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。
在美国的极限施压下,华为正在快速驶入 汽车 产业。
近日,华为技术有限公司发生工商变更,其经营范围新增 汽车 零部件及智能系统的研发、生产及销售等。
华为的造“芯”之路已经持续了将近30年,先后推出了麒麟芯片、5G通信芯片、AI芯片、CPU芯片鲲鹏920等产品,目前多款芯片产品已经陆续量产装车。
然而,美国的制裁一再升级,华为的发展犹如一场冰与火之歌,一边是业绩增长趋缓,一边是海外拓展不易及制裁带来了巨额损失。
华为必须要进军 汽车 产产业,才能实现年收入破一万亿的目标。
实际上,华为以芯片和通信技术为基础,在智能网联 汽车 领域已经下了好大的一盘棋,涵盖各项核心技术和软件。
业内人士分析,华为正在围绕 *** 作系统,打造覆盖手机、 汽车 、智能穿戴等大众消费业务的全新智能生态系统。
而按照华为轮值CEO徐直军的说法,“未来拥有自动驾驶能力的电动 汽车 ,除了底盘、4个轮子、外壳和座椅外,剩下的都是我们拥有的技术。”
如此,虽然华为屡次强调“不造车”,但造车所需要的技术、核心零部件和软件,华为几乎都做了。
从上世纪90年代到现在,华为要自主研发芯片的决心一直未变,且持续了将近30年。
早在1991年,华为就成立了ASIC设计中心,设计“专用集成电路”。当时的华为创立仅4年,资金异常紧张,而芯片又是个极其烧钱并极难跨越的险滩,但华为意识到:要想在一众对手中脱颖而出,必须要开发自己的芯片。
1993年,华为成功研发了第一颗自己使用EDA设计的芯片,并且获得了电信局的入网证,从而进入了利润丰厚的电信市场。这让华为更加坚信了自己做芯片的决心。
在研发了ASIC芯片12年后,即2004年,华为成立了全资子公司海思半导体,也就是现在备受关注的“华为海思”。
当时的中国芯片行业还处于一片空白,华为只能从0开始做起。
2009年,华为推出了第一款面向公开市场的K3处理器,与联发科、展讯等强敌一起竞争山寨市场,但由于K3的工艺、 *** 作系统落后于对手,加上销售策略上存在缺陷,这款芯片并未成功。
直到2014年初,华为海思发布麒麟910芯片,才一扫昔日坎坷命运。
麒麟910芯片首次集成了自研的巴龙710基带芯片,也就是华为海思第一款SoC芯片,不仅在制程上追平了当时高通的28nm,还大大降低了功耗,改善了兼容性。
华为海思的国产芯片,第一次站到了跑分软件的前列,并开始大步流星地向上攀升。
2017年,华为海思收入突破了387亿人民币,坐牢了成为了中国芯片设计公司的头把交椅。今年,海思还成为了全球前十大IC设计公司之一。
截止目前,华为海思已经打造了100多种芯片,建立了完善的芯片产品体系,包含SoC芯片(麒麟系列)、AI 芯片(升腾系列)、服务器芯片(鲲鹏系列)、5G 通信芯片(巴龙、天罡系列)、路由器芯片、NB-IoT 芯片,甚至 IPC 视频编解码和图像信号处理芯片等等。
近几年,华为正在快速进击 汽车 产业,旗下芯片产品也已经开始陆续“上车”。
《高工新 汽车 评论》了解到,目前华为旗下升腾310、鲲鹏920、巴龙5000等产品已经 “上车”。其中5G通信芯片巴龙5000主要应用在智能座舱领域,华为基于此推出了5G 汽车 模块MH5000,目前搭载该模块的车型有广汽Aion V、荣威Marvel R、北汽Arcfoxα-T等。
而AI芯片升腾310和CPU芯片鲲鹏920运用在华为MDC600智能驾驶计算平台,该平台可以提供包括主控芯片、AI芯片、 *** 作系统在内的完整自动驾驶解决方案,目前已经通过了车规级认证,且与上汽、吉利等十多家车企达成了合作,正在为装车做准备。
