(automotive electronics council, AEC)制訂,該組織是克萊斯勒、福特和通用汽車、Delco Electronics等為建立一套通用的零件資質及質量系統標準而設立。

[4] ISO26262功能安全產品認證。基於IEC 61508《安全相關電氣/電子/可程式設計電子系統功能安全》派生出來的,主要定位在汽車行業中特定的電氣器件、電子裝置、可程式設計電子器件等專門用於汽車領域的部件,旨在提高汽車電子、電氣產品功能安全的國際標準。ISO26262從2005年11月起正式開始制定,經歷了大約6年左右的時間,已於2011年11月正式頒佈,成為國際標準。

[5] 國密認證。由國家密碼管理局商用密碼檢測中心認證的《商用密碼產品認證證書》

記者 |

黃辛旭

編輯 |

裴健如 董天意

統籌編輯

| 易啟江

統籌編輯

陳冠宇

視覺 |

張軼

影片編輯 |

裴健如

每日經濟新聞