百年汽車工業的未來，承托於方寸矽片之上。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制造業潛力，中國新能源汽車產業、市場均做到全球首位。今年7月，中國新能源乘用車市場份額占全球的68%[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，隻是在摸索前行的過程中，電動化成為新能源汽車“革命”的立足點，同時也為高度智能汽車的實現創造先決條件。在新能源汽車發展的下半場，智能化程度才是真正的勝負手。而負責協調統領各部分的“大腦”——芯片，則直接決定著品牌上限。
在此背景下，8155、820A、8295……等一串串數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代數字座艙平臺的旗艦產品，也是目前車規級SoC芯片中的“網紅產品”。此刻，“8155”正運行在20餘款、數十萬輛自主中高端車型的主板上[2]，這些車型是中國汽車整體向上的縮影，同時，它們也站在與國外汽車品牌抗衡的最前沿。
但撥開紛繁的信息，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芯片。
此外，在《每日經濟新聞》記者調查中，諸多芯片行業從業者都給出相同的觀點——“在智能座艙領域，高通8155並非不可替代。”原因是，基於手機消費芯片改版而來的高通8155，與車規級芯片的研發設計流程並不相同。
相反，國內可替代高通8155的車規級智能座艙芯片已不在少數：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，國產汽車芯片市場占有率隻有2.5%，而且絕大多數還是低端芯片。對我們來說，第一步是把產品做好，第二步是把成本降下來，才能和國際芯片同臺競技。”芯馳科技副總裁、首席品牌官陳蜀傑認為，國產芯片已經迎來窗口期，本地化的研發與生產將在未來競爭中占據優勢。
眼下，美國《2022芯片與科學法案》的正式簽署，將芯片制造提升至國傢戰略高度，妄圖以產業優勢將中國圍逼成芯片“孤島”。而當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。
高通8155並非不可替代
“7nm工藝制造、八個核心、8TOPS算力，集成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。
但撥開紛繁的信息，高通8155是否如外界所言般“神乎其神”？答案是否定的。
事實上，這顆芯片源於4年前智能手機平臺上的驍龍855芯片，通過“降低CPU的頻率” “提高GPU和NPU的頻率” “強化視頻圖像等數據的處理能力”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確實是在手機消費芯片基礎之上研發的，要想用在汽車上就需要設置多個操作系統，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首席執行官沈子瑜向記者解釋高通8155受歡迎的原因。
威馬汽車創始人、董事長兼CEO沈暉也從主機廠的角度解釋車企選擇高通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憑借芯片與系統的適配性，以及軟件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，尤其是在智能汽車越來越趨向“消費電子化”的今天，參數上的直觀碾壓遠比講故事、敘情懷更能挑起消費者的沖動，這也是“8155”走熱背後的現實情況。
但需要註意的是，“8155”並不稱職。一般而言，芯片分為消費級、工業級和車規級，工藝難度和質量標準也依次遞增。作為在手機消費芯片基礎上研發的芯片，高通8155與不少車規級芯片最初的設計流程並不完全相同。
“一些知名芯片品牌雖然性能標稱值很高，但整個芯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芯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。隻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，從嚴格的車規級芯片角度來看，高通8155並非不可替代。
智能座艙芯片是如何煉成的？
車規級芯片的誕生是漫長的過程，嚴苛的技術考量著研發者的智慧、反復的測驗打磨著從業者的韌性、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，包括驅動儀表、中控、後視鏡、後排娛樂，並支持多屏共享和互動。” 陳蜀傑透露，市場中部分芯片實力並不能完全支持這些功能，它們可實現的功能隻屬於智能座艙芯片功能的一部分。
高技術標準拉長車規級芯片的量產時間。長時間的研發設計是第一步，之後，智能座艙芯片還要經過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”芯片為例，它早在2019年就開始被研發，如今才剛剛完成流片。
“按照科學的發展規律，車規級芯片的研發從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年以上紮實芯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芯片制造商頭疼。除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，車規級芯片往往還需要經過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級芯片可應用於天窗控制；ASIL-B級芯片可應用於儀表盤顯示；ASIL-C級芯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）芯片可應用於自動駕駛、EPS。
“ISO 26262功能安全產品認證至關重要，因為智能座艙不是隻考慮娛樂舒服就行，車規級芯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，但車規級芯片的要求遠遠高於普通的消費類芯片。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。
隨著智能汽車要處理的數據越來越多，信息安全也成為業內關註的問題，因而國密認證也開始成為車規級芯片需要考慮的認證標準。
一般情況下，一款車規級芯片的認證周期長達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，主機廠和芯片提供商要一起進行研發。因為芯片是最底層的東西，芯片之上的操作系統、應用都需要進行調試，這樣才能進入到芯片點亮階段。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。
好消息在於，隨著國產芯片研發前期的佈局和如今的加速，芯馳、地平線、芯擎科技等國內芯片制造商已經開始嶄露頭角，“國產替代”成為智能座艙芯片比拼賽中的新亮點。
比如，芯馳已拿到超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芯片前裝量產，與20多傢車企達成戰略合作。其中，在智能座艙領域，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國產芯片，而且性能絲毫不會打折扣。”一位不願具名的芯片行業人士透露。
芯片算力≠智能駕駛
