一个芯片,打开中国新能源汽车的后半段

2024-08-28

在今年的特斯拉第一季度电话会议上,马斯克被各界机构质疑交付量,忍不住跳出了最后的结论,说特斯拉绝不是一家汽车公司:


如果你只把特斯拉当成一家汽车公司,你对特斯拉的理解是片面的。如果有人不相信特斯拉能解决自动驾驶问题,他们就不应该投资特斯拉。


在人工智能的浪潮下,特斯拉逐渐从投资机构的白月光转变为美股Magnificent。 七中的吊车尾部,电瓶车的交付量便不再一枝独秀。


也许我想起了当年接受彭博采访时对比亚迪的讽刺。在最近的推文中,马斯克也将同行轻视上升到了中美汽车公司的路线之争:


"比亚迪要迅速转型,否则会有麻烦."


高调宣传特斯拉在人工智能行业的积累,是马斯克除了画饼之外的一个新问题。虽然这似乎是特斯拉在中国同行面前的“尊重演讲”,但实际上,特斯拉以自动驾驶为核心的人工智能领域的涉足往往被忽视。


在过去的几年里,特斯拉积累了一个由端到端算法、FSD自动驾驶芯片和云Dojo算率组成的AI系统。特斯拉每天接受和处理超过1600亿帧的视频图片,这是商业公司可以拥有的最大的真实世界数据集。它不仅可以训练自动驾驶,还可以训练神秘的Tesla Bot。


马斯克本人在AI世界的角色也被严重低估。他不仅是OpenAI的创始人之一,也是DeepMind的初始投资者。他还参与了Neuralink的人工智能芯片。、聊天机器人Grok。从理论上讲,特斯拉确实是一家彻头彻尾的人工智能公司。


从中美产业竞争的角度来看,新能源汽车市场一方面依托强大的制造能力,中国同行基本上每个月都会发布马斯克反复讲述的“2.5万美元的廉价车型”;另一方面,特斯拉实际上在以自动驾驶为核心的智能跑道上跑得很远。


业内人士常说,新能源汽车的前半部分是电气化的,后半部分是智能化的。在软件、算法、芯片勾勒的智能后半部分,竞争的序幕正在慢慢拉开。


特斯拉启示录


特斯拉AI2021年 Day,首次公开亮相特斯拉软硬件团队。


在场的大神包括Ganesh硬件总监。 Venkataramanan(2023年辞职),软件总监,Ashokk,也是自动驾驶团队的一号员工。 Elluswamy,Andrej人工智能总监 Karpathy——2017年,斯洛伐克小哥从李飞飞被马斯克从OpenAI挖到特斯拉,2022年又回到OpenAI,现在离职创业。


然而,这张照片中有一位伟大的缺席者——Jim,他被称为“硅神仙”。 Keller。


身为硅谷顶级芯片架构师,Jim AMDD是Keller的代表作品 Athlon/Apple A4//Silicon开山之作AMD Zen结构等等。特斯拉,Jim Keller主导了FSD自动驾驶芯片的开发。


多年来,特斯拉S3XY四大产品线一直受到批评,但事实上,特斯拉将大部分R&D资源分配给由操作系统、自动驾驶算法和芯片组成的内部系统。在“总骗子”马斯克强大影响力的加持下,一批硅谷精英不断为特斯拉的技术堡垒做出贡献。



Jim Keller(左)


马斯克之所以总是在关键部件上表现出资本主义不朽的态度,是因为芯片、算法和操作系统在很大程度上决定了一辆新能源汽车的“产品定义权”归属。


在燃油车时代,汽车的各种智能功能都是由各种尺寸的MCU组成的(Micro Controller Unit)实现。MCU通常被称为单片机,可以简单地理解为执行单一任务的微型计算机,例如智能雨刷、自动锁定等功能。


自特斯拉以来,新能源汽车开始用计算率更高的芯片代替各种MCU芯片,直接负责多种不同的功能,从而使分散的权力集中在芯片及其相应的操作系统,并且由此带来了巨大的变化:汽车公司可自行修改和控制软件功能迭代。


与燃油车的功能不同,大多数出厂时都会死亡,无法修改。集中架构可以直接重写硬件上运行的软件,改变硬件功能,即“硬件嵌入,软件更新”。最典型的例子是新能源汽车的各种OTA升级和辅助驾驶算法的迭代。


伴随而来的副作用是,如果汽车公司在软硬件方面没有自主研发能力,则意味着“产品定义权”仍掌握在芯片供应商手中。


2019年,高通发布了基于手机处理器骁龙855深度魔改的8155座舱芯片,与上一代820A相比,8155采用7nm制程生产,性能爆炸式提升,立即成为当时新能源汽车企业的最佳选择。但随着8155的发布,一批老款车型陷入了尴尬。


