截至目前，汽車芯片仍處于緊缺狀態(tài)，而且，短缺物料已從常規(guī)車用芯片延伸至 IGBT 等電動車增量芯片;而就在產(chǎn)業(yè)鏈加大力度解決汽車芯片短缺問題時，已有部分企業(yè)在規(guī)劃更先進(jìn)制程工藝的車規(guī)級芯片，如芯擎科技、恩智浦、高通、英偉達(dá)等，陸續(xù)發(fā)布 7nm、5nm 制程芯片。那么，車用芯片向先進(jìn)制程工藝發(fā)展是否已經(jīng)成為主流?

　　對此，業(yè)內(nèi)人士稱，安全、穩(wěn)定、可靠是車規(guī)級芯片的最大訴求，車用芯片種類眾多，并非所有芯片都適用于先進(jìn)制程，而 AI 計算單元等新一代芯片，出于性能、功耗和成本考慮，更傾向于采用先進(jìn)制程工藝。芯擎科技董事兼 CEO 汪凱博士進(jìn)一步指出，采用先進(jìn)工藝的芯片還能為未來 OTA 等迭代升級預(yù)留空間。

　　臺積電仍是車芯香餑餑

　　日前小鵬汽車創(chuàng)始人何小鵬發(fā)文稱，一輛智能汽車需要幾百種、5000 顆以上芯片，但目前仍有很多專有芯片處于短缺狀態(tài)。筆者從供應(yīng)鏈了解到，IGBT 目前供應(yīng)緊張，部分物料交貨周期已拉長至 50 周以上。汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測公司 Auto Forecast Solutions 數(shù)據(jù)顯示，在芯片短缺及疫情雙重影響下，截至 5 月中旬，今年全球汽車已累計減產(chǎn)達(dá) 172 萬輛。

　　而就在產(chǎn)業(yè)鏈極力解決芯片短缺問題之時，部分企業(yè)已在積極布局下一代先進(jìn)制程工藝汽車芯片。

　　5 月 24 日，恩智浦宣布采用臺積電 5nm 制程工藝打造新一代 S32 系列車用處理器，該芯片將導(dǎo)入鴻海與裕隆合資的鴻華先進(jìn)科技 Model C 車型。恩智浦總裁兼首席執(zhí)行官 Kurt Sievers 同時宣布，已與臺積電合作開發(fā) 5 納米 ASIL D 安全等級的系統(tǒng)單芯片(SoC)。

　　而筆者盤點也發(fā)現(xiàn)，這并非業(yè)內(nèi)首次采用先進(jìn)制程工藝打造汽車芯片。2021 年底，高通就發(fā)布了全球首個 5nm 汽車芯片 ——8295，基于該芯片，高通推出了第四代驍龍汽車數(shù)字座艙平臺，并將于 2023 年首搭于集度汽車。

　　另外，安霸以智能座艙為主戰(zhàn)場的 CV5 芯片、英偉達(dá)下一代智能駕駛芯片 Atlan 也將采用 5nm 制程工藝。

　　相比 5nm，7nm 車用芯片更多，部分產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)甚至裝車。如英偉達(dá)的 Orin，就是 7nm 高算力芯片的代表，已于今年 3 月末官宣量產(chǎn)，該芯片一經(jīng)推出就獲得了比亞迪、理想、集度、奔馳、智己、捷豹路虎、沃爾沃、現(xiàn)代、奧迪、路特斯等大批主機(jī)廠選用，并首搭于蔚來 ET 7 車型上。

　　其他芯片中，芯擎科技“龍鷹一號”、地平線征程 6、Mobileye 的 EyeQ5 / EyeQ6、寒武紀(jì)旗下行歌科技高等級智能駕駛芯片(未發(fā)布)、特斯拉 FSD 芯片、賽靈思 Versal AI Edge 系列等也均是采用 7nm 制程工藝。

　　從統(tǒng)計結(jié)果看，目前的 5nm 制程芯片尚處于研發(fā)或發(fā)布狀態(tài)，均未進(jìn)入量產(chǎn)階段;不過 7nm 芯片中，已有 Orin、FSD、EyeQ5、8155 等芯片實現(xiàn)量產(chǎn)，芯擎科技的“龍鷹一號”也量產(chǎn)在即，其他芯片則在未來幾年陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)，這預(yù)示著先進(jìn)制程車用芯片開始進(jìn)入量產(chǎn)加速期。

　　與此同時，臺積電、三星兩家掌握尖端先進(jìn)晶圓制造工藝的晶圓代工廠將從中受益，特別是臺積電，在統(tǒng)計的 14 款芯片中，有 11 款已采用或計劃由臺積電代工，僅安霸和特斯拉等少數(shù)企業(yè)選擇由三星代工。

　　需要指出的是，安霸和特斯拉選擇三星的理由基本一樣，一是三星個產(chǎn)能充足，二是成本相對臺積電低廉。不過日前安霸在一次股價暴跌中指出，其 14nm 代工廠產(chǎn)線出問題，讓市場不免擔(dān)憂該影響會波及到 CV 系列產(chǎn)品。

