國產高端汽車智駕芯片引發口水戰

7 月 27 日，在 2024 蔚來創新科技日上，蔚來汽車董事長李斌宣布，全球首款車規級 5nm 智能駕駛芯片神璣 NX9031 流片成功，芯片和底層軟件均實現自主設計。

據介紹，這款芯片采用 32 核 CPU 架構，內置 LPDDR5x、8533Mbps 速率 RAM，擁有 6.5GPixel/s 像素處理能力，處理延時小于 5ms。

李斌表示，神璣 NX9031 擁有超過 500 億個晶體管，不論是綜合能力還是執行效率，一個自研芯片能實現 4 個業界旗艦芯片的性能。

此次，李斌的發言在半導體界引起了一些爭議，原因在于他聲稱神璣 NX9031 是全球首款車規級 5nm 智能駕駛芯片，但是，在這之前，已經有可用于智能駕駛系統的 5nm 芯片推出，典型代表是恩智浦的 S32N55 處理器，以及安霸（Ambarella）的 CV3 系列域控制器。

爭議點在哪里？

李斌說神璣 NX9031 是全球首款 5nm 智能駕駛芯片，是值得商榷的。

首先，看一下恩智浦和安霸推出的 5nm 汽車芯片。

可以說，恩智浦是業界第一家宣布采用 5nm 制程工藝生產汽車芯片的公司，早在 2020 年 6 月，該公司就發布了這一消息，晶圓代工合作伙伴是臺積電。

采用 5nm 制程的 S32N55 處理器，集成了 16 個 Arm Cortex -R52 實時處理器內核，運行頻率為 1.2 GHz，能夠滿足軟件定義汽車對計算能力的高要求。S32N55 的 Cortex-R52 內核可以在分離或鎖步模式下運行，可以支持 ASIL ISO 26262 功能安全級別。兩對輔助鎖步 Cortex-M7 內核支持系統和通信管理。

作為 S32 CoreRide 平臺的中央車輛控制器解決方案，S32N55 處理器集成了先進的網絡技術，擁有時間敏感網絡（TSN）2.5 Gbit/s 以太網交換機接口、用于 24 條 CAN FD 總線高效內部路由的 CAN 集線器、4 個 CAN XL 接口和一個 PCI Express Gen 4 接口，能夠實現車內各個系統之間的高效通信和協同工作。另外，S32N55 的「內核到引腳」硬件隔離和虛擬化技術，使其資源可以動態分區，以適應不斷變化的車輛功能需求。

2022 年初，安霸發布了 5nm 制程的 CV3 系列芯片，能夠支持 ADAS 和 L2+ ~ L4 系統的研發。該系列芯片基于可擴展、高能效比的 CVflow 架構，可實現 500 eTOPS 算力，比安霸上一代車規級 CV2 系列提高了 42 倍。

eTOPS 中的 e 指的是 equivalent。因為 CVflow 不等同于任何 GPU，這導致 CV3 芯片 AI 算力的計數單位與常用的 GPU 的 TOPS 有所不同，這里加了 e，表示與通用芯片架構相比，可以跑到等效的性能。英偉達 Orin 芯片，算力是 254TOPS，蔚來 ET7 通過 4 個 Orin 級聯實現了 1016 TOPS 算力。如果采用 4 個 CV3 芯片級聯，可以實現 2000 eTOPS 算力。

2023 年 2 月，安霸宣布，采用三星的 5nm 制程工藝生產 CV3-AD685。

繼恩智浦和安霸之后，高通的車用芯片也開始采用 5nm 制程。此時，不得不說英偉達和英特爾旗下的 Mobileye，這兩家公司的智能駕駛芯片多采用 7nm 制程，而特斯拉的 HardWare 3 芯片采用的是三星 14nm 制程，前不久，供應鏈傳出消息，特斯拉新款 HW4.0 芯片將轉投臺積電的 4nm/5nm 制程。

可見，在蔚來之前，恩智浦、安霸，以及高通都流片了 5nm 制程汽車芯片。不過，這幾家公司的芯片類型和應用還是有些區別的，從上文的介紹可以看出，恩智浦的 S32N55 屬于控制類芯片，而安霸、英偉達、特斯拉和蔚來的是計算類芯片，高通的是智能座艙芯片，偏控制類。

這里要簡單介紹一下汽車芯片類型，可分為計算類，控制類，模擬類、電源類，通信類，傳感器類，功率類，存儲類。其中，計算和控制類屬于數字芯片，對制程要求最高，而隨著智能駕駛的興起，對芯片算力的要求與日俱增，此時，計算類芯片的算力也就成為非常關鍵的指標，控制類次之。