英伟达Tegra X1曾经是主流的驾驶舱芯片,其虚弱的性能也是车载系统卡顿,屏幕无法移动的罪魁祸首。但是问题是,在高通8155发布之前,Tegra X1已成为汽车公司可以购买的最佳芯片。


从这个角度来看,了解特斯拉的一系列布局并不难。除了著名的FSD芯片和Dojo超级计算,特斯拉甚至放弃了魔法安卓,基于Linux编写了汽车操作系统。Jay前高管 Vijayan的说法:马斯克想从头到尾重塑汽车,包括软件。


Jay Vijayan本人也是这场比赛的一部分——他负责在特斯拉内部开发ERP软件Warp。


随着新能源汽车的逐渐“消费电子化”,不仅给车主带来了“替代焦虑”,也促进了产业链格局的重塑。消费电子行业的ic设计巨头,如高通、英伟达、联发科等,对计算能力的病态需求,放弃了传统汽车半导体的治疗。


软硬件的突破不仅决定了新能源汽车的“产品定义权”,也决定了这个行业高附加值环节的归属。这是新能源汽车的后半部分,也是中国汽车公司的后半部分。


新玩家在牌桌上


今年7月的蔚来智能科技日,大部分舆论都受到了新的NIO Phone吸走了,李斌的一句“幸好我们卖得少,每一个都是限量版”,又给整个新闻发布会增添了一丝戏谑。


但是整个智能科技日的重头戏,实际上有两个:


首先,李斌宣布了世界上第一个5nm工艺智能驾驶芯片——神玑NX9031流片成功。该芯片首次出现在2023年底的ET9新闻发布会上,当时芯片的参数和性能都没有披露。


在智能技术日上,蔚来展示了神玑NX9031和普通ISP芯片处理屏幕的能力,NX9031对屏幕的处理更加清晰。


所谓流片(Tape-out),也就是说,芯片设计完成后的试生产阶段,可以保证电路的准确性和性能达到预期。从流片到真正的量产装载,需要大量的修改和测试。


其次,通过统一的系统调度,蔚来历时4年开发的全车全球操作系统SkyOS·天枢,实现了全球应用的管理与协调。


在燃油车时代,不同领域的控制器和功能模块是相互连接的,芯片、线束和传感器是冗余的。全球操作系统的核心是打破黑盒,将大部分功能模块放在操作系统的调度下。


对于蔚来来说,神玑NX9031和SkyOS·天枢的战略意义等于换电,甚至更长远。假如“芯片” 随着系统的构想逐渐上车,蔚来将成为继特斯拉之后第二家跑通“软件定义汽车”的汽车公司,打造新能源汽车关键技术基础。


随着芯片和操作系统的相继出现,蔚来的技术研发战略也逐步形成:利用平台思维实现电气化和智能化。


什么是“平台思维”?以换电为例。在换电服务的不断渗透和迭代过程中,蔚来逐渐解耦了电池组和汽车,同样规格的电池组可以覆盖多个品牌和车型。


稳定的电池组和电站更换形式本质上已经成为服务于后续所有车型的“平台”。李斌曾经对此有一个非常生动的解释:


以盖楼为例。你的基础是按照多少楼高打的,是五层还是一百层?我们需要打100层楼的基础。只要我们走出路面,每一层都会很快建好。


虽然看起来离电池很远,但蔚来新能源汽车技术底座上的R&D战略实际上与换电服务一致——支持不同品牌和车型组成的高层建筑,基于平台芯片和操作系统。


然而,大多数人会严重低估“打桩”的难度。相比之下,特斯拉的FSD芯片在2017年首次流通成功,但直到2019年3月,FSD才真正量产装载。在此期间,特斯拉也经历了痛苦而绝望的“产能地狱”。


在蔚来智能科技日上,李斌从裤兜里拿出NX9031芯片后,第一句话是:“这是钱啊!”


芯片R&D的挑战之一在于高度的一次性投资。无论是团队建设、结构模式还是测试验证,其R&D费用都远远超过后续迭代。同时,对于大多数企业来说,与技术问题相比,能否度过漫长的R&D和验证周期,是一个关键问题,因为芯片从0到1没有产生任何收益甚至现金流。


与红眼的价格战相比,软硬件环节的回报周期更长,这意味着公司将面临长期投资甚至亏损。神玑NX9031集成了500亿晶体管,每一个晶体管背后都有昂贵的R&D投资。


今年第一季度,蔚来的R&D投资达到28.6亿元,在国内造车新势力中名列前茅。蔚来的战略一直很明确,从涉足“高档纯电车”这个不容易做到的市场,到建立以换电为核心的服务体系,再到对原创技术的高强度探索:


