自2020年10月開始,全球開始出現芯片短缺的問題,最初受到影響的只是消費電子行業,尤其到2020年年末,顯卡價格瘋漲,加上國內部分商家的惡意囤貨和區塊礦潮,導致一卡難求,甚至已經發售了2年的老產品,價格也翻了兩倍。
當時大多數汽車廠家還是處于隔岸觀火的狀態,萬萬沒想到,不過6個月,芯片荒的大潮就拍到了車規級芯片的頭上。
起初,汽車廠家還引援過往經驗,認為短缺的問題也就持續到2021年6月,但是事與愿違,這次的汽車芯片荒到現在還未結束,還將要持續多久也是未知數,甚至可能成為未來的常態。
具體為什么出現芯片荒,原因是多元化的,除了新冠疫情全球化的影響,還有今年2月德克薩斯州特大寒潮和3月末日本瑞薩電子大火等等,不一而足,但更多的還是來自某些國家的管控。
今天我們不談為什么芯片荒會出現。而是談談為什么汽車這種廣大消費者印象中沒那么電子化的東西,卻成了目前最受芯片產業影響的行業之一。芯片在現代汽車中起到了多大的作用,不同芯片之間到底之間差什么?
首先說芯片在現代汽車中起到了什么作用?哪些方面需要芯片?
其實汽車行業對芯片的依賴,并不是近幾年受到新能源汽車的影響才開始的,早在傳統燃油車時代,芯片的作用就已經舉足輕重了,比如汽車空調和熱管理系統、進氣/尾氣管理系統、燃油蒸氣管理系統以及剎車助力系統等各個電子控制系統,都是極度依賴芯片的,只不過是它們所依賴的都是45nm級的“粗笨古早”芯片,這種車規芯片和傳統意識上對于芯片高精尖的印象不同,所以之前人們在討論車輛產品力時,對于車規芯片是相當不在意的。
但是到了新能源時代,尤其目前自動駕駛領域的“軍備競賽”階段,車規芯片終于走上了歷史舞臺,成為了目前評判一輛車的重要標準。而車規芯片也一改以往“粗笨古早”的形象,跟上了目前主流芯片的水平,甚至在算力方面,開始走向了芯片行業的頂端。
自動駕駛領域目前是最“吃”芯片的,如果說自動駕駛的算法能決定自動駕駛能力的上限的話,那么自動駕駛車規芯片就決定著下限。在之前,自動駕駛芯片市場一直被Mobileye和賽靈思兩家所掌控,但是伴隨著英偉達和AMD對這兩家的收購,現階段自動駕駛芯片市場呈四足鼎立的態勢,分別為:英特爾、英偉達、高通、AMD。
不過各家車企也不是非這四家不用,比如最受消費者熟知的特斯拉FSD芯片,就是特斯拉自研的。國內也有廠家在做自研芯片,零跑的凌芯01,地平線的征程二代等。包括蔚來、比亞迪、吉利等車企,都表示會觸及自動駕駛芯片領域。
我們都能明白,各家車企自研芯片的初衷,本質上都是不想受制于人。不想走手機市場的老路,(安卓手機市場上高通一家獨大,想用高通的旗艦芯片就要接受高通的霸王條款,接受霸王條款就失去了自由度,不接受產品力就跟不上)。
但是目前其他廠家自研的芯片,在產品力本身,和目前的龍頭廠家還是有差距的。我們就以英偉達目前最新發布的車規級AI芯片Orin x為例,來看看目前的差距有多大,具體到汽車本身上會有多大的差距。
英偉達這顆Orin x,官方公布的單顆芯片的算力達到了254 TOPS,在算力方面目前是最頂級的存在。目前自動駕駛做的最好的特斯拉,它采用的自研FSD芯片,單芯片的算力也不過就是72 TOPS,而零跑的凌芯01最大算力只有可憐的4.2 TOPS,征程二代的最大算力只有4 TOPS ,可以說和英偉達最新的這顆Orin x的差距,大的讓人絕望。即使退一步和英偉達的上代產品Xavier比,差距也不小,Xavier的算力為30 TOPS。
為什么英偉達的Orin x芯片能達到254 TOPS,而我們自己做的芯片只有區區4 TOPS,是什么導致了算力差距如此之大。決定算力最核心的就是設計工藝。在消費電子領域為了方便理解,非常簡單粗暴的將這個參數擬化在了制作工藝上,以最小晶單元的大小作為標準,分為了5nm、7nm、14nm等等,數字越小,證明晶單元越小,設計水平更高,工藝更好,算力也就越高。目前世界上最尖端的消費級芯片為5nm級,而Orin x為7nm級,目前我們國內車規芯片非??上У倪€停留在14nm和28nm級別,這就是算力差的根本。
英偉達在做Orin x之前,已經推出過了兩代的車規芯片,第一代Parker的算力水平也只是從個位數開始的,但是英偉達在消費電子領域,已經積累了很多年,而且在代工廠方面,也有著臺積電和三星這兩個世界上最好的芯片代工廠。
所以英偉達想做車規芯片了,它就能直接拿出7nm工藝的Orin x。而像零跑這種從零開始的車企,即使傾盡人力物力,也只能找下游的代工廠做出28nm級別,甚至更低的芯片。
那我們有能設計出高算力水平芯片的公司嗎?其實是有的,華為就能設計出5nm級別的消費電子芯片,理論上華為也能拿出和英偉達Orin x同一級別的車規芯片,但是因為美國的制裁,華為有設計,但是找不到能生產的廠家。國內唯一可以自主成產芯片的中芯國際,目前也只能量產14nm級別的芯片,落后國際水平兩代,還不能保證良品率。
目前可以和英偉達競爭的也只有英特爾、高通和AMD,但是目前其他三家都沒有推出新產品,所以英偉達的Orin x是目前車規芯片行業的天花板。
其次我們來說一下,目前誰采用了英偉達Orin x這個芯片,采用這些芯片的車型能做到哪些其他車輛做不到的事?
