最近這幾年新能源汽車發展迅速，以“蔚小理”為代表的中國造車新勢力在“缺芯、限電、補貼退坡”等多重困難影響下，2021年各家新能源車的銷量仍實現高速發展。其中小鵬交付98,155臺，勁增2.6倍，穩居“蔚小理”銷量冠軍；蔚來全年交付91,429臺，同比增109.1%，連續兩年翻番；理想交付90,491輛，增177.4%。
在經歷了缺芯，以及如特斯拉等巨頭自研芯片、新能源車對半導體的新需求等的影響，頭部的車企開始覺得自己有必要設計芯片或者參與到芯片設計當中去。最近，我們也陸續窺見“蔚小理”在汽車芯片上的布局。
自研ISP成新一輪焦點
近兩年，在產業界，ISP芯片的存在感愈發提升。尤其是國內的手機廠商OPPO、vivo等開始自研ISP，隨著自動駕駛汽車攝像頭的增多，ISP處理器在自動駕駛領域開始扮演重要角色。整車自研ISP正在成為新一輪“造芯”運動的焦點之一。
首先，什么是ISP？ISP 的全稱是Image Signal Processor（圖像信號處理器），其目的是對光學傳感器輸出的Raw圖數據進行信號處理，使之成為符合人眼真實生理感受的信號，并加以輸出。如下圖所示，ISP接收原始圖像信號以重建適合人類觀看的主要成分（紅色、綠色和藍色）的全彩色圖像。如果 ISP 芯片能夠以每秒或超過 30 幀/秒的速度處理圖像，則可以用于視頻應用。
在汽車中的行車記錄儀、電子鏡、后視攝像頭和環視攝像頭中，每個設備都需要一個ISP來處理圖像信號。它作為車載攝像頭的重要構成組件，能夠幫助車輛清晰的“看”到外界環境圖像。
據半導體行業觀察獲悉，蔚小理都在背后默默自研ISP。而我們也可以從一些招聘網站上看到一些蛛絲馬跡。據“Boss直聘”、“獵聘”等各大招聘網站的歷史數據顯示，去年這三家均在為自研ISP處理器而招聘人才。其中蔚來招募的是【ISP芯片驗證工程師（J6C52）】以及【ISP 3A圖像算法工程師】，小鵬在招聘【自動駕駛ISP開發及影像評價工程師】，理想在招聘【ISP算法工程師】。
而在此值得一提的是，特斯拉堅持的是“純視覺路線”，不適用激光雷達和ISP等。2021年第一季度財報電話會議上，馬斯克表示不需要雷達，因為人類就是只使用視覺來駕駛。2021年5月，特斯拉宣布從當月起交付的所有 Model 3和 Model Y車輛將不再配備雷達。相反，這些車輛將利用特斯拉的“Pure Vision”方法，該方法僅使用其八個外部攝像頭來執行半自動駕駛功能。并在去年的AI Day上表示，HW 4.0將“干掉ISP”的計劃。
馬斯克反對使用激光雷達和ISP的論點是兩方面的：
一方面，馬斯克認為我們目前的交通和道路系統是為純視覺系統設計的——這意味著道路是為駕駛員設計的，可以用眼睛導航。任何人工智能系統要想顯著優于人類駕駛員，首先需要解決純視覺駕駛問題。其次，為什么特斯拉不選用激光雷達和ISP傳感器等，馬斯克的回答，一是成本；第二，復雜性。添加冗余傳感器將增加數千美元的車輛成本，這將使特斯拉整車的成本更高。
另一方面，這些傳感器生成數據流，然后必須對其進行處理，從而增加了人工智能系統的復雜性。這將需要更多的處理能力、更多的能量，從而使車輛效率更低、成本更高。
“當機器視覺正常工作時，它比最優秀的人類工作得更好，因為它就像有八個攝像頭，就像在你的后腦勺，頭旁邊有眼睛，并且有三只不同焦距的眼睛向前看，并且以超人的速度處理它。毫無疑問，通過純視覺解決方案，我們可以制造出比普通人更安全的汽車，”馬斯克說。
根據特斯拉的說法，轉向純視覺系統是該公司向更廣泛的公眾發布全自動駕駛汽車之前的最后一道障礙。
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），馬斯克表示，雖然 HW3.0 可能比人類駕駛員安全 300%，但 HW4.0 可能會安全 1000%。“我相信 HW 3.0 或 FSD Computer 1 將能夠在比人類高得多的安全水平下實現完全自動駕駛，可能至少比人類好 200-300%。
特斯拉Hardware 4計算機將由三星電子公司生產，使用7nm制程，至于為何沒采用更先進的5nm工藝，主要是由于汽車不像手機那么小，為了長壽和穩定運行，可以犧牲一點空間。
