编辑 谢丽容
8月25日,有消息称,美国已经批准了供应商向华为提供价值数亿美元的 汽车 零部件芯片许可,这些芯片将会被用于屏幕和传感器等 汽车 零部件。
对此,一些美国国会人士向政府发出批评,军事委员会共和党领袖罗杰斯敦促撤销这些许可。压力之下,8月27日,美国商务部一位发言人表示,美国政府并未放松或调整这项政策。
至此,一个在过去两年一直被人忽视的重要问题浮上水面:华为大力进军 汽车 业,要做 汽车 领域的增量零部件供应商,增量零部件离不开芯片,华为有没有可能在这个领域被卡脖子?
答案是有可能的,但也不是那么悲观。
目前尚没有明显迹象表明,美国对华为的政策有松动迹象。想要彻底摆脱卡脖子阴影,最靠谱的方式,当然也是最艰难的道路是逐步构建国产能力这一条路。
华为已提前预判并布局
华为 汽车 芯片受制于人,是和手机芯片原因相同,但是由于 汽车 芯片国内已经具备一定可控生产能力,这给国产替代留下了空间。
通俗理解,涉及到安全,用在 汽车 上的芯片难度不在制程,而是在车规级,工艺和安全性都比消费电子要高。
汽车 芯片主要分为三类,一是功能芯片,例如自动驾驶系统、发动机、底盘和车身控制的芯片;二是功率半导体,也就是负责功率转换的芯片;三是传感器芯片,例如用在 汽车 雷达、气囊、胎压监测等。
与消费电子芯片不同, 汽车 芯片对其外部工作环境,如温度、湿度、粉尘、寿命、稳定度等承受度极高。 汽车 电子元件的规格标准,业内称车规级,车规级的电子元件售价高,要求也高。这增加了 汽车 芯片的制造难度。
以寿命举例,车规级芯片的寿命要求至少15年,与此相比的消费电子芯片寿命为1年-3年;车规级芯片需要承受最低约零下40摄氏度到最高约155摄氏度的温差,但消费电子一般在零摄氏度到40摄氏度即可。
另外,用在 汽车 上的芯片也需要花很长时间进行研发和验证,研发的时间可能超过一年。如果要从开始研发到推向市场,至少三年。还有一些车规芯片,需要在通过了车规认证的产线才能生产。
由于 汽车 没有体积大小上的现实限制, 汽车 芯片要用到的制程普遍不高,难点在于能否符合车规级认证。这对工艺的要求很高,也需要反复验证。单拿封测来说,一条车规级封测产线比普通封装测试增加了更多环节,例如焊线的检查、可靠性筛选等,并且测试阶段很多产品需要做高温、低温测试。
华为将自己定位为 汽车 智能增量零部件供应商,主要为车企提供“自动驾驶”和“智能座舱”解决方案,这是华为 汽车 业务需要的两大类芯片。
华为要构建芯片可控能力,就意味着在上述两个领域芯片的设计和制造上都不能受到美国制裁威胁。
此外,芯片设计需要用到采用美国技术的EDA软件。
即便是华为这样的研发能力和产业链号召力巨大的 科技 公司,这种情况短期内也是无解的。
EDA,被视为“芯片之母”,指的是通过计算机辅助设计软件来完成超大规模集成电路芯片功能设计,设计环节包括芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等,目前,全球EDA市场有大约80%被Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三家公司占领,这三家均为美国公司。因此,这也是中国芯片产业链国产化进程中,至关重要且被卡脖子的环节。