隨著車規級芯片進入上車階段，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年至今十年時間，車規級芯片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。
集度汽車CEO夏一平告訴記者，智能化賽道的迭代優勢需要芯片在算力上給予很大支持，尤其很多高精的AI能力更離不開強大的算力。
“智能化的終端背後一定是運算能力。好的芯片才能把軟件和硬件配合好，達到軟硬件的協同混合計算。智能座艙需要的系統級芯片SoC就是多核異構模式，芯片內部有不同的運算單元來解決不同的問題。”沈子瑜也提出同樣的觀點。
正是基於這樣的觀點，汽車圈似乎在芯片算力參數上掀起競賽。比如，集度汽車發佈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。從制程工藝上看，高通8295是首款5nm車規級芯片，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，這其實是為提升座艙智能化的體驗，尤其是增強智能語音交互能力。”夏一平說。
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能芯片‘真實性能’，芯片計算效率也同樣需要關註。” 地平線工作人員告訴記者，“正如對於汽車來說，馬力（單位： HP）不如百公裡加速時間（單位：秒）更真實反映整車動力性能，算力（單位： TOPS）也不反映汽車智能芯片實際性能，而每秒準確識別幀率FPS才是更真實的性能指標。”
沈暉也表達相同的觀點：“更先進的制程工藝必然會帶來更強算力，從這個意義上說，芯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≠芯片，算力隻是資本市場在芯片中摘取的一個向度。”
既然芯片算力不等於智能駕駛，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我們必須要有足夠的硬件冗餘。比如，威馬M7采用4塊Orin-X自動駕駛芯片，綜合算力高達1016TOPS，並配置3顆激光雷達，其目的就是為不可預測的場景，提供足夠強的硬件支撐。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傳感器，是給未來自動駕駛系統的技術升級留出冗餘。
“國產替代”迎來窗口期
芯片算力的內卷也帶來芯片制造商的內卷。
“從目前競爭格局來看，國外芯片制造商占領多個賽道。客觀而言，國內芯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發佈；5nm的高通8295芯片已經投放市場，而我們的（5nm芯片）還在規劃之中。”沈子瑜提出國產芯片制造商在車規級芯片競爭中的客觀難題。
但伴隨著汽車進入智能化比拼的下半場，越來越多的玩傢已經開始入局車規級芯片賽道，嘗試分一杯羹。
事實上，國產芯片還有著不得不崛起的理由。
8月初，美國簽署2022年芯片與科學法案，要求芯片的設計和生產都要在美國。近日，美國商務部（工業和安全局）正式宣佈最終規定，對EDA（Electronic Design Automation）軟件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軟件被譽為“芯片之母”，是電子設計的基石產業。
“EDA軟件屬於芯片制造的上遊產業，涵蓋集成電路設計、佈線、驗證和仿真等所有流程。我們國內設計的芯片基本上都用的是EDA軟件。”從事芯片設計的韋雲頗為無奈，“國外起步早是事實，但我們並非沒有國產替代的軟件，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芯片帶來挑戰，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芯片制造商在危機中尋找到突破點。
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。因為在這個裡面就不再隻比拼CPU和GPU，而是去看芯片的系統能力。”舉例來看，蘋果的A系列芯片與高通的同代芯片相比可能在參數性能上不占優勢，但是其跟軟件iOS整合到一起，就會發揮出“1+1>2”的效果。
芯片產業還具有規模效應的這一特點，由於芯片研發成本高，隻有大量用戶攤薄費用，芯片成本才會下降。因而，成本控制也是國產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、研發成本以及相關的軟件適配。相比之下，國產芯片不僅產品技術過硬，同時在本地化支持和研發成本、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芯片廠商可以有力地推動整個汽車智能化的發展和進程。
圖片來源：芯馳科技官網
業內普遍認為，國產芯片已經迎來窗口機會。
“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。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，我們一定能夠在智能座艙這一領域和高通8155芯片平分天下。” 芯擎科技董事兼CEO汪凱對記者說。
盡管眼下芯片領域“子彈橫飛”，韋雲覺得國內芯片產業鏈條的研發與制造都在逐步成熟，大傢正在共同把市場蛋糕做大。
陳蜀傑更是認為，國產芯片在技術、產業鏈、從業人員的專業度上都沒有問題，在時間的打磨下，國產芯片沒有理由不成功。
記者手記 | 國產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燃油車的兩倍，智能化帶來的需求量則提升至8~10倍。“爭奪車規級芯片就是在未來汽車比拼的關鍵”，這是記者與芯片從業者們溝通時最為真切的感受。
由於參數優異且與安卓系統有著成熟的適配，“高通8155”們一度占據智能座艙芯片領域話語權。但在巨大聲浪之下，其實很多車企的很多車型反而選擇國產芯片。原因在於，拋開商業的考量，從安全穩定與成本控制來考慮，國產芯片的性能絲毫不會打折扣。
我們不否認我國芯片起步晚是事實，但可以明確的是，智能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。國產芯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，國產芯片也有著不得不崛起的理由。美國在近期簽署2022年芯片與科學法案，要求芯片的設計和生產都要在美國，並對EDA軟件實施新的出口管制，這一系列操作對國內芯片從業者的影響是真實存在的。
在與芯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。“國內芯片產業鏈條的研發與制造在反復打磨中已逐步成熟” “我們在努力通過本土化將成本控制做到極致” “24小時駐場在主機廠隨時為他們提供服務”……正像這些芯片從業人士所堅信的：國產芯片在技術、產業鏈、從業人員的專業度上都沒有問題，在時間的打磨下，國產芯片沒有理由不成功。
參考資料
[1] 今年7月，中國新能源乘用車市場份額占全球的68%。乘用車市場信息聯席會
[2] “8155”正運行在20餘款、數十萬輛自主中高端車型的主板上。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/可編程電子系統功能安全》派生出來的，主要定位在汽車行業中特定的電氣器件、電子設備、可編程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。由國傢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