綜上，業界最先采用 5nm 制程工藝制造智能駕駛芯片的應該是恩智浦或安霸。蔚來是中國首家采用 5nm 制程制造智能駕駛芯片的企業。

那么，蔚來為什么要自研如此高端的芯片呢？還要從英偉達說起。

目前，業界用量最大的旗艦智能駕駛芯片是英偉達的 Orin-x，它的單片算力為 508TOPS。此外，英偉達還發布了一款 DRIVE Thor 芯片，單片算力 2000TOPS，要 2025 年才能量產。

2023 年，蔚來采購了許多英偉達智能駕駛芯片，占到英偉達出貨量的 46%，總金額達 3 億美元。這是一筆很大的開支，對于一直虧損搞研發的蔚來而言，在越來越內卷的中國汽車市場，降本增效是必須的?；诖?，自研智能駕駛芯片就順理成章了，一個神璣 NX9031 頂 4 個英偉達 Orin X，可以節省不少芯片開支。

用 5nm 制程造智能駕駛芯片的價值

傳統上，汽車芯片對制程工藝的要求不高（多為 20nm 以上制程），而對芯片的穩定性和可靠性的要求很高。也就是說，汽車要用車規級芯片（Automotive Grade Chip）。

車規級芯片是指那些專為汽車應用設計和制造，且滿足嚴苛的汽車行業標準規定的芯片。這類芯片需要在極端溫度范圍、高振動、高壓、高濕、EMI 等惡劣環境中保持穩定可靠的性能，且通常要通過諸如 AEC-Q 系列認證的汽車行業質量標準的檢驗。

基于汽車安全性和可靠性要求極高的應用需求，任何芯片故障都可能導致嚴重的安全事故，為此，相比于消費級或工業級芯片，車規級芯片具有更高的品質要求，這類芯片被廣泛應用于發動機控制、剎車系統、安全系統、車載娛樂信息系統、ADAS 等車載子系統。

雖然先進制程（16nm 及以下）可以提高芯片性能并降低功耗，但也會帶來一些挑戰，例如，制程節點越小，芯片的生產成本越高，此外，小特征尺寸芯片需要更精密的生產設備和技術，這也會增加成本。

因此，汽車芯片廠商，以及汽車制造商需要在芯片的性能、成本和可靠性之間尋找平衡點。他們需要根據車輛的用途、性能要求和成本預算來選擇合適的制程工藝。對于一些高端車型，制造商可能會采用更先進的制程，以提高車輛性能。而對于一些經濟車型，制造商會更多地選擇經濟實惠的制程工藝，以降低生產成本。

總的來說，汽車芯片的主流制程在 40nm~16nm 之間。

然而，隨著智能駕駛的普及，傳統汽車芯片的制造框架被打破了，因為算力開始主導汽車應用。

其實，從業人員清楚，算力堆砌勢必會出現浪費的現象，然而，相較于看不見的軟件算法，實實在在的算力指標是可以輕而易舉判斷出來的。用戶對于硬件能力的追求在移動電子產品中被體現的淋漓盡致，如今，同樣的情況又延續到了智能汽車上。

基于此，市場上出現了各種營銷話術，例如，有媒體將芯片的算力水平比喻成「得房率」，利用稠密算力和稀疏算力的不同，計算出完全不一樣的算力結論。如今，卷算力已經成為車廠和相關芯片企業邁不過去的一道坎，越來越多新亮相的智能駕駛芯片證明，增加算力是提升市場評價水平最有效的方式。

目前，很多 30 萬以上的新勢力 SUV 算力都已經破百 TOPS，甚至有部分品牌汽車的算力已經破千 TOPS。即便是有很大冗余，似乎也沒有人會拒絕更高的算力。

隨著芯片算力動輒突破 500 TOPS，甚至 1000 TOPS，芯片的其它指標勢必會引起大眾的注意，例如制程工藝。雖然對于車規級芯片而言，并沒有對制程的極致追求，但在智能駕駛和智能座艙領域，芯片制程顯然已經開始向 5nm，甚至更小制程節點挺進。與 7nm 相比，臺積電的 5nm 工藝的處理速度提高了 20%，功耗降低了 40%，遷移到 5nm 將有助于汽車制造商通過增強功能為自己的汽車帶來差異化優勢，簡化汽車日益復雜的架構挑戰，并輕松地部署強大的計算系統。

