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汽车芯片的“自研陷阱”

发表时间:2025-01-22 来源:【网络】

  当年OPPO的芯片团队哲库面临的问题就在于,将芯片研发成本按照手机销量分摊,会导致产品成本反而高于外部采购★★★,必须涨价才能维持原本的产品利润率★★,很可能导致市场竞争力被削弱。

  Geohot因第一个破解iPhone一炮打响,后来还因为破解PS3吃过索尼的官司。面对这种顶级人才,马斯克也不含糊★,直接抛出百万美元合同,但Geohot十动然拒★。

  芯片公司富可敌国的原因不是因为芯片卖的贵★,恰恰是因为芯片卖的便宜。任何试图自研的企业恐怕都要扪心自问★★:自己有没有足够的出货量。

  两颗采用14nm工艺、集成了60亿晶体管的FSD芯片,让特斯拉实现了芯片的“独立自主★”,此时离他们第一次购买Mobileye的产品,只过去了短短5年★★。

  时至今日,特斯拉的FSD芯片只迭代过一次制程,芯片设计还是原汁原味,但对应的算法已经更新了无数次★。

  特斯拉FSD芯片的灵魂人物是芯片大神Jim Keller,其成名作包括AMD Athlon、苹果A4、AMD Zen架构等等。除了擅长设计芯片★★★,Jim Keller也擅长跳槽,在DEC、苹果★★、AMD、英特尔都短暂任职。

  在计算机和半导体的发源地硅谷★,天才芯片架构师比全世界任何地方都要多,但终究没有富余到“你不干有的是人干”的程度。因此,财力雄厚的汽车公司在抛出橄榄枝之前★,恐怕也得问自己一个问题:

  2015年7月★★,硅谷知名黑客Geohot和马斯克在弗里蒙特工厂秘密会面,前者狠狠拉踩了当时特斯拉的自动驾驶芯片供应商Mobileye★★★,称其“落后于时代★★★”★★★,并表示自己可以打造出便宜又可靠的智能驾驶系统。

  2022年9月,通用汽车旗下自动驾驶公司Cruise公开了一款代号★“Horta★★★”自动驾驶芯片。按照Cruise的设想,这款芯片会在2025年装进无人车Origin里。

  大部分汽车公司的难题在于,它们既没有半导体产业的辉煌履历,也没有能与顶级芯片公司媲美的资源,更不擅长管理与激励那些看似离经叛道的天才。

  特斯拉与Mobileye和英伟达的两次分手,完美解释了车企自研芯片的重要性。

  次年初的一场财报电话会上,摩根士丹利分析师犀利发问:特斯拉是否在考虑自行设计芯片?一向人狠话多的马斯克沉默许久,给出了一句★“不予置评”的含糊回答。

  芯片越往上设计,就越离计算机★、半导体★、数学这几门科学越近,人才的重要性就越来越高。

  一是通过软件构建差异化优势。自动驾驶是一项硬件趋同,差异化更多依赖软件能力的技术,因此车企有足够的理由自行研发自动驾驶算法,这也是Mobileye在近几年不断被车企抛弃的原因之一。

  根据IBS测算,设计一颗7nm芯片的平均成本大约2.17亿美元★★,一颗5nm芯片要花费4.16亿美元★★★。流片一次算作5000万美元★★,那么车企试错成本高达4.6亿美元。

  汽车生产线可以拔地而起,产值、规模、市占率这些参数可以轻而易举的统计,但芯片和它背后的计算机科学很难用论文和专利这类指标衡量,它更关乎对科学的尊重★★★,和对天才与汗水合理的定价。

  有苹果教科书级别的造芯史摆在手边★★★,有特斯拉大干五年实现自主可控的参考教材,车企难免会产生“我行我上★★”的冲动★★★。

  按照行业估算,台积电5nm代工价格是每片晶圆1★★★.6万美元,接单至少2★.5万片★★★,一次性代工费用大约4亿美元。

  以2025年为分界线★★★,车企造芯的酝酿与蛰伏阶段行近尾声,接下来几年★★,很可能是大量成果密集的落地与验证期。

  为了提升辅助驾驶性能★★,特斯拉尝试在内部开发视觉算法Tesla Vision★。Mobileye得知后试图阻止,甚至用断供和涨价威胁。结果是极限施压玩脱,特斯拉移情英伟达。

  2005年,安卓系统的缔造者Andy Rubin为首的8人团队飞赴韩国首尔,与三星洽谈投资合作。当时安卓系统尚在Demo阶段★,但三星手机业务一把手李基泰高度重视,嘱咐团队务必落地★★。然而,三星还是把这个移动互联网时代最大的战利品拱手让给了谷歌。

