2021年6月17日-19日，由中國汽車工業協會主辦的“第11屆中國汽車論壇”在上海市嘉定區舉辦。站在新一個五年的起點上，本屆論壇以“新起點 新戰略 新格局——推動汽車產業高質量發展”為主題，設置“1場閉門峰會+1個大會論壇+2個中外論壇+12個主題論壇”，全面集聚政府主管領導、全球汽車企業領袖、汽車行業精英，共商汽車強國大計，落實國家提出的“碳達峰、碳中和”戰略目標要求，助力構建“雙循環”新發展格局。其中，在6月19日下午舉辦的主題論壇“汽車‘芯荒’與中國對策”上，蓋斯特管理咨詢公司副董事長何偉發表了主題演講。以下內容為現場演講實錄：

尊敬的羅秘書長，在座的各位嘉賓，大家下午好！很高興參加本次論壇并與大家分享我們的研究成果。

芯片問題是最近一年探討最多和最熱的話題。今天在論壇的上半場，大家談的是從芯片供應的角度上來看，芯片成了卡脖子問題，芯片短缺讓所有與之相關的車企都已經停產。為什么會出現芯片荒？我想從另外的角度談一談，芯片對汽車產業意味著什么？如果不早一點從戰略角度思考這些問題，從戰略高度思考解決方案，很有可能我們從心態上會產生另外一個“芯片荒”。

下面與在座各位分享我們的研究方向和研究成果。我的演講分為四部分：第一，我想談一談，芯片對汽車產業未來發展的戰略意義是什么？第二，智能網聯汽車芯片發展趨勢，我們怎樣判斷它的未來發展方向。第三，芯片本來在汽車產業鏈上屬于T1（一級供應商）、T2（二級供應商）級別的零件，現在對于汽車產業分工變革，芯片怎么就成為了關鍵要素。第四，面對這種情況下，整車車企如何布局未來，我們給出了幾點建議。

芯片對汽車產業發展的戰略意義

眾所周知，現在的智能汽車成為新物種。實際上智能汽車是什么？智能汽車就是由軟件定義、數據驅動、能夠帶給用戶更好體驗的汽車。智能網聯汽車與傳統汽車的本質區別在于，智能汽車可以自我進化、完善和升級。而數據是支撐智能汽車不斷進化的核心，體驗是智能汽車最重要的衡量標準，未來智能汽車必須面向不同客戶提供個性化服務。未來汽車也一定是基于場景、基于數據來實現智能功能，其中數據決定產品功能。而數據從哪里來？是由軟件定義汽車背景下所產生的，通過軟件來產生、加工、分析、處理數據，而芯片與軟件息息相關。實際上數據的產生、處理、存儲和交互均依賴于芯片的功能和性能。

圖1 芯片在智能網聯汽車中的關鍵作用

從智能網聯汽車所需要的能力來看，智能網聯汽車具有的通訊能力、計算能力、存儲能力、感知能力都依托于芯片。另一方面，從智能汽車的軟硬件架構來看，軟件賦能硬件，使硬件的功能和性能得以最大化地發揮，并且由軟件來定義體驗。而所有的軟件架構開發都是要基于芯片的功能性來進行開發，軟件和芯片必須緊密融合在一起，否則軟件不可能有效地驅動芯片和硬件，軟件架構離不開芯片的支撐。同時，芯片也是組成硬件架構平臺各個關鍵節點的核心組成部分，芯片既是功能提供者，又是硬件的控制者，并且芯片承擔著打通軟件和硬件的關鍵任務。因此，芯片是汽車產品升級的關鍵支撐，在智能汽車發展中具有關鍵作用與戰略意義。

