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华为汽车芯片会被卡脖子吗

2021年8月30日 07:14  《财经》杂志  

短期内确实一定程度受限,长期破局有赖国产供应链的完善速度。但总体来说,受限程度远不及手机

华为(武汉)智能网联汽车产业创新中心。图源:IC

文 |  顾翎羽 陈伊凡

8月25日,有消息称,美国已经批准了供应商向华为提供价值数亿美元的汽车零部件芯片许可证,这些芯片将会被用于屏幕和传感器等汽车零部件。华为方面回应称,正在向业务部门确认。

对此,一些美国国会人士向政府发出批评,军事委员会共和党领袖罗杰斯敦促撤销这些许可。压力之下,8月27日,美国商务部一位发言人表示,美国政府并未放松或调整这项政策。

至此,一个在过去两年一直被人忽视的重要问题浮上水面:华为大力进军汽车业,要做汽车领域的增量零部件供应商,增量零部件离不开芯片,华为有没有可能在这个领域被卡脖子?

答案是有可能的,但也不是那么悲观。

目前尚没有明显迹象表明,美国对华为的政策有松动迹象。想要彻底摆脱卡脖子阴影,最靠谱的方式,当然也是最艰难的道路是逐步构建国产能力这一条路。

《财经》记者经多方消息获悉,目前,除了内部在推进高度保密的自研EDA软件项目,华为已经有一批采用国内生产线的14nm汽车芯片在推进。

 01 

  华为已提前预判并布局

华为汽车芯片受制于人,和手机芯片原因相同,但是由于汽车芯片国内已经具备一定可控生产能力,这给国产替代留下了空间。

通俗理解,涉及到安全,用在汽车上的芯片难度不在制程,而是在车规级,工艺和安全性都比消费电子芯片要高。

汽车芯片主要分为三类,一是功能芯片,例如自动驾驶系统、发动机、底盘和车身控制的芯片;二是功率半导体,也就是负责功率转换的芯片;三是传感器芯片,例如用在汽车雷达、气囊、胎压监测等。

与消费电子不同,汽车芯片对其外部工作环境,如温度、湿度、粉尘、寿命、稳定度等承受度极高。汽车电子元件的规格标准,业内称车规级,车规级的电子元件售价高,要求也高。这增加了汽车芯片的制造难度。

以寿命举例,车规级芯片的寿命要求至少15年,与此相比的消费电子芯片寿命为1年-3年;车规级芯片需要承受最低约零下40摄氏度到最高约155摄氏度的温差,但消费电子一般在零摄氏度到40摄氏度即可。

另外,用在汽车上的芯片也需要花很长时间进行研发和验证,研发的时间可能超过一年。如果要从开始研发到推向市场,至少三年。还有一些车规芯片,需要在通过了车规认证的产线才能生产。

由于汽车没有体积大小上的现实限制,汽车芯片要用到的制程普遍不高,难点在于能否符合车规级认证。这对工艺的要求很高,也需要反复验证。单拿封测来说,一条车规级封测产线比普通封装测试增加了更多环节,例如焊线的检查、可靠性筛选等,并且测试阶段很多产品需要做高温、低温测试。

华为将自己定位为汽车智能增量零部件供应商,主要为车企提供“自动驾驶”和“智能座舱”解决方案,这是华为汽车业务需要的两大类芯片。

华为要构建芯片可控能力,就意味着在上述两个领域芯片的设计和制造上都不能受到美国制裁威胁。

有消息称,美国商务部将会允许供应商向华为提供汽车屏幕和传感器芯片,《财经》记者经多方确认,显示屏芯片目前华为遇到的困难不大,但其尚不具备传感器芯片自主可控能力。

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》记者,以传感器调理芯片为例,该领域基本都由国际巨头垄断,例如TI、英飞凌、瑞萨等;其二,这类芯片对功耗、速度、精度等要求很高,从首次量产到调试,通常需要经过7-8次迭代。