  特斯拉第一代FSD芯片历时18个月设计完成★★,从立项到量产装车用了三年时间,当时,特斯拉已经是全球销量第一的新能源车企(36.78万辆)。

  车企造芯的决心轰轰烈烈,但时至今日,能够实现自动驾驶芯片研发量产,并大规模装车的车企,只有特斯拉一个。

  对车企来说,不能将核心软硬件握在手里★,等于把★“产品定义权”和与之对应的附加值拱手让人。

  更深层的原因在于,如果辅助驾驶乃至自动驾驶逐渐普及,那么“芯片+算法”构成的系统,就类似于“CPU+操作系统”之于PC,成为决定产品差异性的关键因素。

  除了当前百万规模的销量,特斯拉还有采用自研方案的数据中心来分摊成本★★★,这是大多数跃跃欲试上马自研的车企所不具备的。按照地平线CEO余凯的说法,“赚钱的速度比造车还慢”[4]★★★。

  特斯拉早期的自动驾驶方案Autopilot高度依赖Mobileye提供的芯片和算法★★,但Mobileye交付给客户的是一个“黑盒”★★★,里面的算法无法更改★★★。马斯克虽然不喜欢,但当时Mobileye市场份额接近垄断,奔驰宝马都在用★,你爱买不买。

  按照乔布斯的规划,硬件是苹果产品的大脑和肌肉,软件则是灵魂。继任者库克遵循这一规划,一步步打造了一个望而生畏的芯片产品线。

  英伟达的方案是只提供芯片,由车企自行研发算法★★。面对特斯拉这个大客户★★★,英伟达不仅给了很大折扣,黄仁勋也没少晒自己的特斯拉座驾,但双方的合作不满三年,就被特斯拉的自研方案取代。

  事实证明,掌握Cruise命运的不是自研芯片★,而是大股东通用。去年底,通用宣布放弃Robotaxi的研发,停止向Cruise注资★,芯片和无人车成为镜花水月。

  机会面前埋伏着陷阱★★★,陷阱也常常伪装成机会。车企自研芯片★★★,是奥德修斯式的苦尽甘来,还是掉入一个乔装打扮的陷阱★?

  若一年卖出20万颗芯片,分摊到每颗芯片的研发与制造成本就超过4000美元★,若一年卖100万颗芯片,单颗芯片分摊的成本在800美元左右★★。即便这样,也远远超过英伟达的OrinX★★。

  顶尖人才寻找的并不是一份工作,而是一个值得托付伟大事业的地方。那么,星舰助推器被机械臂稳稳夹住的瞬间★,正在地球与火星之间的轨道上漂流的Roadster,以及跑车里那块印着“Made on Earth by humans★”的电路板★★★,就是完美的招聘广告★★。

  自动驾驶公司元戎启行CEO周光曾在一次采访中直白的说[7]★★:马斯克的优势在于有资源,有号召力★★。除了Elon,谁还能把Kapathy叫过去?像我,让我汇报给一个傻子,我才不愿意。

  由于芯片从0到1的环节不产生任何收入甚至现金流★★,因此对大部分企业来说★,相比技术难题,手里的现金储备能不能扛过漫长的研发与验证周期,才是关键问题★★★。

  安卓在移动互联网时代大放异彩★,有谷歌慧眼识珠,恐怕也得感谢三星不买之恩。所谓隔行如隔山★★,当电动车越来越像消费电子产品,老牌燃油车企相继在Corner Case面前阴沟翻船,产业链的附加值开始结构性的迁移★★★。

  抛开地缘政治等宏观因素,单纯从技术层面考虑★★★,“自主可控★”的优势可以总结为两点:

  2007年iPhone发布会上,乔布斯引用了Alan Kay的一句话:真正在意软件的人,应该自己造硬件。

  黄仁勋说自己从来不关注市场份额,这有一定道理。因为所有高科技公司最重要的竞争力★★★,是对顶尖人才的吸引力★★。

  按照李想的说法,特斯拉的两颗FSD芯片方案,纸面算力远远不如两颗英伟达OrinX,但两者的“有效算力”基本一样。原因在于FSD芯片自产自用★★,可以和自家的纯视觉算法更有效耦合。但英伟达不是只做特斯拉的生意,芯片设计上必然会为了通用性牺牲。

  早期的辅助驾驶有点像笔记本电脑上的摄像头,主打一个“又不是不能用★”★★,因此Mobileye这类成熟方案,更有利于快速推向市场。但当辅助驾驶能力开始深度影响购车决策,车企便有足够的动力构建自身的产品差异性★★★。