目前采用了英偉達Orin x這個芯片的車型都還沒有上市,主要有蔚來ET7、理想X01和R汽車ES33。在著中間有明確消息的其實只有蔚來ET7和R汽車ES33,這兩款車的共同點有很多,都配置了激光雷達,都擁有極度冗余的傳感器數量,以及官宣的智能駕駛。
而在這兩臺車中間,只有蔚來公布了會搭載4顆Orin x,而且ET7預計算力會達到1000 TOPS,我們來說說,這4顆Orin x意味著什么。
其實只要一個信息點就能知道蔚來有著什么野心,L5級別的自動駕駛的最低算力標準是500+ TOPS。這也就能說通為什么蔚來ET7發布已經快一年了,為什么還遲遲沒有發售,為什么蔚來在ET7上使用了完全冗余的傳感器數量,要知道特斯拉的FSD也只使用了21個傳感器,而ET7使用了33個。
蔚來正真的目標在于當L5出現后,ET7能借助Orin x一步到位。哪怕是最基礎的L5,也可以說是先其他廠家一步。
這也就是Orin x正真的意義,在其他廠家還在L2級和L3級打破頭的時候,能使用Orin x的廠家已經可以憑借著強大的算力,為L5級的自動駕駛布局了。
目前大多數廠家的自動駕駛都采用的自研算法,蔚來先造出來了能算的動的平臺,再做算法,毫無疑問肯定會對其他廠家造成降維打擊。當然蔚來能想到的其他廠家也能想到 ,這也就是為什么現在越來越多的廠家宣布高端車型會搭載Orin x芯片,也為什么會在傳感器上瘋狂堆料,哪怕冗余嚴重,成本過高也不惜代價。同時也解釋了為什么好多極高算力的量產車遲遲不上市,有些產品一拖再拖。
當然Orin x的價格也是不菲的,廠家肯定會把堆料的成本分攤到消費者頭上,具體表現就在車價上,目前唯一有售價的蔚來ET7也達到了44.8萬到52.6萬,這對于普通消費者來說,可以說是一個非常高昂的售價了。我們也能猜測到未來搭載Orin x這個芯片的車型,也絕對不會有很親民的售價,在產品成熟前幾乎和普通消費者無緣了。
最后我們來談談英偉達Orin x的出現,究竟有什么意義?
對于廠家或者說整個行業來說,Orin x的出現,可以說是跨時代的,它是目前唯一有能力運行L5級別自動駕駛的車規芯片,可以說在一定程度上是能推動自動駕駛整個行業發展的,而且也是目前唯一有能力將L5落地到消費級產品上的芯片,是目前我們接觸L5級自動駕駛最近的橋梁。
但是對于大多數普通消費者來說,它的意義不大,畢竟目前主流市場,L2級和L3級的輔助駕駛很多廠家還沒有玩明白。法律法規也還沒有跟上技術發展的速度,一切還處于一個發展中的狀態。很多消費者對于車輛輔助駕駛的需求,比如自動倒車入庫,自適應巡航等,一個4 TOPS的車規芯片就能滿足,完全沒必要現在早早為未來買單。
如果未來自動駕駛的方方面面都已經基本完善,車規芯片一定會成為重要的選擇維度,但是目前還是以適用原則為主,買自己足夠用的就好,沒必要早早買單。