通过底层技术的突破和产品定义权的实现,将产品价值转化为实实在在的附加值。


然而,与简单的汽车销售相比,真正建立技术优势需要面对的困难甚至绝望是无法形容的。如今,在自动驾驶芯片跑道上擅长长袖舞蹈的企业,都是富可敌国的老牌列强。技术探索路径的长期主义随时都要面对市场的质疑和指责。


但是在新能源汽车的后半段,原创底层技术的突破路线,总要有一批公司率先站出来。


离开分工陷阱


2000年至2010年间,美国约有6万家工厂倒闭,制造业从业人员数量下降35%。在接下来的十年里,美国制造业的员工数量保持在1200万左右,这意味着大多数制造业工作在过去的十年里永久流失。


低端产业链的流失往往被视为美国制造业衰落的证据,但与此同时,加工制造业在美国公司R&D支出总额中的比例长期超过60%,美国加工制造业的市值也在一步步上升。


所以,更接近真相的答案也许是,美国本土的制造业确实一蹶不振,但是附加值最高的部分从未离开过美国。


苹果没有任何晶圆工厂、镜头模块工厂和面板生产线,但它带走了手机行业的大部分利润。它最难复制的不是ic设计和ID设计,而是通过强大的供应链控制来定义产品价值,实现产品价值,并不断回馈这个21世纪的不落王国。


特斯拉关于制造设备、自动驾驶系统、电机电子控制等关键部件的所有秘密都安排在美国R&D中心,其组装厂、配件厂和售后中心分布在世界各地。它开放了供应商参与的大部分供应链环节,但它一步一步掌握了核心阶段。


在智能化电动时代,软硬件技术构建的高附加值阶段,其地位越来越重要,也与新能源汽车高附加值环节的归属有关。


在以自动驾驶芯片和算法为核心的跑道上,几乎挤满了世界顶级的科技公司,中国汽车公司显然没有理由缺席。


在过去的几十年里,中国汽车工业长期沿着产业集聚和分工的情况发展。大部分中国汽车品牌都是从低端做起,从制造做起,一步一步打造品牌知名度。


在这个过程中,中国汽车工业建立了强大的制造能力,培养了世界顶尖的工业工人。一个典型的例子是,在世界五大超级工厂中,只有上海工厂达到了规划生产能力,其他工厂基本上徘徊在规划生产能力的一半附近。


移动互联网,巨大的市场规模造就了许多“大工厂”,同时也孕育了从半导体到软件的人才队伍。强大的制造能力和充足的软硬件人才供应是中国在新能源汽车领域快速成长的关键因素,也是孕育原创技术的沃土。


今年以来,新能源汽车市场频繁的价格战,在某种程度上也是供应链成熟的标志。中国利用产业政策和大规模政府补贴,建立了极其壮观的新能源上游供应链和相应的大规模规范生产能力。


然而,在计算能力的领域,在操作系统的建设中,我们不断优化迭代,在底层原创技术领域建立核心竞争力,考验企业R&D体系的建设和规划,依靠市场上每个个体的选择和坚持。对于蔚来和任何中国汽车公司来说,这是一个无人区,没有答案。


与面板、动力电池等制造类别相比,芯片、操作系统等环节在初始阶段需要长期输血,尽管它们具有轻资产、高毛利的特点。由于技术投资周期长,沉没成本高,企业必须咬紧牙关坚持下去。


2020年,当蔚来下定决心做全车操作系统,开始规划长期技术路线时,李斌仍然是“2019年最差的人”。蔚来的长期亏损很大程度上是,一旦这个底层技术领域的投资开始,就很难轻易撤出。


物理学边界由电路和晶体管组成,很少有连绵起伏的故事和一蹴而就的成功。


“产业升级”是一个根正苗红的好词,也是一种提升国力的神丹妙药,只是它漫长的周期和环绕的艰难险阻,常常被忽视和低估。


在蔚来智能科技日,李斌举起神玑NX9031的片段,就像芯片设计公司CEO一样,被会场的长枪短枪固定,这可能是中国新能源汽车成长史上的经典瞬间。


面临着那些还在爬山顶的人,可以不鼓掌,但是应该有些耐心。


参考资料


[1] 汽车自动驾驶发展路线及产业链全景图, 未来智库


[2]George Hotz Is Taking on Tesla by Himself, Bloomberg


[3]2023年汽车智能配备渗透跟踪:智能普及率提高,25w及以下价位段积极搭载,华安证券


[4]英伟达的智驾王国,半导体产业纵横


[5] TeslaModel Y Single-Piece Casts Spotted in Giga Shanghai with NewActivity,Torque News,2020年


本文来自微信微信官方账号“远川研究所”(ID:caijingyanjiu),作家:李墨天,编辑:张泽一,视觉设计:疏睿,36氪经授权发布。


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