万字深度：芯片自研

　　正在大算力芯片市场，英伟达、高通等国际巨头曾经出垄断态势，他们还正在不竭会推出机能更高、功耗更小的新产物。新入局者两到三年时间，将芯片实现了成功量产，此时供应商的下一代芯片可能曾经上市。

　　同时，若是再考虑制制封测，那么投资更是动辄上百亿，很多设备、材料都被国外厂商垄断，价钱高贵且数量稀少。

　　2021年12月，芯擎科技发布了其首颗7nm智能座舱芯片“龙鹰一号”，该芯片具有8核CPU（90k DMPIS）、14核GPU（900 GFLOPS）、以及8TOPS的NPU。

　　还有动静称，蔚来也正在自研座舱芯片，采用7nm工艺，由三星代工，该座舱芯片将取蔚来手机有更多的立异联动。

　　芯片（特别是大算力的从动驾驶SoC芯片）设想复杂、开辟难度大，失败风险高，从而导致开辟投入大。

　　该芯片为端到端大模子定制，集成2个自研NPU、2个ISP，采用面向神经收集的DSA。图灵芯片特地为AI大模子打制，具有40个处置器焦点，最高可运转大模子参数为30B，估量浓密算力会正在500~750 TOPS，将来可用于AI汽车、AI机械人和飞翔汽车。

　　团队正在Chiplet和RISC-V方面进行深切研究，次要自研的是NPU前端设想，后端设想部额外包给中国的世芯电子，然后再交由台积电完成制制。

　　别的，若是是Tier1自研芯片，那么零件厂利用的时候一般会比力保守，凡是不单愿是第一个吃螃蟹。因而，Tier1正在推广利用自研芯片的产物时，凡是会碰到较大的阻力。

　　1）芯片硬件只是开辟的第一步，将算法摆设到芯片中，还需要一套完整的开辟东西链，用于算法的开辟、锻炼、优化、摆设和验证。例如英伟达依托于AI社区开辟者生态的持久堆集，曾经打制了一套很是高效的开辟东西链。低效的开辟东西链，会严沉拖累整个系统的开辟效率。

　　对于零件厂芯片团队的绩效，可否向要求供应商（芯片公司）一样严酷？公司内部组织之间的“留人情”，能否会成为高质量产物交付的羁绊？

　　特别正在智驾芯片部门，目前利用NT3。0平台的蔚来车型全都搭载了4枚Orin-X芯片，降低成本的最好方式就是寻找算力不异，但成本更低的替代品。若是神玑NX9031可以或许取代4枚Orin-X芯片，蔚来无疑能够做到大幅的降本增效，正在这场“智驾裁减赛”中控制自动权。

　　例如，昔时国外ABS是1000多一套，国内很多厂家认为能够做到700元，纷纷上马。可是比及浩繁国内厂家线元的产物时，国外厂家俄然降价到300，导致。

　　该芯片制程为5nm，具有跨越500亿颗晶体管，采用32核大小核CPU架构，采用LPDDR 5x内存，速度达到了8533Mbps，内置高动态范畴高机能ISP，位宽26bit，具备6。5G Pixel/s 像素处置能力，处置延时少于5nm，估计算力跨越1000 TOPS。

　　芯片需求清晰。特斯拉全栈自研算法，对芯片需求很是清晰。通过裁剪无用多余的规格需求，将算法固化正在芯片硬件设想中，从而实现最优的机能和功耗均衡。

　　雪岭比来也和多位行业内专家进行了一些沟通，编写本文做下简单总结，未必精确，仅供列位教员参考。

　　若是量比力小的话，代工场的志愿度就不会高，就算有晶圆厂情愿代工，价钱也不低，交付期也不会被放置正在优先级。

　　东西链和生态层面的挑和，可能比芯片硬件本身的挑和更大。开辟出一套好用的软件栈，需要破费的时间，可能比设想出一款芯片更久。

　　对于7nm车规工艺以下芯片，目前只能找台积电和三星这两家，可是若何让台积电和三星积极共同项目进度，也车企取上逛Fab厂打交道的能力。

　　芯片价值量高（一片高算力处置器芯片，价钱高达数百美元）、毛利高（英伟达芯片的毛利率高达90%，地平线征程系列芯片的毛利率高达79%），特别是此中的从控芯片，会间接决定系统机能，其所承载的Know-How也最为稠密。

　　市道上没有合适处理方案，不得不自研。例如，特斯拉研发FSD芯片之前就是对于英伟达芯片机能不满，而一时间又找不到更合适的芯片替代。

　　2023年11月，抱负起头大幅推进自研智驾芯片，目前抱负曾经设立了约 200 人的智驾芯片团队。

　　HW5。0（AI5）：估计将于2025年下半年推出，整个平台的算力大要是HW4。0的10倍。

　　正在汽车行业，做到每年出货100万的规模常坚苦的。做为对比，全球智妙手机的出货量至多是汽车销量的10倍，然而，全球至今也只要苹果、高通、MTK等很少量的几家成功的手机SoC芯片公司。

