从短期来看,确实在一定程度上是有限的,而从长期来看,打破这种局面取决于国内供应链的改善速度。但总的来说,限制的程度远小于手机
文|顾玲玉、陈一凡
8月25日,据报道,美国批准了一项供应商许可证,向中国提供价值数亿美元的汽车零部件芯片,这些芯片将用于屏幕和传感器等汽车零部件。华为回应称,正在与业务部门进行确认。
美国国会的一些议员为此批评了政府,军事委员会的共和党领袖罗杰斯敦促撤销这些许可证。迫于压力,8月27日,美国商务部发言人表示,美国政府没有放松或调整这一政策。
至此,一个过去两年被忽视的重要问题浮出水面:华为正在大力进军汽车行业,并希望成为汽车领域的增量零部件供应商。增量组件离不开芯片。华为有可能被困在这个领域吗?
答案是可能的,但也没有那么悲观。
目前,美国对华为的政策没有明显松动的迹象。要想彻底摆脱被卡脖子的阴影,最可靠、最困难的方法是逐步建设国内能力。
01
华为已经提前进行了预判和布局
华为的汽车芯片与手机芯片类似,受到人为限制,但由于中国汽车芯片产能可控,这为国产替代留下了空间。
简单地说,就安全而言,在汽车中使用芯片的困难不在于制造过程,而在于车辆层面,与消费电子芯片相比,芯片的工艺和安全性更高。
汽车芯片主要分为三类。一种是功能芯片,如用于自动驾驶系统、发动机、底盘和车身控制的芯片;第二种是功率半导体,它是负责功率转换的芯片;第三种是传感器芯片,例如用于汽车雷达、安全气囊、胎压监测等的芯片。
与消费电子产品不同,汽车芯片对其外部工作环境(如温度、湿度、灰尘、寿命、稳定性等)有很高的耐受性。汽车电子元件的规范和标准在业内被称为“车辆规范级别”。车辆规格级别的电子部件具有较高的价格和要求。这增加了制造汽车芯片的难度。
例如,汽车级芯片的寿命要求至少为15年,而消费电子芯片的寿命为1-3年;
汽车级芯片需要承受至少-40摄氏度到最多-155摄氏度的温差,但消费电子产品通常只需要在0摄氏度到40摄氏度之间。
此外,用于汽车的芯片还需要长时间的研究和验证,可能需要一年以上的时间才能开发出来。如果我们想开始研发并将其推向市场,至少需要三年时间。还有一些汽车规格芯片需要在通过汽车规格认证的生产线上生产。
由于汽车在尺寸上没有实际限制,汽车芯片所需的制造工艺一般不高,难点在于能否满足车辆法规的认证要求。这对工艺有很高的要求,需要反复验证。以封装测试为例,汽车级封装测试生产线比普通封装测试增加了更多的步骤,如焊接线的检查、可靠性筛选等,并且许多产品在测试阶段需要进行高温和低温测试。
华为将自己定位为汽车智能增量组件供应商,主要为汽车公司提供“自动驾驶”和“智能座舱”解决方案,这是华为汽车业务所需的两大芯片类型。
华为建立芯片可控性的目标意味着这两个领域的芯片设计和制造都不会受到美国制裁的威胁。
据报道,美国商务部将允许供应商向华为提供汽车屏幕和传感器芯片。《财经》记者从多方证实,华为目前在显示芯片方面几乎没有什么困难,但不具备独立控制传感器芯片的能力。
一位长期从事半导体传感器芯片设计的业内人士告诉《财经》,以传感器调理芯片为例,该领域基本被TI、英飞凌、Reza等国际巨头垄断;
其次,这类芯片对功耗、速度、精度等要求很高,从最初的量产到调试,通常需要7-8次迭代。
此外,芯片设计需要使用使用美国技术的EDA软件。
即使对于像华为这样拥有强大研发能力和产业链吸引力的科技公司来说,这种情况在短期内仍然无法解决。
