最近这两年，不知道大家有没有发现一个新的现象。
无论是哪家车企的发布会，都会高频次地出现一块并不起眼的小东西——芯片。
就拿7月底的蔚来NIOIN创新科技日来说，就宣布全球首颗车规级5nm智驾芯片“神玑NX9031”成功流片（已经做好大规模量产的准备）。
蔚来官方表示，这块芯片拥有超过500亿颗晶体管，仅仅1颗的算力就能抵上4颗英伟达OrinX芯片，也就是算力超过1000TOPS，听起来非常唬人。
而到了8月底，小鹏MONAM03暨小鹏十周年发布会上，何小鹏现场宣布小鹏自研的自动驾驶芯片“图灵”流片成功。
它专为AI大模型研发，不仅仅可用于智驾系统，还可用于机器人、飞行汽车等等，拥有40核处理器，最高可运行大模型参数30B（数据量和苹果的MM1大模型相当）。
虽说现场没有公布制程和算力，不过何小鹏也透露，图灵芯片在性能上可以匹敌3颗“主流智驾芯片”。
虽说并没有指名道姓是英伟达OrinX，但大家应该也能猜得到。何小鹏选择含蓄表达，大概是考虑了双方紧密的合作关系吧。
除了这两家新势力之外，吉利芯擎科技也推出过龙鹰系列智能座舱芯片，以及AD系列智能驾驶芯片：
比亚迪、上汽、东风、长城、长安等传统品牌，也曾曝出、或是正在进行车规级芯片的自主研发工作，好像这年头不搞芯片，在外人面前就抬不起头来似的。
那么，车企造芯片，单纯是为了炫技吗？
是，但又不全是。
从技术角度来讲，做芯片确实比做三电要难上不少，不然也不会在这么长的时间里被国外卡着脖子。但存在瓶颈的并不仅仅是光刻机，还有一个更主要的原因：
搞芯片的烧钱程度，可不是闹着玩的！
就拿国内车载芯片企业中，港股宜明昂科涨超%混得最出彩的“大哥”地平线来说，哪怕已经拿下了理想、长安、广汽、蔚来等车企的供应定点，估值超600亿元，却仍然处于亏损状态。
最近3年时间，地平线由于需要巨额研发投入，一共亏了175个亿，差不多是创办以来的融资总额！即便如此，距离盈利依然还有一段距离。
那么问题来了，既然搞芯片不挣钱，那他们凭什么敢这么“浪”，纷纷踏上自研芯片这条烧钱的不归路呢？
实际上，除了自身需要以外，国家的政策导向又一次成为了背后的关键推手：
据媒体报道，工信部在今年年中的时候曾经组织比亚迪、上汽等一票车企开了场闭门会，并明确提出：在2025年以前，汽车芯片的本土采购比例要达到25%以上。
根据中国电动汽车百人会上的数据，3年前中国汽车行业整体芯片的国产化率不到5%，现在已经上升到10%左右。
另一位资深芯片产业分析师透露，2023年中国汽车一共消耗了各种芯片约为200亿颗，其中国产化率不足15%。
虽然各个统计口径不一样，但大体上结论都是差不多的——中国汽车芯片国产化率距离25%这一大目标，仍然有着一定的差距。
实际上，早在2022年，汽车芯片国产化的呼声就已经非常高了。
当时新冠正在全球肆虐，不少芯片工厂都被迫停产，导致了一轮前所未有的“汽车芯片荒”，直接影响了汽车产能。
何小鹏都无奈的表示：“谁要是能搞来芯片，我就亲自找他喝酒去！”
而原工信部部长苗圩，直接在公开场合怒批车企“缺芯”——车企领先的口号喊得震天响，一到缺芯就只会叫唤，缺芯少魂呐！
虽然现在来看，短期内不会再出现当时那样大规模缺芯的黑天鹅事件了，但汽车芯片国产化却仍然举足轻重，原因恰恰在于——成本。
在一辆传统燃油车上，大约只有300-500颗左右的芯片。但新能源车由于更多电子控制器的介入，每辆车的芯片数量骤然提升至1000颗以上。
智能化程度更高的车型，对芯片的需求量则更大，芯片数量甚至会超过2000颗！
赛力斯汽车平台技术体系总裁何浩曾表示，2019年芯片占整车成本的占比大约只有4%，到2023这一比例已经迅速提升至20%以上。
再加上最近动力电池价格一直在下跌……照这个趋势下去，搞不好芯片的成本占比会超过动力电池，成为整车中最烧钱的部分。
了解芯片行业的朋友应该知道，芯片作为这个时代最能代表高精尖技术的存在，门槛和壁垒是非常高的，这也使得芯片产业特别容易出现一家独大的寡头。