　　抱负汽车自研智能驾驶SoC“舒马赫”，将采用的是Chiplet模式，估计将正在2024年岁尾前完成流片。

　　自研从动驾驶芯片最好的样板就是特斯拉，虽然特斯拉的芯片算力目前并不是最高，可是特斯拉从动驾驶机能却被的排正在前列。芯片自研奠基了特斯拉正在从动驾驶范畴的领先地位。

　　1）芯片厂家受限于本人已有的芯片架构，以及平台产物的分析考量，未必能完全按照零件厂的需求进行开辟。

　　2023年9月，蔚来发布了第一款自研芯片产物：LiDAR从控芯片NX6031，代号“杨戬”。该芯片用于图达通猎鹰激光雷达，替代原有的FPGA和ADC等价值不菲的第三方芯片，据领会，“杨戬”将为蔚来每辆车节流几百元的BOM成本。

　　2）从保密的角度，零件厂商并不情愿将本人奇特的需乞降对使用场景的理解，间接分享给芯片设想公司。由于这些需求本身也是贵重的Know-How，担忧芯片设想公司将来有可能分享给其他客户。（虽然有些环境下，能够通过和谈定义某些含有客户奇特需求的芯片只能专供，可是良多环境下很容易绕过）。

　　然而，当利用通用芯片时，往往是让软件最大化的适配硬件，很难最大化的阐扬算法的劣势，打制差同化体验。

　　开辟费：芯片的研发投入分摊到生命周期内的全数出货量之后，核算到每一片的成本。出货量越大，单片的开辟费分摊越低。

　　智驾架构不变且演进标的目的清晰。特斯拉很早就确立了纯视觉线，具有很是不变的智驾架构，芯片不会由于架构调整而不竭进行变动。

　　近期蔚来、小鹏、速腾等公司纷纷发布自研芯片的最新进展，“芯片自研”再一次惹起了普遍的会商。

　　抱负取国内的三安半导体合做建建功率半导体产线%，湖南三安半导体占比30%，通过合伙结构SiC功率半导体。估计2024年正式投产，最终方针是实现240万只碳化硅的年出产能力。

　　例如，假设车企每个月10万片芯片，若是每张12吋晶圆为500颗芯片，每个月仅仅200张晶圆的需求，正在TSMC和封测厂往往是产量最小的客户。这种环境下，往往很难和Fab和封测厂谈到一个好的价钱和交期，特别是当产能严重时。

　　别的，正在验证过程中，若是零件厂发觉问题，需要颠末反馈、数据抓取、阐发等多个阶段，两头沟通环节往往良多，时间成本很高，效率低下。（当碰到供应商人力资本欠缺或者共同志愿度不高时，两头拖的时间会更长）？。

　　2021年，吉利取芯聚能半导体、芯合科技等合伙成立了广东芯粤能半导体无限公司，面向车规级和工控范畴的碳化硅芯片的研发和制制，产物次要包罗碳化硅SBD/JBS、IGBT等功率器件，次要使用于新能源汽车、工业电源、智能电网以及光伏发电等范畴。

　　零跑董事长朱江明暗示“正在2016年和2017年，市场上并没有现成的AI芯片可供选择，但做为一家车企，投入如斯大规模的资金进行芯片开辟确实是一次庞大的挑和，当下AI芯片市场曾经相当成熟，对于车企而言，将精神集中正在智能驾驶算法的研发上更为合理”。

　　正在智能化时代，凡是是“软件定义汽车”，车辆的从动驾驶能力间接决定于算法。从动驾驶的品级越高，凡是算法模子越复杂。

　　芯粤能碳化硅项目总投资75亿元人平易近币，别离扶植年产24万片6英寸和24万片8英寸碳化硅晶圆芯片出产线，是目前国内最大的专注于车规级、具备规模化财产堆积及全财产链配套能力的碳化硅芯片制制项目。

　　不外，之后零跑汽车悄悄遏制了对芯片的研发投入，正在最新推出的零跑C10上，已换用了英伟达Orin-X芯片。

　　2022年6月，吉利汽车孵化成立了晶能微电子，打制车规级IGBT产物，2023年3月颁布发表已流片成功。长城汽车旗下的功率半导体模组封测公司，无锡芯动半导体科技无限公司成立，专注于Si  IGBT和SiC MOS的研发取立异，通过全财产链协同，深度结构芯片设想和模组封测。