此外,芯片设计需要用到采用美国技术的EDA软件。

即便是华为这样的研发能力和产业链号召力巨大的科技公司,这种情况短期内也是无解的。

EDA,被视为“芯片之母”,指的是通过计算机辅助设计软件来完成超大规模集成电路芯片功能设计,设计环节包括芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等,目前,全球EDA市场有大约80%被Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三家公司占领,这三家均为美国公司。因此,这也是中国芯片产业链国产化进程中,至关重要且被卡脖子的环节。

目前国内已有一些EDA公司出现,但一位EDA领域资深专家向《财经》记者指出,目前,国内很多实际应用都停留在IC仿真验证的环节,其他环节还处于研发中。

华为也并非坐以待毙。《财经》记者从接近华为的知情人士处了解到,华为已有在自建EDA的保密项目在推进。

EDA流程繁复,需要长时间的积累,哪怕是EDA巨头Synopsys,也是通过长期研发和不断收购形成如今的规模和地位。上述知情人士称,华为在自研的同时,也可能会通过收购整合的方式构建自主的EDA体系。

华为在EDA上布局从其旗下的哈勃投资的布局版图上也可见其踪迹,EDA是哈勃投资的重点领域之一,公开资料显示,2020年下半年到2021年初,哈勃投资了三家EDA公司,九同方微电子、无锡飞谱电子和立芯软件。

另一位知情的华为员工告诉《财经》记者,今年年底,华为和北汽合作的极狐阿尔法S将会有1000辆正式面市,而这批车最主要的车机芯片麒麟990A目前不能做到自主可控,依旧是使用在去年美国禁令全面生效前储备下来的存货。

根据华为内部规划,明年面市的5000辆极狐阿尔法S将会有部分采用国产替代芯片,至2023年,将会完全使用国产芯片。

对华为来说,当下,车规级mcu芯片可以做到国产替代,目前,在OLED屏幕驱动芯片上,由中芯国际为华为代工的28nm工艺产品已经进入量产,用于汽车的28nm工艺芯片量产并不会有太大的困难,14nm芯片工艺也在逐渐成熟。

如果一切顺利,存货消耗完之前,华为能具备一定生产车规级芯片可控的能力。不过,这个过程也将是华为和其他中国企业不断追赶国际领先水平的过程。到那时,行业内领先水平将会已经进入3nm工艺的芯片竞争,国内外的芯片制造技术差距依旧存在差距。

也就是说,在美国政府制裁阴影之下,华为唯一的道路是卧薪尝胆,用一个相对较长的时间构建可控产业链,只有这样,华为才有可能实现既定战略目标,跻身一流汽车零部件供应商将会非常困难。

  02 

  远建近替,两个思路

华为的自研芯片目前主要包括了5G 基带芯片巴龙、AI芯片昇腾、CPU芯片鲲鹏。

公开资料显示,2018年2月,华为发布的全球首款8天线4.5G LTE 调制解调芯片巴龙765,可增强智能汽车联网的安全性,这个芯片将应用于自身LTE - V2X 车载终端和 RSU 产品上。

同年,华为发布了能够支持L4级别自动驾驶能力的计算平台——MDC600,拥有8颗华为公司最新推出的AI芯片昇腾310,同时还整合了CPU和相应的ISP模块,主要合作方为奥迪。

2019 年 1 月,华为又发布 5G 基带芯片巴龙5000,这是全球首个支持V2X的多模芯片,未来可用于车联网和自动驾驶领域。较之前代,该款芯片体积更小、能耗更低、延迟更短。

不过,上述产品意义更多是技术积累的逐步释放。在解决芯片真正商用问题上,华为的思路可以归纳为两类:

第一条思路是导入国产供应链。基于这个思路,华为又有三种做法。

一是自建产能,华为正在建设属于自己的芯片生产线,《财经》记者经多位知情人士证实,华为已在武汉建立第一座晶圆厂,初期主要针对成熟制程芯片。

二是合作研发。2020年4月,华为海思宣布与比亚迪合作应用在汽车智能座舱领域的麒麟 710A 车机芯片。该款芯片类似于小鹏 P7和理想 ONE采用的高通 820A 芯片,最初被运用在手机上, 也采用台积电的 12nm 工艺,不过,由于美国制裁,最后由中芯国际为华为生产,工艺也切换到了14nm。

三是对外投资。《财经十一人》曾在此前报道《三年投资40家芯片公司,华为哈勃要做什么》中详细解析了华为旗下哈勃投资的投资逻辑——紧密围绕生存。在哈勃已有的投资中,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、材料。但涉及到与华为海思相重合的高端芯片、高性能计算芯片,哈勃投资并不涉猎,这是一条非常明显的界限。

第二条思路是在国产供应链成熟之前,用所有可能的方式来熬过过渡期。尽管释放出的信息极为有限,《财经》记者获悉,华为回收了一部分此前用在手机上的芯片,做好了用在车上的准备。

一位华为上海供应商向《财经》记者表示,很多人忽视了华为目前的官方认证二手机业务,而这一业务在今年被推至一个新的优先级高度。

回收来的手机芯片可以用于汽车上不涉及车规安全的部分零部件。一位华为技术人士向《财经》记者表示,“如中控大屏,是可以用回收来的手机或平板芯片替代。”

  03 

  未来的可能性

对华为的汽车业务来说,芯片进展有多快,决定了华为未来在汽车领域的位置,它是有可能复制其在电信设备领域和手机领域的领先者辉煌,还只是囿于成为一家平庸的汽车零部件制造商?

上述阻力之外,一位行业人士向《财经》记者分析,除了芯片的硬件性能,华为在此业务上还面临着两个关键问题,一是如何围绕芯片构建起生态圈,二是如何融入汽车业的芯片产业链。

自动驾驶领域芯片的国家间竞争上,美国目前占据压倒性优势,除了特斯拉采取自研芯片路线,Mobileye 和英伟达几乎瓜分了自动驾驶AI芯片市场:前者主要垄断了 L2 级自动驾驶市场,后者则偏向于控制L4 及以上级别的自动驾驶芯片市场。

国内造车新势力目前需依赖美国采购。蔚来ES8搭载Mobileye 芯片,小鹏 G3 同样采用Mobileye 的芯片,在 P7 上换为英伟达的 Xavier;理想 one 起初也是使用Mobileye的芯片,2021 年改款车型改用地平线的征程 3 芯片,下一款车 X01 上计划搭载英伟达 Orin 芯片。

自动驾驶能力是华为汽车业务的关键筹码,而这一能力有赖于芯片支持。而且这其实是华为重视的差异化优势。比如,华为正着手做偏芯片解决方案的业务——这被认为是华为有别于其他供应商的优势所在。

在智能汽车领域,直接为车企提供芯片解决方案,意味着华为可以极大缩短车企开发流程。以高通类比,在高通和车企的合作中,高通的角色是二级供应商,其芯片需要与一级供应商德赛西威先行适配,由德赛西威完成解决方案,再与车企进行适配。在各家不惜余力加快产品发布节奏,以争夺智能汽车窗口期的竞争中,这将帮助车企获得核心竞争力。

华为徐直军此前表示,华为的计划是用两年左右的时间,等到库存消耗完毕时,不受任何限制,自主产业链生产能够跟上。

好在汽车是大件商品,出货量和手机完全不在一个量级,这也就减少了对真正会被卡脖子的芯片数量需求。

换个角度分析,目前种种信息显示,由于华为无法采购美国芯片,对美国公司来说少了一大笔收入。美国在成熟制程芯片上再度对华为出手的可能性极低,也就是说,在“最坏可能”和既定事实之间,尚有足够空间,让华为获得可控的芯片供应链。

编 辑:值班记者
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