EDA被称为“芯片之母”,是指利用计算机辅助设计软件完成超大规模集成电路芯片的功能设计。设计过程包括芯片功能设计、合成、验证、物理设计等。目前,Synopsys、Cadence和Mentor Graphics占据了全球EDA市场的约80%,它们都是美国公司。因此,这也是中国芯片产业链国产化进程中至关重要的瓶颈环节。
目前,中国已经出现了一些EDA公司,但一位EDA领域的资深专家向《财经》记者指出,中国的许多实际应用仍处于IC仿真验证阶段,其他阶段仍在研发中。
华为并没有坐视不管。《财经》记者从接近华为的知情人士处了解到,华为已经在推进自己的保密EDA项目。
EDA过程很复杂,需要长期积累。即使是EDA巨头Synopsys,也通过长期的研究和不断的收购,形成了目前的规模和地位。上述知情人士表示,华为在进行自身研究的同时,也可能通过收购和集成来构建自己的EDA系统。
华为在EDA上的布局也可以从其子公司哈勃投资的布局图中看到。EDA是哈勃投资的关键领域之一。据公开信息,从2020年下半年到2021年初,哈勃投资了三家EDA公司,即九通坊微电子、无锡飞普电子和立信软件。
另一位熟悉情况的华为员工告诉《财经》,到今年年底,华为与北汽合作的吉利阿尔法S将正式上市1000辆。然而,这批主要的汽车芯片麒麟990A无法独立控制,仍使用去年美国禁令生效前储存的库存。
根据华为内部规划,明年将推出的5000辆吉利福克斯阿尔法s汽车中,部分将使用国产替代芯片,到2023年将全面搭载国产芯片。
对于华为来说,目前汽车级MCU芯片可以在国内替代。目前,在OLED屏幕驱动芯片方面,中芯国际为华为生产的28nm工艺产品已经进入量产,汽车28nm工艺芯片的生产不会太困难。14nm芯片工艺也在逐渐成熟。
如果一切顺利,库存耗尽,华为可以有一定水平的可控能力生产汽车级芯片。然而,这一过程也将是华为和其他中国公司追赶国际领先水平的持续过程。届时,行业领先水平将进入3nm芯片的竞争,国内外芯片制造技术仍将存在差距。
也就是说,在美国政府制裁的阴影下,华为唯一的出路就是卧薪尝胆,在相对较长的时间内建立可控的产业链。只有这样,华为才能实现既定的战略目标,成为一流的汽车零部件供应商,这将是非常困难的。
02
从远处建造和从远处替换,两个想法
华为自研芯片目前主要包括5G基带芯片Baron、AI芯片Ascend和CPU芯片Kunpeng。
公开资料显示,2018年2月,华为发布了全球首款8天线4.5G LTE调制解调芯片Baron 765,可增强智能车联网的安全性。该芯片将应用于其自己的LTE V2X车载终端和RSU产品。
同年,华为发布了一款名为MDC600的计算平台,可以支持L4级自动驾驶能力。它拥有华为最新的8款人工智能芯片Ascend 310,还集成了CPU和相应的ISP模块。其主要合作伙伴是奥迪。
2019年1月,华为发布了5G基带芯片Baron 5000,这是全球首款支持V2X的多模芯片,未来可用于车联网和自动驾驶领域。与上一代相比,这款芯片尺寸更小,瞧……
r能耗和更短的延迟。
然而,上述产品的意义更多的是技术积累的逐步释放。华为解决芯片真正商业化问题的方法可以概括为两类:
第一个想法是引入国内供应链。基于这种方法,华为还有三种方法。
一是建立自己的生产能力。华为正在建设自己的芯片生产线。据《财经》证实的多位知情人士透露,华为已经在武汉建立了第一家晶圆厂,最初的目标是成熟的工艺芯片。