　　先進(jìn)制程已成“芯”潮流

　　筆者注意到，目前采用先進(jìn)制程工藝的芯片清一色為車用 AI 芯片。業(yè)內(nèi)人士表示，安全、穩(wěn)定、可靠是車規(guī)級芯片的最大訴求，車用芯片種類眾多，并非所有芯片都適用于先進(jìn)制程。日前何小鵬也指出，目前短缺的芯片大部分是價格便宜的芯片，并非價格昂貴的先進(jìn)芯片。

　　其中，MCU 是常見汽車芯片之一，該類芯片并不需要很先進(jìn)的制程工藝，28-40nm 就可以滿足需求，相比先進(jìn)工藝，全球能提供 MCU 代工的企業(yè)較多，國際上，ST、NXP、瑞薩等 MCU 主要供應(yīng)商采用臺積電代工，國內(nèi)的中芯國際主要給兆易創(chuàng)新和芯?？萍嫉绕髽I(yè)代工，華虹也是兆易創(chuàng)新的 MCU 代工企業(yè)之一。

　　不過，由于傳統(tǒng)汽車芯片多采用成熟制程，相比先進(jìn)制程，利潤空間小，有業(yè)內(nèi)人士表示，價值量低、門檻高是本輪汽車芯片短缺過程中，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)積極性跟市場形成大反差的重要原因。臺積電財報顯示，2020 年，其車用芯片業(yè)務(wù)營收占其總營收比重僅為 3%;2021 年在全球汽車芯片短缺背景下，臺積電汽車芯片的營收比重也僅提升至 4%，而手機(jī)、電腦等采用先進(jìn)制程工藝的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，始終是其主要營收來源。

　　有業(yè)內(nèi)人士表示，由于成熟制程工藝產(chǎn)能緊張，為加快芯片量產(chǎn)，他們不得不規(guī)避成熟工藝制程，選擇 22nm 等產(chǎn)能相對寬裕的制造工藝。

　　不過，隨著汽車智能化發(fā)展，MCU 等傳統(tǒng)芯片已無法滿足市場需求，上述人士同時認(rèn)為，隨著汽車功能越來越豐富，需要處理的功能越來越多，以及集中控制等需求，市場對功能強(qiáng)大的芯片需求越來越強(qiáng)烈，特別是自動駕駛、智能座艙等領(lǐng)域，出于性能和功耗考慮，更傾向于采用先進(jìn)制程工藝。

　　另一位業(yè)內(nèi)人士指出，目前大多數(shù)廠商關(guān)注和研發(fā)的都是車載高算力芯片，而非傳統(tǒng)意義的汽車芯片。隨著汽車電子電氣架構(gòu)逐漸升級，每輛車中搭載芯片的數(shù)量和價值不斷增加，對核心芯片的算力和性能要求也越來越高，傳統(tǒng)汽車芯片供應(yīng)商提供的芯片越來越難以滿足主機(jī)廠對于產(chǎn)品的迭代速度、成本和性能要求。其中，汪凱博士舉例認(rèn)為，軟硬深度融合已成為未來汽車的發(fā)展方向，OTA 升級等功能也將會越來越多得到應(yīng)用，芯擎科技選用 7nm 先進(jìn)制程工藝，也是為未來車機(jī)系統(tǒng)升級預(yù)留充足的升級空間。

　　根據(jù)麥肯錫預(yù)測，至 2025 年，L1 級單車 AI SoC 芯片價值量為 69 美元，L2 級為 190 美元 / 輛，L3 級為 685.9 美元 / 輛，L4 / L5 級為 1487.9 美元 / 輛。麥肯錫據(jù)此分析認(rèn)為，2025 年全球車載 AI SoC 芯片的市場規(guī)模為 160 億美元，其中中國市場為 55.2 億美元;到 2030 年，全球車載 AI SoC 芯片的市場規(guī)模將達(dá) 303.4 億美元，其中中國市場規(guī)模為 104.6 億美元。

　　已在車規(guī)級芯片領(lǐng)域深度布局的英特爾也持相同觀點，其認(rèn)為，目前高端汽車物料清單中，芯片比重約為 4%，預(yù)計到 2030 年，芯片的比重將提升至 20% 以上。

　　基于汽車對新一代芯片的需求不斷提升，業(yè)內(nèi)正在加速研發(fā)性能更強(qiáng)的芯片，先進(jìn)制程也越來越多地成為滿足未來上車應(yīng)用的重要籌碼之一。

　　再把視線放回到國內(nèi)市場筆者發(fā)現(xiàn)，相比國際企業(yè)，本土布局先進(jìn)制程、高算力芯片的企業(yè)并不多，芯擎科技、地平線等均是本土企業(yè)的杰出代表，汪凱博士指出，汽車芯片門檻高，國內(nèi)人才短缺，產(chǎn)業(yè)配套不全等仍將是本土汽車芯片企業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。

　　不過在一眾企業(yè)的積極努力下，本土先進(jìn)制程芯片以及高算力芯片也陸續(xù)進(jìn)入收獲期，黑芝麻智能 CMO 楊宇欣此前在接受集微網(wǎng)采訪時表示，“2022 年將是國產(chǎn)大算力車規(guī)芯片的量產(chǎn)年。”
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