半導(dǎo)體與汽車行業(yè)或迎來黃金十年

2020年汽車芯片行業(yè)競爭加劇，呈現(xiàn)多方角逐的局面。這里面包括恩智浦、瑞薩等傳統(tǒng)汽車芯片商，高通、英偉達(dá)等主打半導(dǎo)體公司，特斯拉、蔚來等造車新勢力整車廠和寒武紀(jì)為代表的國內(nèi)AI芯片初創(chuàng)公司。

而隨著國外芯片斷供，國內(nèi)造車極度缺“芯”后，當(dāng)前急需國產(chǎn)高算力的芯片打破國外龍頭企業(yè)的壟斷。

在此格局之下，芯片創(chuàng)業(yè)公司如何殺出一條血路？

自2016年開始研發(fā)車規(guī)級(jí)芯片的黑芝麻智能在這股大潮中乘勢而起，四年內(nèi)自主研發(fā)兩款芯片，成為眾多創(chuàng)業(yè)中的新星。黑芝麻智能CMO楊宇欣也切身體會(huì)到，這幾年間芯片行業(yè)已經(jīng)從之前資本的冷視到現(xiàn)在的火熱追捧。

四年內(nèi)研發(fā)2顆車規(guī)級(jí)芯片

要研發(fā)一顆幾納米的芯片并不容易，除了要投入巨額的資金外，往往還需要一個(gè)高精尖團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)數(shù)年的時(shí)間。

此前，芯片領(lǐng)域需求量最大的場景一直都在手機(jī)和電腦上。一臺(tái)手機(jī)大概需要十顆芯片，計(jì)算機(jī)的芯片數(shù)量更是超出想象，除了CPU、GPU這樣的大芯片之外還有非常多的小芯片。依托于這個(gè)市場起來了一批芯片巨頭。

由于技術(shù)門檻頗高，企業(yè)之間的市場占有率與技術(shù)水平往往差距較大，一旦技術(shù)領(lǐng)先就會(huì)變成寡頭，并在較長時(shí)間內(nèi)壟斷市場份額。這些壟斷技術(shù)長期握在英偉達(dá)、英飛凌、高通、博通、恩智浦等外企手中。

如今，芯片行業(yè)從需求端再一次爆發(fā)了嶄新的機(jī)遇，即智能汽車場景。

汽車行業(yè)迎來前所未有的大變革。在這過程中，各大互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)已進(jìn)入車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目多時(shí)，而汽車硬件裝備也早早為智能汽車時(shí)代做了諸多努力，其中一個(gè)便是凝聚精血的最底層的小小芯片。

有百年歷史的汽車，最早從機(jī)械結(jié)構(gòu)、燃料發(fā)展、生產(chǎn)制造，迭代發(fā)展到現(xiàn)在，創(chuàng)新焦點(diǎn)也從機(jī)械等方向轉(zhuǎn)移到核心芯片、人工智能、電子架構(gòu)和電池技術(shù)上。而這些技術(shù)的進(jìn)步都對(duì)算力要求越來越高。

例如，幫助汽車感知周圍環(huán)境的傳感器在汽車智能發(fā)展中的地位越來越重要。隨著汽車內(nèi)傳感器數(shù)量越來越多，對(duì)芯片算力的要求也越來越高，以L4、L5級(jí)別自動(dòng)駕駛為例，就需要500-1000T算力，而算力則是由面向自動(dòng)駕駛的核心計(jì)算芯片來提供的，所以芯片未來成了自動(dòng)駕駛發(fā)展最重要的基礎(chǔ)和驅(qū)動(dòng)力。

據(jù)IDC預(yù)計(jì)，2020年全球汽車領(lǐng)域的半導(dǎo)體市場收入約為319億美元，2024年將達(dá)到約428億美元，到2030年，每輛汽車的車載AI芯片平均售價(jià)將達(dá)1000美元，整個(gè)車載AI芯片市場的規(guī)模將達(dá)到1000億美元，成為半導(dǎo)體行業(yè)最大的單一市場。

從全球未來汽車智能化發(fā)展來看，從2022年到2025年整個(gè)自動(dòng)駕駛從L1到L5滲透率會(huì)到50%以上，2025年將達(dá)到60%以上。據(jù)iResearch數(shù)據(jù)顯示，到2025年，預(yù)計(jì)中國智能駕駛汽車產(chǎn)量超過1600萬輛，占全球四分之一。

其中，L1/L2裝機(jī)率將在2023年到達(dá)頂峰。2023年開始，很多車廠會(huì)推出自動(dòng)駕駛L3級(jí)別的車，L3級(jí)別自動(dòng)駕駛功能成為主流車型標(biāo)配。

沒有選擇當(dāng)下已成紅海的L1/L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛，黑芝麻智能瞄準(zhǔn)了即將爆發(fā)的市場，開始了L2+/L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛芯片研發(fā)之路。