理论上来说，一家企业一旦在市场中形成绝对垄断，就能掌握无限大的定价权。
现在的高通、英伟达、英特尔、AMD等等传统芯片巨头，正在享受这一红利。
据业内人士估算，一旦汽车芯片实现大规模国产化，突破巨头们在芯片上的垄断地位，单车在芯片上的成本有望降低到现在的仅1/4。
粗略估算一下，相当于一辆20万元的车能省下3万元的成本！听起来就相当诱人。
而汽车芯片的种类虽然繁杂，大体上可以分为三大类：
一是高算力芯片，具体就是高算力的智能驾驶芯片和智能座舱芯片，也是当下最炙手可热、也最难突破的一类（前面提到的蔚来神玑、小鹏图灵、吉利龙鹰都是这类）。
二是汽车功能控制类芯片，包括各种MCU（微型控制器芯片），以及各种伴随雷达、摄像头芯片而生，用于处理感知信号用的芯片。
三是功率半导体芯片，主要包括IGBT、碳化硅晶体管等等，用于电机控制器、充电模块等等，负责强电控制。
那么，芯片的突围之路究竟应该从哪里开始？今天，我们就来好好聊一聊。
01.智驾芯片：必须迈过英伟达！
首先来聊聊近期呼声最高的智能驾驶芯片。
智能驾驶芯片目前已经基本属于英伟达的天下了，市面上带高阶智驾功能的车，有80%以上用的都是英伟达的芯片，哪怕一颗OrinX要大几千块也在所不惜。
近年来，国内也出现了像地平线、黑芝麻智能这样向英伟达发起冲击的中国智驾芯片企业。
尽管在制程和算力上，国产智驾芯片已经不输英伟达了，成本上相比英伟达也有一定的优势，但短时间内仍然难以撼动英伟达的地位。
主要原因在于，芯片确实不如英伟达好用。
这里的“好用”，指的是英伟达已经经过多年的积累，形成了一套非常完善的软件开发流程，智驾工程师们已经用习惯了。
而切换到全新的智驾芯片，软件开发流程也得跟着变。就像你用了十多年Windows系统突然切换到iOS一样，肯定会不适应。
所以智驾芯片想要实现国产化突围，最大的拦路虎其实在软件上。好用的芯片和开发软件，必须得用时间磨合出来。
既然英伟达的芯片更好用，为何蔚来、小鹏、吉利等车企，还硬着头皮也要搞智驾芯片呢？
因为基于英伟达芯片开发出来的智驾系统，一定程度上被“公版”芯片框架框死了。就像当年几乎所有车企都在用Mobileye，后来特斯拉决定抛弃Mobileye转向自研HW系列芯片一样。
说白了，车企玩了这么多年智驾，逐渐摸清楚了自己最需要的是什么，只有突破“公版”方案，才有可能领先于行业平均水平。
不过，虽说车企自研出来的智驾芯片算力和性能都杠杠的，但芯片制程普遍都小于7nm。
目前大陆晶圆厂的芯片最先进制程在14nm，意味着这些国产高性能智驾芯片想要大规模量产，台积电代工是绕不过去的。
而台积电在核心技术上又受美国控制，所以一旦地缘政治出现波动，很有可能直接影响先进芯片的出货。受到制裁的华为，就是其中最典型的案例。
想彻底解决先进芯片卡脖子的问题，晶圆制造这关仍然需要克服啊！
除了智驾芯片以外，智能座舱芯片的情况也比较类似，也对芯片制程要求比较高，软件开发也需要磨合，社长在这里就不过多赘述了。
02.车规级MCU：验证周期是大关！
相比之下，车规级MCU芯片，如空调、BMS、刹车、转向、灯光控制芯片，这些芯片对制程的要求就没那么高，基本上都在16nm以上，不需要担心“造不出来”。
尽管如此，车规级MCU的国产化率仍然非常低。
全球接近98%的市场，都被瑞萨、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯、意法半导等七大厂商占据。
而华润微、三安光电这些中国车规级MCU企业，虽然近几年有上升势头，但体量上跟这些国际巨头还是无法抗衡的。
目前国内车规级MCU产品，主要应用在雨刮、车灯、车窗等低端应用场景。而电子助力转向、ESP、ABS、安全气囊、逆变器、BMS等相对高端的应用场景，覆盖较弱。
车规级MCU的壁垒，主要在于需要通过专业的车规级安全认证。