EDA流程繁复,需要长时间的积累,哪怕是EDA巨头Synopsys,也是通过长期研发和不断收购形成如今的规模和地位。上述知情人士称,华为在自研的同时,也可能会通过收购整合的方式构建自主的EDA体系。
华为在EDA上布局从其旗下的哈勃投资的布局版图上也可见踪迹,EDA是哈勃投资的重点领域之一,公开资料显示,2020年下半年到2021年初,哈勃投资了三家EDA公司,九同方微电子、无锡飞谱电子和立芯软件。
根据华为内部规划,明年面市的5000辆极狐阿尔法S将会有部分采用国产替代芯片,至2023年,将会完全使用国产芯片。
对华为来说,当下,车规级mcu芯片可以做到国产替代,目前,在OLED屏幕驱动芯片上,由中芯国际为华为代工的28nm工艺产品已经进入量产,用于 汽车 的28nm工艺芯片量产并不会有太大的困难。
如果一切顺利,存货消耗完之前,华为能具备一定生产车规级芯片可控的能力。不过,这个过程也将是华为和其他中国企业不断追赶国际领先水平的过程。到那时,行业内领先水平将会已经进入3nm工艺的芯片竞争,国内外的芯片制造技术差距依旧存在差距。
也就是说,美国政府制裁阴影之下,华为唯一的道路是卧薪尝胆,用一个相对较长的时间构建可控产业链,只有这样,华为才有可能实现既定战略目标。
远建近替,两个思路
华为的自研芯片目前主要包括了5G 基带芯片巴龙、AI芯片升腾、CPU芯片鲲鹏。
公开资料显示,2018年2月,华为发布的全球首款8天线4.5G LTE 调制解调芯片巴龙765,可增强智能 汽车 联网的安全性,这个芯片将应用于自身LTE - V2X 车载终端和 RSU 产品上。
同年,华为发布了能够支持L4级别自动驾驶能力的计算平台——MDC600,拥有八颗华为公司最新推出的AI芯片升腾310,同时还整合了CPU和相应的ISP模块,主要合作方为奥迪。
2019 年 1 月,华为又发布 5G 基带芯片巴龙5000,这是全球首个支持V2X的多模芯片,未来可用于车联网和自动驾驶领域。较之前代,该款芯片体积更小、能耗更低、延迟更短。
不过,上述产品意义更多是技术积累的逐步释放。在解决芯片真正商用问题上,华为的思路可以归纳为两类:
第一条思路是导入国产供应链。基于这个思路,华为又有三种做法。
二是合作研发。2020年4月,华为海思宣布与比亚迪合作应用在 汽车 智能座舱领域的麒麟710A车机芯片。该款芯片类似于小鹏 P7和理想 ONE采用的高通 820A 芯片,最初被运用在手机上,也采用台积电的 12nm 工艺,不过,由于美国制裁,最后由中芯国际为华为生产,工艺也换到了14nm。
三是对外投资。《 财经 十一人》曾在此前报道《三年投资40家芯片公司,华为哈勃要做什么》中详细解析了华为旗下哈勃投资的投资逻辑——紧密围绕生存。在哈勃已有的投资中,涉及半导体产业链的各个环节,包括IC设计、EDA、封装测试、设备、材料。但涉及到与华为海思相重合的高端芯片、高性能计算芯片,哈勃投资并不涉猎,这是一条非常明显的界限。
未来的可能性
对华为的 汽车 业务来说,芯片进展有多快,决定了华为未来在 汽车 领域的位置,它是有可能复制其在电信设备领域和手机领域的领先者辉煌,还只是囿于成为一家平庸的 汽车 零部件制造商?
