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。
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。
不仅人没招到,两人的对话也被彭博社曝光[1],让Mobileye大为光火。
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。
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。
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。
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。
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。
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?
分手的决心
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。
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。
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。
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。
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:
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。
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市场练就的算力大法。但通用芯片普遍有个问题:效率不高。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
脆弱的根基
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。
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:
“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。”
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。
芯片设计是一场挑战物理学的浪漫冒险,但也是一沓能把公司干倒闭的账本。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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]。
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。
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。