认证周期长达1-2年，再加上设计、流片、量产，一趟线下来往往需要3-5年的时间。
之所以限制如此严格，主要是因为相比智驾智舱芯片，车规级MCU出问题的后果非常严重，很多直接关乎生命安全，比如安全气囊失效、整车无法启动、ESP失效等等。
长周期认证，也是为了保证芯片在10-15年内能够保持安全可靠。
不过，长周期认证对于咱们的“追赶者”就不太友好了。等到费劲千辛万苦通过认证，巨头们早就推出性能更强的产品了。
所以车规级MCU想要弯道超车，需要提前进行高瞻远瞩的布局。
要抓住汽车电子电气架构从分布式向集中式变革的大趋势，从多功能集成的SOC芯片入手才有机会。
03.功率半导体：重在产能和成本！
相比前面提到的“弱电芯片”，“强电芯片”也就是功率半导体，国产化进程就要好很多了。
在以往汽车功率半导体市场，英飞凌的地位基本上跟宁德时代在动力电池界的地位类似，独占半边天，而其他半导体厂商只能喝英飞凌剩下的汤。
2015年，中国汽车功率半导体国产化率只有不到13%。而到了2023年，这一比例已经提升到了接近60%。
更可喜可贺的是，比亚迪半导体在去年已经干掉了昔日的“老大哥”英飞凌，成为了国内功率半导体装车量最大的企业（也和比亚迪的销量脱不开关系）。
之所以如今功率半导体成为汽车芯片国产化的“排头兵”，主要还是跟布局早有关。
早在2004年，比亚迪就成立了专门的半导体公司，而具体比亚迪开展功率半导体器件研发业务的时间则更早，可以追溯到1998年。
2011年，比亚迪就成功开发出了耐压600V的IGBT，并开始在汽车功率模块和家电中应用。
2020年，在市面上除了特斯拉以外，绝大部分电动车都还在用IGBT的时候，比亚迪就率先把自研的碳化硅功率器件应用在了初代汉EV上。
碳化硅相比硅基的IGBT，功耗更低、更耐高压，这也成为了当时比亚迪敢跟刚刚国产化的特斯拉Model3在能耗上硬碰硬掰手腕的底气。
而2023年12月，比亚迪宣布研发出了耐压1200V的碳化硅芯片，做到这种程度，基本可以认为做到了国际一流水平。
当然，除了比亚迪以外，包括中车、斯达半导体等等中国功率半导体企业，近几年出货量增长还是比较明显的。
一方面，他们确实乘上了汽车电动化转型以及800V普及的东风，另一方面，经过几年的验证，车企们已经开始逐渐接纳国产功率半导体了。
接下来想要让汽车功率半导体国产化更进一步，大力发展碳化硅器件，做好成本控制，二者缺一不可。
碳化硅器件的高耐压特性，跟800V高压平台技术是完美契合的。
早在2020年以前，碳化硅器件就已经出现了，却没有像现在一样大规模的上车，主要是因为太贵了，1颗碳化硅的价格基本能抵上10颗IGBT。
如今,经过几年的规模化降本之后，碳化硅器件的价格仍然高出IGBT将近50%，降本空间仍然很大。
碳化硅价格高，主要是因为生产比IGBT困难得多。
碳化硅晶体的生长速度只有硅的1/80不到，同时碳化硅质地更脆，切割时容易崩片，导致良品率低。
想要提升碳化硅的生产效率，晶圆尺寸非常关键。
常见的碳化硅晶圆的生产尺寸有4英寸、6英寸和8英寸，晶圆尺寸越大，意味着单位时间里能生产出的芯片数量越多。
目前，国内大部分的碳化硅晶圆厂都是4英寸的，只有少部分拥有生产6英寸能力，代表着国际先进水平的8英寸晶圆厂则寥寥无几。
所以，当国内晶圆厂大部分完成从4英寸到6英寸的升级改造，少部分达到8英寸时，碳化硅的产能将大幅提高，成本也会迎来进一步下降。
相信用不了几年，800V技术有望实现真正意义上的遍地开花。
04.写在最后
科幻小说《三体》中，刘慈欣对于人类敌对阵营“三体人”科技多么多么强大的描述，恰恰在于芯片技术——
三体人把超级计算机，刻进了一颗“质子”里。
而恰恰是三体人向人类发射的两颗带着超级计算机的质子，成了地球文明走向毁灭的关键。
现实世界何尝不是如此，芯片产业的强大与否，不仅是一个国家科技水平的典型体现，更是决定未来国运的关键。