二是合作研发。2020年4月,华为Hiss宣布与比亚迪合作,将麒麟710A汽车计算机芯片应用于汽车智能座舱领域。该芯片与小鹏P7和理想ONE使用的高通820A芯片类似。它最初用于手机,也使用了台积电的12nm工艺。然而,由于美国的制裁,它最终由中芯国际为华为生产,工艺改为14nm。
第三是外部投资。在之前一篇关于“过去三年投资40家芯片公司,华为哈勃想做什么?”的报道中,“财经十一人”详细介绍了华为哈勃投资的投资逻辑——紧紧围绕生存。在哈勃现有的投资中,它涉及半导体产业链的各个环节,包括IC设计、EDA、封装测试、设备和材料。但当谈到与华为海思重叠的高端芯片和高性能计算芯片时,哈勃投资并没有深入研究这一点,这是一个非常明确的边界。
第二个想法是在国内供应链成熟之前,以各种可能的方式克服过渡期。尽管发布的信息极为有限,但《财经新闻》记者了解到,华为已经回收了一些以前用于手机的芯片,并准备将其用于汽车。
华为上海的一位供应商告诉《财经》,许多人忽视了华为目前官方认证的第二手机业务,该业务今年被推到了一个新的优先级别。
回收的手机芯片可以用于不涉及安全法规的汽车零部件。一位华为技术人员告诉《财经》记者,“如果中控屏幕很大,可以用回收的手机或平板电脑芯片代替
03
未来的可能性
对于华为的汽车业务来说,芯片进步的速度决定了其未来在汽车行业的地位。华为有可能复制其在电信设备和手机领域的领导地位吗?还是仅限于成为一家平庸的汽车零部件制造商?
除了上述障碍,一位业内人士向《财经》记者分析称,除了芯片的硬件性能,华为在这项业务中还面临两个关键问题:如何围绕芯片构建生态系统,以及如何融入汽车行业的芯片产业链。
在自动驾驶芯片领域的跨国竞争方面,美国目前占据压倒性优势。除了特斯拉采用自研芯片路线外,Mobileye和Nvidia几乎瓜分了自动驾驶AI芯片市场:前者主要垄断L2级自动驾驶市场,后者倾向于控制L4及以上级别的自动驾驶芯片市场。
国内新的汽车制造力量目前依赖于美国的采购。NIO ES8配备了Mobileye芯片,而小鹏G3也使用了Mobileye芯片,并在P7上更换为NVIDIA的Xavier;
起初,Ideal One也使用了Mobileye芯片。2021,升级后的车型将使用Horizon的Journey 3芯片,下一款X01计划配备NVIDIA Orin芯片。
自动驾驶能力是华为汽车业务的关键芯片,而这一能力依赖于芯片支持。这实际上是华为所看重的差异化优势。例如,华为正在开展一项专注于基于芯片的解决方案的业务,这被认为是华为相对于其他供应商的优势。
在智能汽车领域,直接向车企提供芯片解决方案,意味着华为可以大大缩短车企的开发过程。与高通公司类比,在高通公司与汽车公司的合作中,高通公司的角色是二级供应商,其芯片需要首先适应一级供应商德赛西威。德赛西威完成了解决方案,然后适应了汽车公司。在各家公司不遗余力地加快产品发布步伐以争夺智能汽车窗口期的竞争中,这将有助于车企获得核心竞争力。
华为的徐直军此前表示,华为的计划是等待大约两年,直到库存耗尽,没有任何限制,独立的产业链生产才能跟上。
幸运的是,汽车是一种大宗商品,出货量与智能手机完全不同,这降低了对真正可以卡住的芯片数量的需求。
从另一个角度来看,各种信息显示,由于华为无法购买美国芯片,这使美国公司的收入大幅减少。美国在成熟工艺芯片上再次攻击华为的可能性极低,这意味着“最坏的可能”与既定事实之间仍有足够的空间,使华为能够获得可控的芯片供应链。
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