智能網聯汽車芯片發展趨勢

智能網聯汽車對于芯片存在不同技術水平的需求。芯片有很多種分類方法，我們根據算力的性能和工藝水平把汽車芯片分為三個梯隊。

第一梯隊，就是高性能、高工藝的芯片，屬于技術梯度最高的芯片，典型代表是各種AI芯片、主控芯片。智能網聯汽車對這些芯片性能和工藝的要求非常高，而且隨著智能網聯汽車的發展，對此類芯片的需求會越來越大，也越來越重要。這部分芯片的供應之所以成為卡脖子問題，因為我們尚沒有自主掌控其技術能力，目前幾乎所有高性能汽車芯片均由臺積電和三星代工。

第二梯隊，是大家常見的芯片，也就是MCU微控制器，這部分的芯片具有中高算力、工藝要求較高的特點?，F在用得比較多，出現供貨上斷檔的主要是這類芯片。出于成本考慮，這類芯片少部分由汽車芯片企業內部制造，大部分由代工廠制造，目前有多家代工廠可供選擇。

第三梯隊，是功率芯片、通訊芯片、傳感器與執行器、存儲芯片等，屬于低算力、工藝要求較低的芯片。此類芯片大部分都由傳統汽車芯片的企業內部制造。這些企業的內部產能及工藝水平將越來越無法滿足汽車芯片的供應需求。

我們看三個梯隊芯片，它們不是簡單通過技術升級能做到提升層級，各個梯隊中間都隔著“一堵墻”。要跨過這堵墻，需要從芯片制造的全產業鏈進行全方位升級。很多傳統芯片企業如果不能快速地自主掌握技術進行升級，意味著汽車芯片產業對于將臺積電、三星代工廠的依賴性將越來越強，這也是由第一梯隊芯片作用所決定的。

智能網聯汽車芯片開辟了全新的技術領域。對于智能網聯芯片、傳統汽車芯片和消費電子芯片，我們從算力、制造工藝、軟件開放性、可升級性、可靠性和長效性、安全性等方面對比，詳見圖2。對比之后可以得出結論：智能網聯芯片是全新的芯片類型，具有獨特的功能和性能要求。

圖2 智能網聯汽車芯片具有全新的需求

總體來說，智能網聯汽車芯片在工藝規格上更接近于消費電子芯片，但又保留車規級的要求，同時還有其自身的獨特需求。大家一定要深刻理解這三個需求。從這些獨特的需求可判斷出汽車芯片有著以下三個發展趨勢。第一是定制化，芯片要基于車載應用場景開發。智能網聯汽車芯片一定與車載場景有關，后面我會詳細展開來講。第二是專業化，不同類型的芯片要進行異構融合，以滿足汽車不同的任務需求。第三是平臺化，芯片可擴展、可升級，而且一定要支持個性化。下面詳細分析這三個芯片發展趨勢。

首先看定制化。傳統汽車芯片與消費電子芯片均不能直接滿足智能網聯汽車的需求，因此智能網聯汽車芯片需要定制化開發。智能網聯汽車芯片與車載場景是高度融合的，從自動駕駛和智能座艙這兩方面來看都是這樣。從自動駕駛角度來看，多元的感知融合、高效實時計算、冗余系統控制等要求芯片不是傳統ECU所做的“加減法”，而是在確保安全性能的基礎上滿足高性能、功能融合的需求。從智能座艙角度來看，3D/AR/多屏等先進顯示、多模態交互、豐富應用生態等需求，消費電子芯片都不能直接給予滿足，需要在功能、性能、生態等方面進行全方位升級。所以，為智能網聯汽車打造定制化的產品，成為芯片創新的新路徑。在這個方面就有兩個案例，一是消費芯片巨頭都在強勢進入汽車領域，來做定制化。另一個是大量企業有針對性地選擇車載的場景設計芯片?？陀^來看，消費電子芯片企業的入局將有效促進智能網聯汽車芯片技術的進步與創新。