这只是华为芯片“上车”的起点,华为在智能 汽车 芯片的征程才刚刚开始。
有消息传出,华为已经与比亚迪签署合作, 探索 麒麟芯片在 汽车 数字座舱领域的应用落地,首款产品就是麒麟710A。
属于华为海思的时代,正在来临。
华为半路杀出,扬言要将过去30年积累的ICT技术优势,延伸到智能 汽车 产业,以帮助车企业造好车。
在华为2019年财报中指出,华为将成为面向智能 汽车 的“增量部件”核心供应商,主攻智能驾驶、智能座舱、智能电动、智能网联、智能车云五个方面。
其中,在智能网联领域 ,华为结合自身在通信、5G及硬件的技术优势,通过网联、车联网及车载计算三大业务切入。目前华为推出了搭载巴龙5000芯片的5G车载模块,已经运用与广汽Aion V、荣威Marvel R等车型。
同时,华为还在 车联网 的端(车载智能及联网设备)、管(车联网基础设施)、云(车联网平台)等领域均推出了相关产品,包括T-Box、5G+C-V2X车载通信模组、车载网关等等。
智能驾驶方面 ,华为提供自动驾驶计算平台(MDC)、AI芯片(升腾)、毫米波雷达、激光雷达、无人驾驶算法等等。
智能座舱 是华为构建“人车家”全场景智慧生活的重要一环,运用“麒麟通信模组+鸿蒙OS +HiCar”等构建华为智能座舱方案,中短期手机映射HiCar作为过渡,长期则是鸿蒙车机 *** 作系统。
智能电动领域 ,华为提供车载充电模块、电机控制器、BMS等等。据了解,华为的电控及车载电机系统,已经成功搭载在上汽、金康新能源等多家车企的量产电动 汽车 上。
智能车云方面, 华为基于以AI芯片升腾910为基础打造的华为云,推出了自动驾驶(训练、仿真、测试)云服务Octopus(八爪鱼),其核心是帮助车企和开发者实现自动驾驶应用落地。
未来是软件定义 汽车 的时代,需要将分散的功能单元进行整合,形成一个以软件为中心的架构,大幅简化硬件和布线的复杂度,构建好的分层架构及数字化平台是基础。
为了更好地构建智能 汽车 的分层架构,华为还打造了 整车电子架构,命名为CC架构 。目前华为针对该架构发布了 三大 *** 作系统 , 包括鸿蒙座舱 *** 作系统HOS、智能驾驶 *** 作系统AOS及智能车控 *** 作系统VOS ,分别对应三大平台,并通过芯片+ *** 作系统,将每个平台都设计成一个生态系统。
总体来看,围绕智能网联 汽车 ,华为已经构建了一个庞大的产品体系,除了HiCar、移动通信模组等车联网产品之外,还有车载 *** 作系统、整车电子架构等,以及充电模块、激光雷达等核心零部件。
按照华为轮值CEO徐直军的说法,“未来拥有自动驾驶能力的电动 汽车 ,除了底盘、4个轮子、外壳和座椅外,剩下的都是我们拥有的技术。”
如此看来,除了车,造车所涉及的核心零部件及软件,华为几乎都造了。
“华为要做的是,围绕 *** 作系统,打造覆盖手机、 汽车 、智能穿戴等大众消费业务等生态系统建设。”有业内人士向《高工新 汽车 评论》指出,目前华为在 汽车 产业的布局动作,均是其在通信、消费电子等传统核心领域竞争力的一种延伸。
与苹果、百度等巨头进军 汽车 产业一样,互联网企业看好 汽车 产业的重要原因就是:ICT技术与 汽车 产业将迎来一场大融合。
作为中国最大的芯片设计厂商以及世界5G通信技术领导者,华为在芯片、5G技术方面的优势明显。而在华为的 汽车 布局中,其中智能化以芯片为基础,而网联化则以通信技术为基础,恰恰是华为核心竞争力的延伸。
