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“蔚小理”的汽车芯片布局
html模版“蔚小理”的汽车芯片布局

来源:内容来自半导体行业观察(ID:icbank)原创,作者:杜芹,谢谢。

最近这几年新能源汽车发展迅速,以“蔚小理”为代表的中国造车新势力在“缺芯、限电、补贴退坡”等多重困难影响下,2021年各家新能源车的销量仍实现高速发展。其中小鹏交付98,155台,劲增2.6倍,稳居“蔚小理”销量冠军;蔚来全年交付91,429台,同比增109.1%,连续两年翻番;理想交付90,491辆,增177.4%。

在经历了缺芯,以及如特斯拉等巨头自研芯片、新能源车对半导体的新需求等的影响,头部的车企开始觉得自己有必要设计芯片或者参与到芯片设计当中去。最近,我们也陆续窥见“蔚小理”在汽车芯片上的布局。

自研ISP成新一轮焦点

近两年,在产业界,ISP芯片的存在感愈发提升。尤其是国内的手机厂商OPPO、vivo等开始自研ISP,随着自动驾驶汽车摄像头的增多,ISP处理器在自动驾驶领域开始扮演重要角色。整车自研ISP正在成为新一轮“造芯”运动的焦点之一。

首先,什么是ISP?ISP 的全称是Image Signal Processor(图像信号处理器),其目的是对光学传感器输出的Raw图数据进行信号处理,使之成为符合人眼真实生理感受的信号,并加以输出。如下图所示,ISP接收原始图像信号以重建适合人类观看的主要成分(红色、绿色和蓝色)的全彩色图像。如果 ISP 芯片能够以每秒或超过 30 帧/秒的速度处理图像,则可以用于视频应用。

在汽车中的行车记录仪、电子镜、后视摄像头和环视摄像头中,每个设备都需要一个ISP来处理图像信号。它作为车载摄像头的重要构成组件,能够帮助车辆清晰的“看”到外界环境图像。

据半导体行业观察获悉,蔚小理都在背后默默自研ISP。而我们也可以从一些招聘网站上看到一些蛛丝马迹。据“Boss直聘”、“猎聘”等各大招聘网站的历史数据显示,去年这三家均在为自研ISP处理器而招聘人才。其中蔚来招募的是【ISP芯片验证工程师(J6C52)】以及【ISP 3A图像算法工程师】,小鹏在招聘【自动驾驶ISP开发及影像评价工程师】,理想在招聘【ISP算法工程师】。

而在此值得一提的是,特斯拉坚持的是“纯视觉路线”,不适用激光雷达和ISP等。2021年第一季度财报电话会议上,马斯克表示不需要雷达,因为人类就是只使用视觉来驾驶。2021年5月,特斯拉宣布从当月起交付的所有 Model 3和 Model Y车辆将不再配备雷达。相反,这些车辆将利用特斯拉的“Pure Vision”方法,该方法仅使用其八个外部摄像头来执行半自动驾驶功能。并在去年的AI Day上表示,HW 4.0将“干掉ISP”的计划。

马斯克反对使用激光雷达和ISP的论点是两方面的:

一方面,马斯克认为我们目前的交通和道路系统是为纯视觉系统设计的??这意味着道路是为驾驶员设计的,可以用眼睛导航。任何人工智能系统要想显著优于人类驾驶员,首先需要解决纯视觉驾驶问题。其次,为什么特斯拉不选用激光雷达和ISP传感器等,马斯克的回答,一是成本;第二,复杂性。添加冗余传感器将增加数千美元的车辆成本,这将使特斯拉整车的成本更高。

另一方面,这些传感器生成数据流,然后必须对其进行处理,从而增加了人工智能系统的复杂性。这将需要更多的处理能力、更多的能量,从而使车辆效率更低、成本更高。

“当机器视觉正常工作时,它比最优秀的人类工作得更好,因为它就像有八个摄像头,就像在你的后脑勺,头旁边有眼睛,并且有三只不同焦距的眼睛向前看,并且以超人的速度处理它。毫无疑问,通过纯视觉解决方案,我们可以制造出比普通人更安全的汽车,”马斯克说。

根据特斯拉的说法,转向纯视觉系统是该公司向更广泛的公众发布全自动驾驶汽车之前的最后一道障碍。

所以在去年的Tesla AI Day上,特斯拉宣布了HW 4.0方案(或 FSD Computer 2),马斯克表示,虽然 HW3.0 可能比人类驾驶员安全 300%,但 HW4.0 可能会安全 1000%。“我相信 HW 3.0 或 FSD Computer 1 将能够在比人类高得多的安全水平下实现完全自动驾驶,可能至少比人类好 200-300%。

特斯拉Hardware 4计算机将由三星电子公司生产,使用7nm制程,至于为何没采用更先进的5nm工艺,主要是由于汽车不像手机那么小,为了长寿和稳定运行,可以牺牲一点空间。