其次是專用化。不同種類的芯片將走向異構融合。根據各種各樣的業務需求來看，每個業務都需要專用芯片，那么這種場景下的解決方法是什么？例如，使用通用處理器，由于受到半導體物理極限及工藝水平的限制，當做到一定程度后效率提高就遇到瓶頸；另一個方案是用新器件，運用新的模型進行解決，雖然新型技術很有發展潛力，但是還沒有到成熟的程度，并沒有進行大面積應用，因此不確定技術落地具體的時間節點，但是可以判斷短時間內難以大規模應用。目前來看，未來5-10年內，提高芯片效率最優前景的方式是專用化處理器，而專用化處理器面對不同場景的不同任務，需要把不同類型芯片兼顧和融合在一起，即異構融合，以支撐智能網聯汽車面對各類場景的需求。比如，將圖像處理、圖型處理、神經網絡計算、視頻處理等業務進行異構集成。專業化發展不僅提供了更高效率的資源利用率，還賦予汽車芯片更大的靈活性。

最后是平臺化。芯片硬件將成為上層軟件的共享資源。對于傳統汽車來說，一個ECU對應一套軟件。而對智能網聯汽車來說，一個計算平臺支撐豐富的上層軟件生態。軟件定義汽車的發展需求首先是軟硬件解耦，軟件不再嵌入硬件之后，實現軟硬件開發分離，可以分別進行升級；同時還要實現軟硬協同，協同就是軟件要對硬件進行有效的控制、靈活的調用。同時意味著必須處于同一個平臺下才能實現調用。比如，現在跨域就沒有辦法調用，調用的目的是優化用戶體驗。平臺化的目的就是集中整車算力、統一處理計算任務，然后讓硬件資源抽象化。從平臺化來看，不只是芯片的性能、功能進行集成，還讓汽車軟硬件的關系發生了顛覆性的改變。

我們在談智能網聯汽車芯片時，不可回避的一個問題是車路協同，中國所選擇車路協同的路線到底會對芯片帶來哪些影響？車路協同本質是什么？我們認為，車路協同通過打通車內和車外的能力，賦予汽車芯片“做減法”的機會。車路協同就是把云端服務器和路側設備與汽車進行高效5G賦能V2X來連接在一起，可以把部分感知、計算和存儲能力從車內轉移到車外，這樣對整個芯片未來的發展造成三個方面的影響。

第一，通訊芯片的性能需求提升。這一點比較好理解，因為車端與云端/路端將進行大量的實時數據交互，傳輸的速率要求高了，傳輸的量也增大了，可以把未來汽車的通訊芯片理解成一個多源傳感器，所以這部分性能要逐漸提升。

第二，車端的架構和云端的架構一定要采用協同設計。因為這兩部分要打通和聯通，所以要進行軟件協同和硬件協同設計。軟件協同設計要有標準化的服務架構，來完成車端和云端任務的分配，以及統一進行服務和管理調度。硬件協同要明確車端和云端的硬件能力需求，協同設計兩端的芯片，比如統一數據的輸入輸出格式、統一規劃芯片功能和性能配置。

第三，傳感器和算力配置得以簡化。部分計算/感知/存儲的任務從車里移到云端去，因此對車端芯片的需求就會降低，傳感器和計算平臺的配置可選擇更簡單的方案。車路協同并不要求通訊芯片、計算芯片和云端服務器都是一家公司提供的，但是核心在于車企必須要明確定義好車端和云端的需求，而且還要協調管理好各方的資源。

芯片成為汽車產業分工變革的關鍵要素

從整個智能網聯汽車發展和芯片制造發展的需求來看，芯片成為汽車產業變革的關鍵要素。傳統汽車企業作為整車集成方，通過傳統汽車芯片企業T2提供ECU所需芯片、零部件企業T1提供軟硬件開發與集成來供貨。但是隨著產業的升級，在軟硬件解耦之后，汽車產業分工會發生三方面根本性的改變。

第一，整車企業主導芯片設計。芯片和整車架構有高度相關性，車企必須定義芯片使用場景和需求，主導架構的設計。具體案例就是特斯拉和蔚來汽車均自研自動駕駛芯片。

第二，芯片企業從T2升級到T1，芯片本身成為汽車上單獨且核心的部件，芯片企業可以直接向整車企業供應產品。芯片企業與車企不是簡單供應關系，而是緊密的戰略合作關系。類似案例很多，例如上汽與地平線達成全面戰略合作。