  “我们的车型数量很少★,没有和芯片商谈判的权利★★。因此,我们必须掌握自己的命运。”

  而根据研究机构Semianalysis的说法,自从Williams离职★★★,A系列芯片就显示出性能提升不足,有限的进步全靠台积电的刀法★。

  有了特斯拉的模范带头作用,国内外的车企纷纷撸起袖子★★,将芯片自研提上日程。除了蔚小理为代表的新势力军团★★,比亚迪研究智驾芯片的消息频繁见诸报端,丰田和现代看似和半导体八竿子打不着,也不约而同加入自主可控群聊。

  自动驾驶芯片的生命周期长达3-5年,车企不仅要证明其投入产出比符合商业逻辑★,更要不断加码投资,确保下一代芯片产品的竞争力。因此,即便强如苹果和特斯拉,在卷起袖子自研之前,也都要积累足够多的产品出货量。

  马斯克本人虽然画大饼成瘾★,但在招聘市场上的确可以转化为实实在在的影响力。按照BusinessInsider的说法★★★,特斯拉员工的基本薪资普遍低于高科技公司和汽车业同行★★,相比股票激励,一些人选择加入特斯拉,恰恰是因为马斯克有足够的号召力。

  在苹果的同行看来,起诉书毫无疑问是在暗示Nuvia顶尖的芯片设计能力。官司还没打完,Nuvia的人才、技术和专利被手速最快的高通以14亿美元打包带走。

  周光口中的Andrej Karpathy出生在斯洛伐克,15岁随父母移民加拿大★★★,在斯坦福的导师是李飞飞,毕业后参与创办OpenAI★★★,2017年被马斯克厚着脸皮挖到了特斯拉,直接向自己汇报★★★。

  初代iPhone研发时,乔布斯曾劝说英特尔为苹果开发手机芯片,结果价格没谈拢★★★。CEO欧德宁事后痛彻的悔恨,完美诠释了这条行业铁律[5]:谁能想到iPhone的销量会是预计的100倍?

  当越来越多身陷价格战的车企试水造芯,段永平那句★“改正错误越早越好,不管多大的代价都是最小的代价”★,含金量恐怕还将继续提高。

  流片成功就像电影过审,拿完龙标还得看票房成绩。芯片研发的目的不是在汇报验收后束之高阁,因此,芯片需要足够大的终端产品销量摊薄成本,才有可能实现正向回报★。

  后来Andy Rubin参与了一次谷歌组织的内部演示,谷歌的回应是[9]:不好意思打断一下★★★,我们想把你们买下来。

  2019年,苹果把一家名为Nuvia的芯片公司告上了法院,公司创始人是在苹果工作了近十年的芯片架构师Gerard Williams,参与了从A7到A13处理器的开发★★★,以及M1芯片的设计★★★。至于诉讼理由★★,是科技公司打官司常见的★★★“窃取商业秘密”★。

  跟这种人谈“比待遇越比心胸越窄★★,讲奉献越讲境界越高”★★★,是没有任何意义的★★。

  看着团队多年研发投入修得正果,Cruise硬件负责人Carl Jenkins向媒体哭诉[3]★★,由于采购规模太小,根本没有议价权,只能花大价钱从★★★“一家知名供应商(英伟达)”那里采购GPU:

  当时,特斯拉与Mobileye的分手已成定局,但接替Mobileye的英伟达,最终也只收获了一段塑料友谊★★★。2019年4月★★★,伴随特斯拉硬件平台HW3★★.0发布,其自研的FSD芯片终于揭开了神秘面纱。

  当时,三星手机团队以高规格接待了Andy Rubin一行,但听说安卓团队只有8个人时,三星高管的反应是“笑了”,礼貌的询问“你们是不是在做梦”★★,并表示★“我们有300个人在做操作系统”★★。

  二是专用芯片的效率更高★★。英伟达在汽车领域异军突起,要归功于在GPU市场练就的算力。但通用芯片普遍有个问题:效率不高。

  接班Jim Keller的是他在苹果的老同事Peter Bannon,曾主导苹果A4到A5处理器的开发,现在还兼任特斯拉Dojo项目负责人★。马斯克虽然嘲讽苹果只会招被特斯拉开除的人★★,但自己挖起苹果的墙角一点不含糊。

  坊间传言,马斯克成立xAI的一大原因在于,手下大员接二连三跳槽去OpenAI和DeepMind,面对想离职去搞大模型的人★,马斯克会采取两步走策略★:先说服对方留在特斯拉,不答应就再发一份xAI的offer[8]。