在自动驾驶领域芯片的国家间竞争上,美国目前占据压倒性优势,除了特斯拉采取自研芯片路线,Mobileye 和英伟达几乎瓜分了自动驾驶AI芯片市场:前者主要垄断了 L2 级自动驾驶市场,后者则偏向于控制L4 及以上级别的自动驾驶芯片市场。
国内造车新势力目前需依赖美国采购。蔚来ES8搭载Mobileye 芯片,小鹏 G3 同样采用Mobileye 的芯片,在 P7 上换为英伟达的 Xavier;理想 one 起初也是使用Mobileye的芯片,下一款车X01上计划搭载英伟达Orin芯片。
自动驾驶能力是华为 汽车 业务的关键筹码,而这一能力有赖于芯片支持。而且这其实是华为重视的差异化优势。比如,华为正着手做偏芯片解决方案的业务——这被认为是华为有别于其他供应商的优势所在。
在智能 汽车 领域,直接为车企提供芯片解决方案,意味着华为可以极大缩短车企开发流程。以高通类比,在高通和车企的合作中,高通的角色是二级供应商,其芯片需要与一级供应商德赛西威先行适配,由德赛西威完成解决方案,再与车企进行适配。在各家不惜余力加快产品发布节奏,以争夺智能 汽车 窗口期的竞争中,这将帮助车企获得核心竞争力。
华为徐直军此前表示,华为的计划是用两年左右的时间,等到库存消耗完毕时,不受任何限制,自主产业链生产能够跟上。
好在 汽车 是大件商品,出货量和手机完全不在一个量级,这也就减少了对真正会被卡脖子的芯片数量需求。
换个角度分析,目前种种信息显示,由于华为无法采购美国芯片,对美国公司来说少了一大笔收入。美国在成熟制程芯片上再度对华为出手的可能性极低,也就是说,在“最坏可能”和既定事实之间,尚有足够空间,让华为获得可控的芯片供应链。
芯片还是Intel英特尔比较好,其他的品牌也不错,十大芯片品牌排行榜如下:
Intel英特尔(英特尔(中国)有限公司)
SAMSUNG三星(三星电子株式会社)
Qualcomm高通(高通无线通信技术(中国)有限公司)
TI德州仪器(德州仪器半导体技术(上海)有限公司)
AMD(超威半导体产品(中国)有限公司)
NVIDIA英伟达(英伟达半导体科技(上海)有限公司)
Toshiba东芝(东芝(中国)有限公司)
Micron美光(美光半导体技术(上海)有限公司)
Hynix海力士(SK海力士半导体(中国)有限公司)
联发科技Mediatek(联发博动科技(北京)有限公司)
国产数字芯片厂商详细信息
下面我们将从核心技术、主要产品、目标市场和应用方案等方面对这30家公司逐一展示。
中科龙芯
核心技术:MIPS授权架构的CPU及生态圈、跨指令兼容的二进制翻译技术。
主要产品:面向行业应用的“龙芯1号”小CPU面向工控和终端类应用的“龙芯2号”中CPU以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。
应用领域:网络安全、办公与信息化、工控及物联网等领域,并在政府、能源、金融、交通、教育等行业领域取得了广泛应用。
天津飞腾
核心技术:自研ARMv8架构处理器、片上并行系统(PSoC)体系结构。
主要产品:高性能服务器CPU(腾云S系列)高效能桌面CPU(腾锐D系列)高端嵌入式CPU(腾珑E系列)三大系列。
应用领域:国内政务办公、装备制造、云计算、大数据以及金融、能源和轨道交通等行业信息系统领域。
海光信息
核心技术:AMD授权X86指令集架构、“禅定”x86 CPU
主要产品:7000系列、5000系列和3000系列处理器。
应用领域:政府机构和商业服务器应用。
兆芯
核心技术: CPU、GPU、芯片组核心技术。
主要产品:“开先”、“开胜”两大CPU系列。
应用领域: 党政办公、金融、教育、医疗、交通、网络安全、能源等行业。
申威
核心技术:申威64自主可控架构
主要产品:SW1600/SW1610 CPU。
应用领域: 党政、军事、超算、服务器和桌面电脑。
华为海思
核心技术:ARM v8架构授权、达芬奇架构NPU
主要产品:鲲鹏920、麒麟系列应用处理器、升腾AI芯片。
应用领域:服务器、手机、智能终端。
紫光展锐
核心技术:5G通信、AI平台
主要产品:虎贲T7520/T7510/T710系列手机应用处理器、W517/307系列智能可穿戴处理器、春藤系列物联网芯片。
应用方案:5G、AIoT、智能语音、智能穿戴、平板电脑、工业互联网