關于汽車是走“純視覺派”還是“激光雷達派”，業界也是各抒己見，有人認為如果特斯拉此舉走通了，勢必也會引起其他廠商跟進。但也有業內人士指出，去掉ISP，這樣算法的開發難度會很大，周期也會長。至于結果如何，還需要時間和市場的考驗。
不可不爭的SiC
這幾年新能源車不斷發展和普及。在汽車從內燃機向電動化轉變的過程中，也迎來Si向SiC的轉變，SiC迎來了絕佳的發展風口。與傳統電動汽車采用的硅 (Si) 技術相比，SiC (SiC) 可提高電池續航里程、改善其性能并縮短充電時間。在經歷巨大變革的同時，所有主要廠商都在努力將SiC (SiC) 進一步集成到自身技術之中。
去年6月份，蔚來ET7的首臺SiC電驅系統C樣件已下線，蔚來ET7將在明年上市。去年11月的廣州車展上，小鵬汽車的SUV新車型小鵬G9，是國內第二款采用SiC的量產車型，也是國內基于首款SiC800V平臺的量產車型。由于采用了800V高壓SiC平臺，相比400V平臺續航提升了5%，還能實現快速充電。
不少車廠已經相繼開始了SiC的布局，如豐田和電裝、富士、三菱合作開發SiC基MOSFET。國內方面，比亞迪已在進行SiC基功率半導體相關技術的研發。理想和小鵬最近也開始了對SiC的布局。
今年2月16日，小鵬投資了SiC功率半導體和芯片解決方案提供商上海瞻芯電子。據瞻芯電子官微消息，目前公司已成為中國第一家自主開發并掌握6英寸SiC MOSFET產品以及工藝平臺的公司。瞻芯這幾年陸續在車規級高電壓、低電阻SiC MOSFET器件上的突破，圍繞以SiC應用為核心的Turn-key芯片方案供應商戰略，穩步推進SiCIDM的戰略轉型，即將打通從設計到生產的閉環。
小鵬汽車副總裁張曉楓、投資總監張小奇表示：SiC功率器件憑借其在轉換效率、體積和散熱等方面的優勢，已經在工業和光伏等領域廣泛應用；產品良率的不斷提升以及供應鏈的完善也顯著地降低了SiC的成本；隨著新能源車銷量的快速提升，SiC在電驅動、OBC和充電樁等部件中的應用也將為SiC打開更加廣闊的市場。
3月23日，理想汽車與三安光電投資成立了蘇州斯科半導體公司。企查查股權穿透顯示，該公司由理想汽車關聯公司北京車和家汽車科技有限公司、三安光電全資子公司湖南三安半導體有限責任公司共同持股。經營范圍含電力電子元器件、半導體分立器件制造銷售；電子元器件制造等。
此舉也被業界推測為是理想與三安半導體共同布局車用SiC芯片的一個重大舉措。理想汽車CEO李想去年明確提出到2025年要取得20%的新能源汽車市場份額，成為中國排名第一的智能電動車企業。而在這個目標的背后，自然離不開SiC的支持。
近幾年，三安光電加大了對SiC的投資布局，去年6月，湖南三安半導體總投資160億元的基地一期項目已正式投產，據稱這是國內首條、全球第三條SiC垂直整合生產線。近日其制造的SiC二極管首批入選《汽車芯片推廣應用推薦目錄》，標志著三安半導體車規級功率器件正式“上車”。理想與三安合作，一方面可以利用其在SiC領域的技術積累，另一方面，產能還有保障。
而另一邊蔚來汽車暫時沒有傳出在SiC芯片上的布局。不過其此前據報道，先是成立獨立硬件團隊“Smart HW（Hardware）”，用來研發自動駕駛芯片。后又挖來了一位芯片專家，去年10月29日，擁有豐富芯片前端設計經驗的胡成臣宣布加入蔚來汽車。2003 年，胡成臣本科畢業于西北工業大學自動化專業，2008 年博士畢業于清華大學計算機科學與技術專業。他曾任西安交通大學計算機系教授、系主任，加入蔚來汽車之前，曾擔任賽靈思亞太區實驗室首席工程師、實驗室主任。
特斯拉也是將前AMD首席架構師Jim Keller挖來，擔任Autopilot硬件工程副總裁，后來特斯拉也開始自研自動駕駛芯片。業界推測，隨著胡成臣的加入，蔚來的自研芯片計劃或將快速上馬。
結語
隨著電動汽車和下一代汽車技術開始投放市場，未來汽車半導體需求將不斷增加，國內電動車勢必走上自研之路。整車廠自研已在這兩年全面開花，這條路是特斯拉趟過，且成功了的。相信上述這些也只是“蔚小理”等新能源汽車廠造芯布局的冰山一角，我們也期待能看到國產新能源車更多在芯片上的成就。