不過這是衡量后的一個(gè)選擇?！耙粋€(gè)是成熟的市場，一個(gè)是馬上爆發(fā)的市場，如何抉擇？”楊宇欣表示，當(dāng)時(shí)市場上L1/L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛已經(jīng)是紅海市場，客戶雖然有需求，但是面臨的選擇也比較多，要想突圍要么比別人做得好，還要比別人做的便宜才有機(jī)會(huì)。目前車廠也更加關(guān)注L2+/L3市場，而從L2往L3過度的時(shí)候，對(duì)芯片的算力要求是非常高的，因此，這是一個(gè)突圍的機(jī)會(huì)。

最終，根據(jù)對(duì)市場的判斷和自身的技術(shù)特點(diǎn)，黑芝麻智能選擇了即將爆發(fā)的L2+/L3市場。

“大算力芯片是自動(dòng)駕駛技術(shù)的基礎(chǔ)，核心芯片是未來軟件定義汽車的基礎(chǔ)，這是國內(nèi)急需攻克的領(lǐng)域?，F(xiàn)在，自動(dòng)駕駛芯片和計(jì)算平臺(tái)主要由英特爾、英偉達(dá)來提供，在當(dāng)前的歷史背景下，對(duì)國內(nèi)廠商是非常好的創(chuàng)新機(jī)會(huì)?！?/p>

目前，黑芝麻智能對(duì)標(biāo)英偉達(dá)，已研發(fā)兩款芯片。繼 2019 年 8 月底發(fā)布旗下首款車規(guī)級(jí)自動(dòng)駕駛芯片華山一號(hào)（HS-1）A500 后，又在今年6 月推出了相較于前代在性能上實(shí)現(xiàn)躍遷的全新系列產(chǎn)品——華山二號(hào)（HS-2）A1000和A1000L，兩個(gè)系列產(chǎn)品的推出相隔僅 300 多天。

打造護(hù)城河：2個(gè)核心IP

國內(nèi)智能汽車領(lǐng)域的芯片公司迎來了齊心蓄力的一年。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這個(gè)窗口期可能就在這三年。但當(dāng)下國內(nèi)的智能駕駛芯片面臨著諸多挑戰(zhàn)。

黑芝麻智能聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO劉衛(wèi)紅曾表示，大家當(dāng)前面臨著三大挑戰(zhàn)：國產(chǎn)化、量產(chǎn)和高技術(shù)門檻。

首先，芯片斷供之后，當(dāng)前急需國產(chǎn)高算力的芯片打破國外龍頭企業(yè)的壟斷。一方面，國產(chǎn)AI芯片能夠降低自動(dòng)駕駛系統(tǒng)成本。而另一方面，功能定制化需要開放合作的芯片平臺(tái)，定制化的功能開發(fā)，需要深入對(duì)接和強(qiáng)有力的客戶支持。

其次，產(chǎn)品設(shè)計(jì)需滿足整車量產(chǎn)要求。這對(duì)算法軟件的適配性、芯片功耗體積、能效比和性價(jià)比，以及芯片平臺(tái)系統(tǒng)的開發(fā)交付能力有很高的整體考量。同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量需達(dá)到車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，保證功能安全和性能可靠，但是通過相關(guān)認(rèn)證難度大、耗時(shí)長。

再者，AI芯片開發(fā)需要承擔(dān)來自技術(shù)、人力和IP等方面高昂的研發(fā)費(fèi)用，引發(fā)巨大前期成本投入。傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)存在固有市場壁壘，量產(chǎn)落地復(fù)雜度高、周期長，需要芯片供應(yīng)商具備自我造血能力以及很強(qiáng)的與頭部整車廠長期戰(zhàn)略合作的實(shí)力。

縱觀國內(nèi)的車規(guī)級(jí)芯片新老玩家，傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體出身的團(tuán)隊(duì)在算法軟件開發(fā)能力和資源上相對(duì)欠缺，電子消費(fèi)芯片出身的團(tuán)隊(duì)則對(duì)汽車、車規(guī)了解不透徹，行業(yè)立足需要既懂芯片又懂車的融合背景。

為此，黑芝麻智能便組織了一幫做了二十年芯片和做了二十年汽車的人組成的團(tuán)隊(duì)，背景大都是清華。

今年11月，黑芝麻智能再次將一位專家納入囊中，宣布任命全球計(jì)算機(jī)視覺與人工智能領(lǐng)域頂尖級(jí)專家、前奇點(diǎn)汽車自動(dòng)駕駛首席科學(xué)家黃浴博士擔(dān)任黑芝麻智能自動(dòng)駕駛技術(shù)研究副總裁，負(fù)責(zé)黑芝麻智能自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室。