目标市场:手机、可穿戴设备、工业物联网、 汽车 电子、功率电子。
瑞芯微
核心技术:ARM内核高性能应用处理器、智能语音
主要产品:RK35系列、RK33系列、RK32系列、RK31系列RK30系列、RK18系列、RK MCU系列、RK Power系列、RV11系列。
应用方案:平板电脑、流媒体应用、商业及工业应用、家居应用、智联网应用、视觉应用、车载应用。
目标市场:智能硬件、手机周边、平板电脑、电视机顶盒、工控等多个领域。
北京君正
核心技术:XBurst 系列 CPU Core (基于MIPS 指令集)、Helix/ Radix系列 VPU、Tiziano图像处理器、君正AIE 算力引擎、ISSI存储技术
主要产品:X2000、X1000/E、X1520、X1500、X1021系列微处理器T40、T31、T21、T30、T20系列智能视频处理器ISSI/Lumissil存储器。
应用方案:智能音频、图像识别、智能家电、智能家居、智能办公、智能视频。
目标市场:生物识别、教育电子、多媒体播放器、电子书、平板电脑、AIoT等领域,以及计算和通信存储市场。
全志 科技
核心技术:智能应用处理器SoC、超高清视频编解码、高性能CPU/GPU/AI多核整合
主要产品:A系列平板电脑应用处理器、F系列多媒体处理器、H系列机顶盒OTT处理器、R系列智能语音芯片、T系列车规级驾舱信息 娱乐 处理器、V系列视频编解码处理器、MR系列处理器。
应用方案:智能硬件、消费电子、工业控制、家庭 娱乐 、车联网方案
目标市场:智能硬件、平板电脑、智能家电、车联网、机器人、虚拟现实、网络机顶盒,以及电源、无线通信模组、智能物联网等多个产品领域。
景嘉微
核心技术:支持国产CPU和国产 *** 作系统的GPU
主要产品:JM5400、JM7200/7201 图形处理器
应用市场:笔记本电脑、一体机、移动工作站、刀片式主板等桌面办公和工业控制领域。
天数智芯
核心技术:全自研通用计算GPGPU
主要产品:7纳米GPGPU高端自研云端训练芯片
目标市场:计算机视觉、智能语音、智能推荐等AI领域HPC通用计算。
芯动 科技
核心技术:GDDR6高带宽显存技术、4K/8K显示的HDMI2.1技术、国产自主标准的INNOLINK Chiplet和HBM2E高性能计算平台技术
主要产品:智能渲染GPU图形处理器高速32Gbps SerDes Memory 高性能计算/高带宽储存/加密计算/AI云计算/低功耗IoT等芯片。
应用市场:高性能计算/多媒体&汽车 电子/IoT物联网等领域信创桌面渲染、5G数据中心、云 游戏 、云办公、云教育等主流新基建领域。
高云半导体
核心技术:GoAI机器学习平台、蓝牙FPGA系统级芯片
主要产品:晨熙家族GW2A系列 FPGA、小蜜蜂家族GW1N系列SoC
应用市场:通讯、工业控制、LED显示、 汽车 电子、消费电子、AI、数据中心。
上海安路
核心技术:全流程TD软件系统
主要产品:高端PHOENIX(凤凰)、中端EAGLE(猎鹰)、低端ELF(精灵)系列FPGA。
应用方案:LED显示屏、工业自动化、通信控制、MIPI和TCON显示等。
紫光国微
核心技术:Pango Design Suite FPGA开发软件技术、嵌入式FLASH、高安全加密、内嵌ECC。
主要产品:Titan系列FPGA、Logos系列FPGA、Compact系列CPLD智能卡和智能终端安全芯片半导体功率器件超稳晶体频率器件5G超级SIM卡。
应用方案:移动通信、金融支付、数字政务、公共事业、物联网与智慧生活、智能 汽车 、电子设备、电力与电源管理、人工智能。
目标市场:金融、电信、政务、 汽车 、工业互联、物联网等领域。
京微齐力
核心技术:AiPGA芯片(AI in FPGA)、异构计算HPA芯片(Heterogeneous Programmable Accelerator)、嵌入式可编程eFPGA IP核、FX伏羲EDA软件
主要产品:HME-R、HME-M、HME-P、HME-H系列FPGA
应用方案:工业控制、医疗电子、消费类电子、广播&通信、 汽车 电子、计算机与存储、嵌入式应用、人工智能。
目标市场:云端服务器、消费类智能终端以及国家通信/工业/医疗等核心基础设施。
智多晶
核心技术:FPGA开发软件“HqFpga”、 自主研发的FPGA架构