不过,从更深层次来看,有业内人士分析,当前华为的发展犹如一场冰与火之歌。一方面,华为的业绩仍然处于高速发展的阶段,但增长幅度已经趋缓,需要不断寻找新增量来维持高速增长。
年报显示,2019年华为全球销售收入是8588亿元,同比增长19.1%;实现净利润是627亿元,同比增长5.6%,明显低于过去5年的年均增长率14%。
另一方面,自2019年5月被美国列入“实体清单”后,虽然华为数次成功度过芯片断供危机,但由于华为手机无法使用谷歌GMS服务,新款手机在欧洲市场几乎断崖式下跌,而运营商业务在美国也几乎没有任何增长。
徐直军透露,由于美国制裁的影响,去年华为的消费者业务在海外市场至少有100亿美元的损失。
今年,美国对华为的打压不断升级,对华为的影响将越来越大。这般冲击下,对于华为来说,抓住未来全新的增长机遇很重要。
正如华为轮值董事长徐直军所言,“可能10年后的 汽车 产业,华为又很厉害,像现在的手机行业一样。”
不过,同样华为也会面临着一系列挑战和竞争,例如博世、大陆、采埃孚等零部件巨头的直接竞争等等。
同时,华为的芯片遭遇断供危机,也会给其 汽车 产业的布局带来一定的影响。
虽然华为海思的芯片设计技术非常先进,但其仅是芯片设计公司,并不涉足芯片生产,需要找台积电、中芯国际等代为生产。
由于我国的芯片生产及制造技术相对比较落后,目前还未有企业可以替代台积电为华为提供芯片制造。
资料显示,中芯国际最先进的生产工艺是14nm,台积电最先进生产工艺是5nm,二者相差10nm、7nm,表面上看差两代制程,实际上技术差距最少10年。这也是中芯国际不能有效替代台积电为华为制造芯片的重要原因。
近期有消息称,华为已经在内部启动了“塔山计划”,拟与国内相关企业合作自建芯片制造厂,全面实现包括EDA设计、材料、工艺等各个半导体产业关键环节的自主可控。
虽然华为并没有官方确认消息的真实性,但是华为未来必将解决芯片问题,这对于其 汽车 战略也十分重要。
先是华为手机出现用芯危机,如今汽车行业却也出现了缺芯的问题。由于进口芯片供应不足,不过大众的部分车型已经暂停停产。尽管疫情的不确定性,影响到了芯片的供应,导致一些汽车的生产面临中断的风险。
其实影响的不仅是汽车行业,汽车行业里也不仅影响大众,其他设计东西会面临停产的风险,一旦芯片断供,将来会有400万辆左右的汽车产能受影响。为什么小小的芯片影响如此之大?进口芯片跟不上就要停产?没有芯片就造不了车了吗?
因为一辆车通常会有60个以上的电子控制单元,也就是ecu,包括发动机和变速器的控制系统。电动助力转向系统、多媒体娱乐系统、驾驶辅助系统、电子稳定系统、智能钥匙、自动泊车系统,胎压检测、电动车窗等等。这些汽车系统零部件中都要有主控芯片,一旦芯片确实就会造成汽车行业陷入困境。本次短缺的汽车芯片将导致esp车身稳定系统和ECU停止控制单元。就是车载电脑两大模块无法生产,而大众车基本都配备esp和ecu,所以受到影响较大。
又是芯片卡脖子。缺芯之路从手机行业蔓延到汽车行业,华为芯片被禁只是我国半导体领域的一个缩影。在各行各业中,芯片都是最为核心的存在,虽然我国是第一汽车生产国,但是很多部件基本上靠进口,特别是汽车产业链的芯片严重依赖外部供应链,自给力不足10%。
也就是说目前中国车企的制作中,芯片90%以上都是依赖进口,我国在半导体领域内没有形成自己的产业链。包括芯片设计以及芯片制造上没有独立自主的技术,说白了就是我们的半导体还是受制于人,没有自身闭环产业链,这也导致我们的汽车产业抗风险能力很差。
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