8月9日，美國(guó)總統(tǒng)拜登正式簽署《芯片和科學(xué)法案》(下稱“芯片法案”);10月7日，美國(guó)BIS公布了最新的制裁法案《對(duì)向中國(guó)出口的先進(jìn)計(jì)算和半導(dǎo)體制造物項(xiàng)實(shí)施新的出口管制》。

　　外媒也稱這次的禁令，美國(guó)是想把中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打回“石器時(shí)代”。

　　從最新的法案可以看出，此次美國(guó)對(duì)華芯片限制的范圍非常窄，但是非常精準(zhǔn)，目的就是限制中國(guó)先進(jìn)芯片和超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

　　如果還在燃油車時(shí)代，也許芯片對(duì)汽車的影響微乎其微，但是進(jìn)入電動(dòng)化智能化時(shí)代，自動(dòng)駕駛芯片和智能座艙芯片作為汽車智能化最核心的芯片，制程算力必然向前發(fā)展，進(jìn)入美國(guó)的限制范圍只是時(shí)間問(wèn)題。

　　如果按照法案目的推導(dǎo)，美國(guó)希望中國(guó)AI芯片設(shè)計(jì)企業(yè)面臨無(wú)工具可用、無(wú)代工廠可加工芯片的尷尬處境，從而最終全面退出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

　　《電動(dòng)汽車觀察家》請(qǐng)教了多位業(yè)內(nèi)專家，以及汽車電子方案的頭部供應(yīng)商技術(shù)負(fù)責(zé)人，他們談到對(duì)芯片的影響時(shí)分為兩派，一派比較悲觀，認(rèn)為中國(guó)智能電動(dòng)汽車未來(lái)可能喪失競(jìng)爭(zhēng)力；一派比較樂(lè)觀，芯片封鎖會(huì)倒逼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也許十年內(nèi)中國(guó)大陸就能建立起自主的高端芯片供應(yīng)能力。

　　01、

　　芯片對(duì)智能電動(dòng)汽車的意義，中國(guó)工程院院士、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)李駿的觀點(diǎn)概括最為精煉：“軟件定義汽車、數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)汽車、芯片制造汽車”。

　　在清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授、汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)趙福全與李駿的一次對(duì)話中，趙福全將芯片對(duì)汽車的意義進(jìn)行了進(jìn)一步闡述，“芯片承載著數(shù)據(jù)的處理能力以及軟件的運(yùn)行能力，否則自動(dòng)駕駛等功能都無(wú)從實(shí)現(xiàn)，再優(yōu)秀的汽車硬件也發(fā)揮不了太大作用。芯片作為智能汽車的大腦，將成為未來(lái)汽車產(chǎn)品的核心。同時(shí)，芯片還將成為汽車智能制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”

　　如果說(shuō)傳統(tǒng)汽車與傳統(tǒng)功能手機(jī)類似，那么智能汽車就相當(dāng)于目前廣為普及的智能手機(jī)，需要軟件迭代，以及復(fù)雜的邏輯數(shù)據(jù)處理能力。

　　或許可以用更簡(jiǎn)單的話概括，“無(wú)芯片，不智能”。

　　智能駕駛帶來(lái)了半導(dǎo)體器件需求的激增，主要包括整車控制器、模擬芯片、主控芯片、功率半導(dǎo)體和存儲(chǔ)芯片。

　　首先控制器方面，根據(jù)廣汽研究院預(yù)測(cè)，傳統(tǒng)汽車控制器數(shù)量為40-70個(gè)，芯片數(shù)量為 400-700個(gè)。預(yù)計(jì)新能源汽車控制器數(shù)量為45-80個(gè)，芯片數(shù)量為500-800 個(gè)。

　　其次，模擬芯片需求增多。智能駕駛需通過(guò)傳感器獲得大量數(shù)據(jù)。自然界的真實(shí)信號(hào)通過(guò)傳感器提取后變?yōu)槟M信號(hào)，模擬信號(hào)需要經(jīng)由模擬芯片處理后才能被數(shù)字芯片使用。模擬芯片的作用就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，或者數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