主要产品:Seagull 1000系列 CPLD、Sealion 2000 系列FPGA、Seal 5000 系列 FPGA
目标市场:LED驱动、视频监控、图像处理、工业控制、4G/5G通信网络、数据中心等。
成都华微电子
核心技术:可编程逻辑器件CPLD、FPGA硬件设计平台、可编程逻辑器件综合、映射及编程算法软件技术。
主要产品:数字模拟混合信号芯片、可编程逻辑器件、ADC/DAC、模拟电路及接口电路系列产品
应用市场:工业控制、通信和安防等。
遨格芯
核心技术:可编程SoC、异构(MCU)边缘计算
主要产品:CPLD、FPGA、MCU-SoC、AI ASIC、MCU。
目标市场:消费电子、工业和AIoT。
晶晨半导体
核心技术:超高清多媒体编解码和显示处理、人工智能、内容安全保护、系统IP等核心软硬件技术
主要产品:多媒体SoC芯片
应用方案:IP/OTT/DVB机顶盒方案、智能电视、智能影像、智能家居、智能商显。
目标市场:智能机顶盒、智能电视和AI音视频系统终端等,以及IPC等消费类安防市场、车载 娱乐 、辅助驾驶等 汽车 电子市场。
国科微
核心技术:全自主固态硬盘控制芯片、无线数据通信核心技术、AVS2超高清智能4K解码芯片
主要产品:直播卫星高清芯片、智能4K解码芯片、H.264/H.265高清安防芯片、高端固态存储主控芯片、北斗导航定位芯片。
应用方案:智能机顶盒、智能监控、存储控制、物联网
目标市场:卫星广播、无线通信、存储和信息安全、物联网应用领域。
中星微电子
核心技术:组织制定安全防范视频安全数字音视频编解码(SVAC)国家标准、结构化的视频码流、“数据驱动并行计算”架构
主要产品:“星光”数字多媒体芯片、 集成神经网络处理器(NPU)的SVAC视频编解码SoC、SVAC视频安全摄像头芯片、H.264 解压缩芯片、PC摄像头芯片
目标市场:信息安全、图像编码视频安全领域。
澜起 科技
核心技术:高性能DDR内存缓冲控制器、动态安全监控技术(DSC)、异构计算与互联技术
主要产品:DDR2-DDR5系列内存接口芯片、PCIe Retimer芯片、服务器CPU
目标市场:云计算、服务器、存储设备及硬件加速等应用领域。
兆易创新
核心技术:国产SPI NAND Flash工艺技术、基于Armv8-M架构的Cortex-M33内核高性能微处理器
主要产品:NOR Flash、NAND Flash、GD32系列MCU
应用方案:GD25/GD55 B/T/X系列大容量高性能SPI NOR Flash、车载数字组合仪表解决方案、GSL7001光学指纹识别方案
目标市场:工业、 汽车 、计算、消费类电子、物联网、移动应用以及网络和电信行业。
东芯半导体
核心技术:NAND/NOR/DRAM/MCP设计工艺技术
主要产品:中小容量NAND Flash、NOR Flash、DRAM芯片
目标市场:工业控制、通讯网络、消费电子、移动设备、物联网。
芯天下
核心技术:成熟闪存及新型存储技术
主要产品:SPI NOR Flash, NOR MCP, SPI NAND Flash, SD NAND Flash, NAND MCP等。
目标市场:物联网,显示与触控,通信,消费电子,工业等领域。
聚辰半导体
核心技术:串行EEPROM、逻辑加密卡、零漂移轨到轨输入输出运放
主要产品:EEPROM、智能卡芯片
目标市场:智能手机、液晶面板、蓝牙模块、通讯、计算机及周边、医疗仪器、白色家电、 汽车 电子、工业控制等众多领域。
恒烁半导体
核心技术:基于NOR Flash的存算一体架构50nm制程的NOR Flash存储
主要产品:SPI NOR flash存储器基于NOR flash的存算一体CIM AI加速芯片基于ARM Cortex的32位MCU
目标市场:可穿戴设备、智能音响、安防监控、物联网IoT、泛在电力物联网、 汽车 电子、消费电子及工业等领域。
得一微电子
核心技术:固态存储控制芯片
主要产品:PCIe SSD主控芯片、SATA SSD主控芯片、eMMC 5.1主控芯片、SPI NAND主控芯片、USB主控芯片
目标市场:通用计算和存储市场,覆盖消费级、企业级、工业级、 汽车 级应用。
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