　　，若是再加上总体研发及运营，一般的芯片遍及需要百亿元以上的投资规模。例如，对于Orin芯片，是英伟达破费4年时间，投入数十亿美元才完成开辟。

　　紫荆M100，成功点亮。该芯片基于RISC-V架构开辟，采用模块化设想，内核可沉构。紫荆M100次要使用于车灯、空调、无线充等系统上，五年内搭载车型不少于250万辆。

　　别的，需要留意的是，虽然目前英伟达、高通等芯片目前看起来利润率很高，可是当市场所作加剧时，这些厂家为了市场份额，必然会？。

　　HW3。0：2019年发布，采用自研的第一代FSD芯片，该芯片基于三星14 nm工艺，单颗算力达到了72 TOPs，是其时算力最强的智驾芯片。从HW3。0起头，特斯拉采用自研的SoC芯片，全面控制从芯片设想到软件开辟的全栈手艺。自研芯片支持特斯拉持续引领智能驾驶赛道，从BEV到OCC，再到E2E。

　　零件厂若是但愿自研芯片，必必要成立一支专业的芯片开辟团队，按照芯片的复杂程度，这个团队规模可能从百人到数千人不等。

　　当芯片自研时，因为不需方法取供应商开辟溢价，而且能够通过裁剪算法用不到的组件（通用芯片凡是需要满脚分歧零件厂的差同化需求，存正在大量的设想预留），正在必然的出货量的前提下，能够无效降低芯片的成本。

　　提拔估值。自研芯片能够带来品牌抽象的提拔，以及给本钱市场新的想象空间，正在本钱市场获得额外的收益。正在很多零件厂颁布发表自研芯片之后，股价往往都有大幅提拔。

　　凌芯01开辟历时3年，算力4。2 TOPS，支撑根本的ADAS使用，CPU为阿里旗下平头哥公司玄铁C860，AI核则为8核NPU。凌芯01次要配套C11车型，23年出货量达到12万颗。

　　2024年4月，有报道称，比亚迪曾经启动自研智驾芯片的相关项目，这枚芯片NPU算力大要为8 TOPS，次要对标TI的TDA4VM。这枚自研芯片次要笼盖比亚迪10-20万元支流车型，借帮比亚迪复杂的出货量，这颗芯片的表示很是值得等候。

　　大华是安防行业巨头，也是零跑汽车的次要投资人。零跑供给了该芯片的架构和功能需求，大华担任具体的芯片设想和开辟。

　　按照纳新微电子的调研，保守燃油车向奢华智能电动车的演变，会将单车芯片的价值从640美金提高到2875美金。长城汽车比来也做过雷同的统计，对于智能电动车，中端车型芯片价值总量8000元，高端车型的芯片价值总量将达到14000元。

　　HW4。0：2023年发布，采用7nm制程的第二代FSD芯片，算力提拔5倍，达到720TOPS。

　　零跑是国内最早颁布发表自研芯片的国内新车企，零跑曾提到：“不制芯片的车企不是一家好科技公司”。

　　正在工业、家电、新能源和消费电子，比亚迪半导体已成功量产IGBT/碳化硅、IPM、PIM、MCU、电传播感器等产物。比亚迪已成为中国最大的IGBT制制商。

　　所以，“芯片自研”成为了良多零件厂的计谋结构，特别是特斯拉正在2019年量产了其第一代自研的FSD芯片之后，良多头部玩家起头跟进。

　　对于第二种方案，零件厂能够本人定义芯片规格需求，基于算法架构来设想芯片架构，实现软硬件的最佳适配，也完全没有泄密的可能，拓宽本人的“护城河”。

　　2004年，比亚迪半导体的前身——比亚迪微电子公司成立，处置功率半导体、智能节制MCU、智能传感器及光电半导体的研发出产，采用IDM模式。

　　2）智能汽车承载着由丰硕的软件定义下的汽车生态，而软件的开辟者大多青睐正在市占率更高的芯片上投入开辟，若何吸引软件开辟者正在新芯片平台上开辟软件，也是必必要思虑的问题。

　　AD1000采用7nm工艺制程，CPU算力达250 KDMIPS，NPU浓密算力高达256 TOPS，GPU算力218 GFLOPS，通过多芯片协同可实现最高1024 TOPS算力，集成高机能VPA取ISP，可满脚L2~L4级智能驾驶需求。从机能目标上来看，AD1000脚以对标英伟达Orin-X，和地平线年内向市场交付。

　　2023年9月，领克08正式上市，为龙鹰一号首款落地车型，其智能座舱全系标配2颗“龙鹰一号”芯片。

　　2020年下半年，蔚来组建自研芯片团队，目前有800人摆布规模（担任人来自华为海思），次要处置智驾、传感器等芯片的研发。

　　从动驾驶系统的开辟，往往需要软件和硬件大量的协同设想和结合验证等工做。若是采用通用芯片的方案，因为需要考虑更多分歧客户需求，而且良多软件适配工做，导致串行工做场景较多，协同效率较低。