今年，芯片成為了整個科技圈的焦點，疫情影響下，全球芯片供應緊張。

這不，這場“芯片風波”已經(jīng)從手機行業(yè)蔓延到了汽車行業(yè)。

有媒體報道稱，受芯片供應不足影響，車企減產(chǎn)或停產(chǎn)將在所難免，部分車企也承認確實會受到影響，只是現(xiàn)在情況還沒有那么嚴重。

目前大眾中國已經(jīng)和總部、相關供應商展開協(xié)調(diào)工作，積極采取應對措施。據(jù)悉，相關車輛的客戶交付并未受到影響。

那么，為什么會出現(xiàn)汽車芯片斷供的現(xiàn)象？直接來看，很可能是由于國外芯片廠商停工導致芯片斷供。今年10月下旬，日本AKM（旭化成半導體）工廠發(fā)生火災，大火持續(xù)91個小時，直接導致芯片斷供。

不過，更深層的原因或許是近年來自動駕駛的蓬勃發(fā)展，使得普通車載芯片的供應不足。隨著智能化和電動化的推進，汽車上各種新興科技都要依托于芯片來實現(xiàn)，整車產(chǎn)線將更加依賴芯片的供應。

要知道，其實車載芯片一直都是一個較為穩(wěn)定的小規(guī)模市場，更別提能做到行業(yè)巨頭的地位了。因此，這些車載芯片的制造商既沒有龐大的資金也沒有大規(guī)模的生產(chǎn)線，一旦遇到突發(fā)情況，就很可能面臨大規(guī)模芯片斷供的現(xiàn)象。

如此看來，車載芯片的供應鏈似乎確實有些跟不上智能汽車的發(fā)展了，在緊張的芯片大環(huán)境下，稍有干擾，都會對整個汽車行業(yè)造成影響。

車載芯片的過去、現(xiàn)在和未來

當前，車載芯片的發(fā)展趨勢正逐步從以CPU為核心的ECU（電子控制單元）走向以FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）、ASIC（專用集成電路）為核心的自動駕駛芯片，甚至是模仿人腦神經(jīng)元結構設計的類腦芯片。

以往，車載芯片以ECU為主，主要分布在發(fā)動機等核心部件上，而ECU是與傳感器一一對應的。ECU的制作有著“傳感器信號-傳感器數(shù)據(jù)-驅動數(shù)據(jù)-驅動信號”這樣一個完整工作流程。

Xilinx的Spartan系列FPGA芯片

隨著汽車逐漸走向電子化，車載傳感器的數(shù)量變得越來越多，傳感器與ECU的一一對應使得車輛整體性下降，線路復雜性也急劇增加，因此DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構逐步替代了分布式架構。

當下，隨著自動駕駛的功能愈發(fā)精進，這些功能的實現(xiàn)需借助于攝像頭、雷達等新增的傳感器數(shù)據(jù)，需要借助更大算力的GPU來替代傳統(tǒng)的CPU。再加上自動駕駛算法需要GPU來支撐其龐大的訓練數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA、ASIC成為目前主流的車載芯片解決方案。

FPGA在業(yè)內(nèi)有著“萬能芯片”之稱，這就意味著你需要它有怎樣的功能，它就可以有怎樣的功能。

據(jù)了解，用戶可以通過燒入FPGA配置文件，來定義這些門電路以及存儲器之間的連線，用硬件描述語言（HDL）對FPGA的硬件電路進行設計。每完成一次燒錄，F(xiàn)PGA內(nèi)部的硬件電路就有了確定的連接方式，具有了一定的功能，輸入的數(shù)據(jù)只需要依次經(jīng)過各個門電路，就可以得到輸出結果。

不過，所謂的“萬能”，也就意味著通用性強而缺乏專業(yè)性，因此，難免會存在性能、功耗等方面的瓶頸。隨著人工智能應用規(guī)模的擴大，這類問題將日益突出，所以，現(xiàn)在更多的AI芯片選擇以ASIC取代FPGA。

ASIC是針對特定需求而定制的專用芯片，因此無疑具備很強的專業(yè)性，一旦完成制造便不能更改。雖然失去了通用性，但ASIC無論是在性能、功耗還是體積上，都比FPGA和GPU芯片更有優(yōu)勢，例如在嚴寒酷暑、刮風下雨或長時間運行等惡劣條件下，ASIc芯片都有穩(wěn)定的計算表現(xiàn)，這就很適合做自動駕駛的芯片。