因此，黑芝麻智能雖然是一家年輕的企業(yè)，但其研發(fā)實(shí)力不容小覷。

黑芝麻智能的第一顆芯片花了三年時(shí)間，闡明背后原因時(shí)，楊宇欣表示，第一，車規(guī)芯片非常難做。第二，企業(yè)要跟全球最領(lǐng)先的汽車公司在技術(shù)性能上做對(duì)標(biāo)，需要有自己的核心武器，以圖像處理和NPU兩個(gè)核心IP為基礎(chǔ)，黑芝麻智能構(gòu)建了芯片的核心競爭力。

“一般芯片公司都是通過采購?fù)ㄓ肐P的方式做這件事，而自動(dòng)駕駛?cè)斯ぶ悄苄酒偁?，不僅要拼算力，更要打造核心IP。”楊宇欣表示。

為什么做這兩個(gè)IP？這涉及到自動(dòng)駕駛核心芯片里最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。

首先是圖像處理。攝像頭是自動(dòng)駕駛技術(shù)體系里面十分重要的傳感器，隨著攝像頭數(shù)量增加，像素的增加，要處理的數(shù)據(jù)越來越多。

人工智能行業(yè)里有一句話，如果你的數(shù)據(jù)質(zhì)量差會(huì)消耗更多的算力，算法變得更復(fù)雜，而且得不出很好的推理感知結(jié)果?！拔覀兏?a target="_blank">規(guī)格圖像處理ISP能夠保證把所有攝像頭采集進(jìn)來數(shù)據(jù)每一楨都采集清楚，后端推理可以用更少算力更簡單的算法得到更準(zhǔn)確的結(jié)果?！?/p>

其次，大家很難買到高性能的車規(guī)級(jí)IP。另外，NPU是未來自動(dòng)駕駛非常重要的核心算力。

黑芝麻智能自研的核心IP可以做到5-6TOPS/W，能夠提供非常高的能效比，而算力達(dá)到40-70TOPS的華山二號(hào)A1000芯片典型功耗在8W以內(nèi)。

“自動(dòng)駕駛?cè)斯ぶ悄苄酒钪匾募夹g(shù)指標(biāo)不單單是算力，更重要的是能效比，每瓦能夠提供多少算力。隨著未來汽車的發(fā)展，車都變成電車，功耗對(duì)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性，電源部分設(shè)計(jì)，都有很多影響。一個(gè)幾百瓦功耗的設(shè)備和幾十功耗的設(shè)備是完全不同的，能效比變得非常重要?！?/p>

楊宇欣表示，當(dāng)前主要合作對(duì)象為主流車廠，現(xiàn)已經(jīng)拿著黑芝麻智能的芯片著手開發(fā)產(chǎn)品了，預(yù)計(jì)將在2022年開始量產(chǎn)。

目前公司有300多人。黑芝麻智能創(chuàng)始人兼CEO單記章曾頗為驕傲地對(duì)媒體表示：“4年多了，總監(jiān)級(jí)別沒有離職的?！?/p>

資深芯片投資人，華登國際合伙人王林曾說過這么一個(gè)現(xiàn)象：國內(nèi)很多芯片企業(yè)因?yàn)橥顿Y熱，所以人才容易出走創(chuàng)業(yè)，導(dǎo)致行業(yè)愈加零散，相比國外的不斷兼并壯大，非常不利于行業(yè)長期發(fā)展。那么，黑芝麻智能是如何打造自身團(tuán)隊(duì)凝聚力的？

楊宇欣表示，大家愿意一起奮斗有幾個(gè)核心點(diǎn)?！笆紫仁枪舅谫惖篮桶l(fā)展前景足夠好，能讓大家有源源不斷的成就感支撐去奮斗；再者是要讓大家能在我們的平臺(tái)上去做全世界領(lǐng)先的技術(shù)，這是這些技術(shù)大牛們的追求。與此同時(shí)，相對(duì)合理的薪酬能夠保證員工的生活質(zhì)量。最后，相對(duì)簡單的公司文化更適合技術(shù)人員。”

隨著華山系列芯片產(chǎn)品不斷完善，黑芝麻智能將完成涵蓋L2-L4級(jí)自動(dòng)駕駛產(chǎn)品的布局，聯(lián)合院校及科研機(jī)構(gòu)，傳感器廠商等積極打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

截至目前，黑芝麻智能已完成B輪融資，速度不可謂不快，股東中包括北極光創(chuàng)投、上汽集團(tuán)、SK中國、招商局集團(tuán)旗下招商局創(chuàng)投、風(fēng)和資本等。楊宇欣也切身體會(huì)到，這幾年間芯片行業(yè)已經(jīng)從之前資本的冷視到現(xiàn)在的火熱追捧。

“盡管有些泡沫，但是資本市場對(duì)國產(chǎn)半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)公司的重視并非壞事，反而能給優(yōu)秀的企業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，創(chuàng)業(yè)公司要抓住這個(gè)好時(shí)機(jī)。”他認(rèn)為，未來十年是半導(dǎo)體的黃金十年，也是汽車行業(yè)的黃金十年。
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