　　德勤最近的分析顯示，L4級(jí)別自動(dòng)駕駛的傳感器數(shù)目可達(dá)29個(gè)，L5級(jí)別時(shí)將達(dá)到32個(gè)，因此模擬芯片需求顯著提升。

　　第三，主控芯片算力提升快。隨著智能傳感器的增多，未來(lái)收集的數(shù)據(jù)也是巨量的。低級(jí)別的L1、L2到高級(jí)別的L3、L4等，算力的需求呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)提升，一些新車型預(yù)埋算力已經(jīng)達(dá)到1000TOPS以上。

　　第四，功率半導(dǎo)體方面，價(jià)值也在翻番增長(zhǎng)。天風(fēng)證券的數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車功率半導(dǎo)體單車價(jià)值量達(dá)到87.6美元，其在新能源汽車端的單車價(jià)值量達(dá)到458.7美元，實(shí)現(xiàn)4倍以上增長(zhǎng)。

　　此外，存儲(chǔ)芯片需求增長(zhǎng)也很快。汽車存儲(chǔ)系統(tǒng)隨著智能化水平提升容量和性能也將實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。

　　02、

　　《電動(dòng)汽車觀察家》在與芯片設(shè)計(jì)公司相關(guān)人士，以及業(yè)內(nèi)多位專家溝通后了解到，美國(guó)此次芯片限制對(duì)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)，短期內(nèi)影響并不大，但長(zhǎng)期影響不容忽視。

　　要分析影響大小，先要看美國(guó)具體限制了什么?

　　根據(jù)10月13日美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)的電話會(huì)議紀(jì)要，美國(guó)政府要尋求先進(jìn)邏輯和存儲(chǔ)芯片的“領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)”，而不再是之前的“相對(duì)優(yōu)勢(shì)”。

　　為了保持這種“領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)”，采取了一系列具體措施，包括限制高算力芯片、超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片，以及半導(dǎo)體制造設(shè)備等。

　　此外，對(duì)芯片企業(yè)和從業(yè)人員也有很多限制，若為中國(guó)提供受限制的服務(wù)，基本就是有罪推定;美國(guó)人不能參與與中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)相關(guān)的業(yè)務(wù)，包括美籍、綠卡、受庇護(hù)人之外，甚至擴(kuò)充到了美國(guó)公司工資單上的人。

　　例如，美國(guó)此前已經(jÄ«ng)要求英偉達(dá)暫停向大陸出貨的A100、H100 GPU，要求AMD æš«åœå‡ºè²¨çš„MI200 GPU，并且以A100為基準(zhÇ”n)，后續(xù)峰值算力和芯片間I/O性能均等于或大于A100的其他芯片，以及包括這些芯片的任何系統(tÇ’ng)都將受到出口管制。除非獲得美國(guó)商務(wù)部的出口許可證。

　　英偉達(dá)A100GPU

　　例如，在中國(guó)大陸設(shè)計(jì)超算芯片的芯片設(shè)計(jì)廠商、制造超算芯片的晶圓廠，以及海外晶圓廠只要用到美國(guó)技術(shù)，為中國(guó)超算芯片設(shè)計(jì)公司代工芯片，都將受到美國(guó)的出口管制。

　　再如，所有的中國(guó)大陸芯片制造廠商都將受到限制，并且限制的范圍由10nm及以下擴(kuò)大到16nm或14nm邏輯芯片。中芯國(guó)際28nm及以上的制程擴(kuò)產(chǎn)，所需的美系半導(dǎo)體設(shè)備的采購(gòu)，也需要經(jīng)過(guò)美國(guó)嚴(yán)格審查流程，獲得許可證才能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　目前來(lái)看，汽車芯片主流尺寸一般在14-40nm，基本都在成熟制程范圍內(nèi)。

　　尤其是模擬芯片，大多在成熟制程范圍內(nèi)，技術(shù)和產(chǎn)品都相對(duì)成熟，雖然很多也需要依靠三星、臺(tái)積電等企業(yè)生產(chǎn)，但是并不在這次美國(guó)限制的范圍之內(nèi)。