第三，軟件一定要介入整個芯片開發過程，而不是芯片開發完成再開發軟件。軟件與硬件深度融合可使芯片性能最大化發揮，因此軟件與芯片需要協同一體化設計。例如，Mobileye正在打造算法和芯片生態。

這就是我們認為汽車產業分工變革的三方面變化。智能網聯汽車芯片作為關鍵要素，產業分工變革在參與者、合作方式和供應模式方面均發生深度變化。

車企參與車載計算平臺及芯片設計的建議

接下來，我們再看車企怎樣參與車載計算平臺以及芯片設計。整車企業本身并不掌握芯片設計的核心能力，我認為車企利用這種能力即可，不太可能也沒有必要去掌握相應能力。而車企更加擅長的是場景需求的挖掘與分析能力。這部分數據、所連接的消費者和用戶服務都在車企這里，車企要充分挖掘這部分能力。車企一定要把場景定義好，因為未來汽車功能必須基于場景和數據開發。車企挖掘場景之后，與芯片企業相互配合，形成優勢互補，從而提升產品的競爭能力。

我們把整個芯片的開發分成七個步驟，分別是規格制定、功能單元劃分、芯片設計語言描述、計算平臺基地設計、單元電路設計、分層布線設計和芯片合成仿真。具體內容參見圖3。

圖3 智能網聯汽車芯片開發的步驟

從前三個方面來看，無論是規格制定、功能劃分，還是芯片設計語言的描述，均與末端消費體驗密切相關，對于整車企業如何參與，我們的建議如下。

建議一，車企應基于整車架構及對場景的理解，自主定義計算平臺的各項需求。其中，需要把場景解讀好，深度理解場景各種要素需求，然后提出對平臺各種規格、功能以及設計語言的需求，這樣才能實現平臺和場景應用的結合。如果有T1在中間做“翻譯”，描述可能在傳導過程中失真，所以車企在前三個開發步驟中要緊密參加進去。

建議二，車企在定義需求時，還要考慮到后續芯片的迭代更新，合理劃分功能單元以及確定接口標準。因為智能網聯汽車通過OTA不斷地在線升級，以讓汽車越用越好。車企必須考慮在汽車全生命周期中芯片的算力支撐。如果算力預留得多，成本就高；而預留少了，將來車輛升級就會出現算力不夠用的狀況，車企對此都要考慮清楚。相比于手機只有三年的生命周期，汽車的使用生命周期長達十年，如何判斷芯片在汽車全生命周期的迭代升級？對于車企來說，是一項巨大的挑戰。因此需要車企合理地劃分所有功能單元，以及確定所有的接口標準。

對于計算平臺的基底設計、單元電路設計這兩部分的設計功能，按理來講都是屬于芯片企業強勢的地方。但是我們判斷，對于強勢車企來說，把前三個步驟做好基礎上，對這兩個部分可以考慮自主完成部分設計。如果車企能力比較弱，也要與芯片企業共同來開發。這種開發的目的在于實現企業軟硬件的協同設計，因為這部分的設計要與硬件調用緊密聯合在一起，如果不能在一起協同，最后實現硬件調用的效果就會打折扣。這是對于整車企業的建議三。

建議四，至于分層布線和芯片合成仿真，是芯片企業的自留地，這兩個環節要求芯片企業有足夠的技術和經驗積累。這兩部分對車的差異化影響比較小，更多的是通用性的部分。不建議車企參與。

最后還要提醒的是，整車企業在主導計算平臺設計中，雖然處于主導地位，但是并不代表車企要深入參加所有的研發環節，很多方面也并非是車企的領域，因此車企應該根據自身能力量立而行。

我的分享就到這里，謝謝大家！