所以，ASIC備受AI芯片的青睞。

IBM仿人腦芯片TrueNorth

舉例來說，IBM的TrueNorth就是一款通過模擬大腦結構研制出的具有認知能力的類腦芯片。從2011年TrueNorth誕生到現(xiàn)在，這款芯片從只有“蟲腦”容量的水平發(fā)展到了能夠組合成一臺具有實時視頻處理能力的神經(jīng)元計算機原型，讓我們看到了AI芯片的無限潛力。

由此我們可以判斷出，未來ASIC專用芯片將成為主流，也是未來AI芯片的核心。盡管AI芯片還處于研發(fā)初期，但毫無疑問，其未來充滿前景。

講完了車載芯片的發(fā)展之路，讓我們來看看國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在有著怎樣的布局，什么時候才能不被芯片“卡脖子”？

中國汽車半導體有望迎來曙光

國內(nèi)廠商在車規(guī)級半導體領域的布局大致可以分為三大類：一是傳統(tǒng)半導體廠商和車企;二是初創(chuàng)或者新加入這個賽道的企業(yè);三是通過并購整合切入汽車級半導體市場的企業(yè)。

傳統(tǒng)車企中，比亞迪和中車等企業(yè)都采用自研的方式，而北汽、上汽、吉利等企業(yè)是通過與半導體廠商合作成立新公司的方式入局。初創(chuàng)公司中，DJI大疆的子公司覽沃科技（Livox）、速騰聚創(chuàng)RoboSense、安智杰科技等企業(yè)紛紛嶄露頭角。并購整合切入市場的，比如聞泰收購安世，打入汽車功率半導體;韋爾股份收購豪威和思比科，進軍CMOS圖像傳感器;北京君正收購ISSI，入局汽車級存儲芯片。

接下來讓我們具體看看國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)的布局。

Livox Horizon激光探測測距儀

據(jù)了解，比亞迪從2005年開始就組建了自己的IGBT研發(fā)團隊，這也是目前國內(nèi)唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企，可謂是車規(guī)級IGBT市場的后起之秀。為了保持行業(yè)競爭力，比亞迪十分重視在研發(fā)上的投入。據(jù)悉，2019年該公司研發(fā)上的投入為56.29億元，同比增長12.83%，是汽車行業(yè)研發(fā)投入最高的車企。這也是比亞迪能在新能源汽車市場領先的一個重要因素。

速騰聚創(chuàng)官網(wǎng)

中車從1964年就開始投入功率半導體技術的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，2008年戰(zhàn)略并購英國丹尼克斯公司。中車還擁有國內(nèi)首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線，基本解決了特高壓輸電工程關鍵器件國產(chǎn)化的問題。

安智杰科技RR-01B毫米波雷達傳感器

此外，長城汽車也十分重視技術研發(fā)。據(jù)悉，該公司去年全年研發(fā)支出總額達到42.48億元，占營收比例4.47%，并重點布局汽車清潔化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化領域。

隨著自動駕駛的落地，國內(nèi)一些初創(chuàng)企業(yè)也在激光雷達、AI領域嶄露頭角。

在CES 2020上，DJI大疆的子公司覽沃科技（Livox）發(fā)布了兩款激光雷達傳感器——Horizon和Tele-15，這兩款激光雷達專為L3/L4級自動駕駛而設計。在價格方面，Livox的激光雷達也十分具備競爭力。

另外，創(chuàng)立于2014年的速騰聚創(chuàng)Robo Sense也發(fā)布了車規(guī)級智能固態(tài)激光雷達RS-LiDAR-M1 Smart，專為L3-L5級自動駕駛而設計，集成了AI感知算法和SoC芯片，能提供優(yōu)質(zhì)的高分辨率三維點云數(shù)據(jù)。

成立于2015年2月的鐳神智能也發(fā)布了3款激光雷達產(chǎn)品LS20B/D/E;還有2014年成立的安智杰科技，于2016年進軍前裝OE市場，研發(fā)出RR-01B/E/G毫米波雷達傳感器，迅速得到了客戶的認可，成為了國內(nèi)領先的汽車毫米波雷達部件供應商。

在汽車半導體發(fā)展的大背景下，我們可以看到，無論是傳統(tǒng)芯片制造商還是一些初創(chuàng)企業(yè)，都在加大力度擴展技術和產(chǎn)品能力。

對于更加細分的汽車AI芯片，引用清華大學微納電子系副主任、微電子所副所長尹首一教授的話作為結尾，“我們的AI芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與國際同步，可以說今天中國AI芯片的技術路線是最全面的，我們的應用領域是最豐富的，伴隨著中國的人工智能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，AI芯片領域一定大有可為?！保ㄕ悦馈渡羁萍肌罚?（編輯/諾伊克）