因此，5nm 制程對于汽車芯片的價值凸顯出來。

在這樣的市場需求下，臺積電也開始玩兒起了「饑餓營銷」。2023 年 7 月，臺積電歐洲總經理 Paul de Bot 在德國舉行的「第 27 屆汽車電子大會」上表示，長期以來，汽車產業一直被認為是技術落后者，只注重成熟制程，但實際上，已經有汽車芯片供應商自 2022 年開始使用 5nm 制程工藝，這個時間點距離 5nm 正式投入量產僅兩年時間。由于三星的 5nm 制程良率一般，使得臺積電幾乎成了目前唯一一家能夠規模量產 5nm 制程芯片的晶圓代工廠。因此，該公司的產能供不應求，臺積電表示，不可能為汽車行業保留空閑產能，汽車芯片需加速轉向先進制程。Paul de Bot 認為，汽車制造商對訂單數量進行前瞻性規劃和控制是絕對必要的，而一些汽車芯片從原有的成熟制程節點轉向先進制程也是保障供應的一個重要手段。

相對于消費類電子和服務器應用，汽車芯片晶圓代工市場占比較?。?0% 以下），但單價更高，這是一個極其有利可圖的市場。從臺積電的角度來看，在新冠疫情期間，臺積電每年的汽車芯片業務都增長了 40% 左右，該晶圓代工龍頭希望在未來保留并擴大這個客戶群，特別是先進制程。

智能座艙芯片也需要 5nm

以上介紹的都是智能駕駛芯片，這類芯片偏計算，另一大類則是智能座艙芯片，這類更偏控制，對先進制程的需求也越來越迫切。

智能座艙有多個功能塊，主要包括高清顯示、儀表、主動安全報警、實時導航、在線信息娛樂、緊急救援、車聯網，以及人機交互系統（語音識別、手勢識別）等，其主要作用是通過改變人機交互方式，提升駕駛者和乘員體驗。此時，人工智能（AI）技術的重要性就凸顯出來了，對相關芯片的性能要求也提高了。

智能座艙芯片的典型代表，就是我們常聽說的高通驍龍 8155，以及更新換代后的 8295 芯片。

2021 年底，高通發布了采用 5nm 制程的驍龍 8295，相比于前一代 8155（7nm 制程）的 8TOPS 算力，8255 的算力達到 30TOPS，3D 渲染能力提升了 3 倍，增加了集成電子后視鏡、機器學習、乘客監測和信息安全等功能，一顆芯片可驅動 11 塊屏幕。

除了座艙芯片外，高通 Snapdragon Ride 智能駕駛平臺的核心 SoC 也基于 5nm 制程打造，并集成了高性能 CPU、GPU 和 AI 引擎等核心組件，最高算力達到 700TOPS。不過，與其它幾家智能駕駛芯片大廠（英偉達、英特爾旗下的 Mobileye、特斯拉）相比，高通的智能駕駛芯片存在感比較弱。

除了高通等行業大廠，中國本土 SoC 公司也在向先進制程智能座艙芯片進發，目前已進展至 7nm，如果沒有那么多的國際貿易限制，肯定會有采用 5nm 制程的。目前，地平線、黑藝麻智能、芯馳科技、芯警科技都發布了相關產品，其中，芯擎科技自研的「龍鷹一號」作為國內首款車規級 7nm 芯片，已經上車，黑芝麻智能推出了首款自研的 7nm 芯片武當 C1200，地平線的征程 6 系列芯片也采用 7nm 制程工藝，旗艦芯片單顆算力為 560TOPS，2024 年量產，到征程 7 或征程 8 量產時，有望將制程工藝再提升一步。

汽車芯片向 3nm 制程招手

隨著汽車智能化水平提升，相關芯片還在向更先進制程工藝進發。

英偉達最新的智能駕駛芯片 DRIVE Thor 算力達到 2000 TOPS，Hopper 架構；將采用 4nm 制程工藝，2025 年投產。英偉達表示，比亞迪、埃安、小鵬、理想、極氪等中國汽車品牌將采用 DRIVE Thor。

特斯拉更為激進，已經準備啟動 3nm 制程芯片代工計劃，在臺積電 N3E 基礎上繼續強化速度和功耗表現，計劃 2024 年投產，但是否能拿到產能，還存在疑問。

看到高通在智能座艙應用領域取得成功后，聯發科坐不住了，也開始進軍汽車芯片市場，特別是智能座艙，計劃推出「天璣車載平臺」，將采用 3nm 制程打造。