关于汽车是走“纯视觉派”还是“激光雷达派”,业界也是各抒己见,有人认为如果特斯拉此举走通了,势必也会引起其他厂商跟进。但也有业内人士指出,去掉ISP,这样算法的开发难度会很大,周期也会长,d88尊龙旗舰厅。至于结果如何,还需要时间和市场的考验。

不可不争的SiC

这几年新能源车不断发展和普及。在汽车从内燃机向电动化转变的过程中,也迎来Si向SiC的转变,SiC迎来了绝佳的发展风口。与传统电动汽车采用的硅 (Si) 技术相比,SiC (SiC) 可提高电池续航里程、改善其性能并缩短充电时间。在经历巨大变革的同时,所有主要厂商都在努力将SiC (SiC) 进一步集成到自身技术之中。

去年6月份,蔚来ET7的首台SiC电驱系统C样件已下线,蔚来ET7将在明年上市。去年11月的广州车展上,小鹏汽车的SUV新车型小鹏G9,是国内第二款采用SiC的量产车型,也是国内基于首款SiC800V平台的量产车型。由于采用了800V高压SiC平台,相比400V平台续航提升了5%,还能实现快速充电。

不少车厂已经相继开始了SiC的布局,如丰田和电装、富士、三菱合作开发SiC基MOSFET。国内方面,比亚迪已在进行SiC基功率半导体相关技术的研发。理想和小鹏最近也开始了对SiC的布局。

今年2月16日,小鹏投资了SiC功率半导体和芯片解决方案提供商上海瞻芯电子。据瞻芯电子官微消息,目前公司已成为中国第一家自主开发并掌握6英寸SiC MOSFET产品以及工艺平台的公司。瞻芯这几年陆续在车规级高电压、低电阻SiC MOSFET器件上的突破,围绕以SiC应用为核心的Turn-key芯片方案供应商战略,稳步推进SiCIDM的战略转型,即将打通从设计到生产的闭环。

小鹏汽车副总裁张晓枫、投资总监张小奇表示:SiC功率器件凭借其在转换效率、体积和散热等方面的优势,已经在工业和光伏等领域广泛应用;产品良率的不断提升以及供应链的完善也显著地降低了SiC的成本;随着新能源车销量的快速提升,SiC在电驱动、OBC和充电桩等部件中的应用也将为SiC打开更加广阔的市场。

3月23日,理想汽车与三安光电投资成立了苏州斯科半导体公司。企查查股权穿透显示,该公司由理想汽车关联公司北京车和家汽车科技有限公司、三安光电全资子公司湖南三安半导体有限责任公司共同持股。经营范围含电力电子元器件、半导体分立器件制造销售;电子元器件制造等。

此举也被业界推测为是理想与三安半导体共同布局车用SiC芯片的一个重大举措。理想汽车CEO李想去年明确提出到2025年要取得20%的新能源汽车市场份额,成为中国排名第一的智能电动车企业。而在这个目标的背后,自然离不开SiC的支持。

近几年,三安光电加大了对SiC的投资布局,去年6月,湖南三安半导体总投资160亿元的基地一期项目已正式投产,据称这是国内首条、全球第三条SiC垂直整合生产线。近日其制造的SiC二极管首批入选《汽车芯片推广应用推荐目录》,标志着三安半导体车规级功率器件正式“上车”。理想与三安合作,一方面可以利用其在SiC领域的技术积累,另一方面,产能还有保障。

而另一边蔚来汽车暂时没有传出在SiC芯片上的布局。不过其此前据报道,先是成立独立硬件团队“Smart HW(Hardware)”,用来研发自动驾驶芯片。后又挖来了一位芯片专家,去年10月29日,拥有丰富芯片前端设计经验的胡成臣宣布加入蔚来汽车。2003 年,胡成臣本科毕业于西北工业大学自动化专业,2008 年博士毕业于清华大学计算机科学与技术专业。他曾任西安交通大学计算机系教授、系主任,加入蔚来汽车之前,曾担任赛灵思亚太区实验室首席工程师、实验室主任。

特斯拉也是将前AMD首席架构师Jim Keller挖来,担任Autopilot硬件工程副总裁,后来特斯拉也开始自研自动驾驶芯片。业界推测,随着胡成臣的加入,蔚来的自研芯片计划或将快速上马。

结语

随着电动汽车和下一代汽车技术开始投放市场,未来汽车半导体需求将不断增加,国内电动车势必走上自研之路。整车厂自研已在这两年全面开花,这条路是特斯拉趟过,且成功了的。相信上述这些也只是“蔚小理”等新能源汽车厂造芯布局的冰山一角,我们也期待能看到国产新能源车更多在芯片上的成就。