　　不過(guò)，與智能化關(guān)系最為密切的數(shù)字類芯片，是迭代最快的產(chǎn)品，對(duì)算力和制程需求較高。

　　清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系長(zhǎng)聘教授、國(guó)家新能源汽車創(chuàng)新中心首席芯片專家李兆麟告訴《電動(dòng)汽車觀察家》，目前常見(jiàn)的自動(dòng)駕駛SoC的生產(chǎn)工藝為16/14nm，而智能座艙SoC多為7-10nm。

　　國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)智駕芯片產(chǎn)品仍然在成熟制程范圍內(nèi)，以地平線為代表的企業(yè)，J5的制程在16nm低于美國(guó)的限制范圍，仍然可以正常生產(chǎn)使用。

　　即使是高制程的芯片，其量產(chǎn)產(chǎn)品的算力仍然還未達(dá)到美國(guó)限制的范圍內(nèi)，也因此是暫時(shí)安全的。

　　在李兆麟看來(lái)，目前美國(guó)沒(méi)有直接影響車用MCU、自動(dòng)駕駛類SoC等芯片，但長(zhǎng)期來(lái)看，該法案對(duì)汽車智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的影響巨大，畢竟芯片的功能與性能對(duì)汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的影響和決定作用越來(lái)越大。

　　03、

　　智能座艙SoC和自動(dòng)駕駛類SoC符合數(shù)字邏輯芯片特點(diǎn)。

　　邏輯芯片的特點(diǎn)就是強(qiáng)調(diào)運(yùn)算速度與成本比，必須不斷采用新設(shè)計(jì)或新工藝。

　　一般來(lái)說(shuō)，制程會(huì)影響芯片面積，并因此直接影響芯片價(jià)格，通過(guò)增大芯片面積，一個(gè)芯片中可以放下更多的晶體管。

　　SoC芯片

　　從英特爾的摩爾定律來(lái)看，芯片的強(qiáng)弱取決于芯片的晶體管的數(shù)目，當(dāng)晶體管的數(shù)目越多，電路對(duì)電流的邏輯控制能力也就越強(qiáng)，芯片可實(shí)現(xiàn)的功能就越多越強(qiáng)大。

　　此外，同樣數(shù)量的更大晶體管組成的芯片，因?yàn)槠涿娣e更大，其布線連接也會(huì)相應(yīng)變大，這會(huì)增加信號(hào)傳遞的延遲，從而拉低運(yùn)算效率。

　　因此，芯片每提升1nm，整體性能提升大約30%。

　　除了性能以外，制程工藝的提高也會(huì)降低制造成本。需要說(shuō)明的是，XXnm指的是晶體管門(mén)的寬度，當(dāng)制程工藝越高時(shí)，晶體管門(mén)的寬度越小，就可以把晶體管做得更密集，芯片面積也就越小，耗用的晶圓面積就越小，這樣就可以更大程度節(jié)省晶圓，降低芯片制作成本，芯片制造企業(yè)的凈利潤(rùn)就會(huì)越高。

　　所以無(wú)論是芯片設(shè)計(jì)方還是芯片制造方，都會(huì)想盡辦法提升芯片的制程工藝。

　　邏輯芯片的市場(chǎng)占比最高，且產(chǎn)品更新最快，制程也是一馬當(dāng)先。

　　目前最新高端SoC芯片制程為5nm，專用SoC芯片如智能音頻芯片的制程普遍在16-55nm之間。

　　目前來(lái)看，將受到直接影響的就是地平線，其下一代J6的算力將達(dá)到1000TOPS，采用7nm工藝，具備成為車載中央計(jì)算平臺(tái)的潛力。未來(lái)，這款芯片是否能夠面世，變數(shù)較大。

　　制程不提升不行嗎?

　　不行。因?yàn)楦叩闹瞥桃馕吨偷闹圃斐杀竞透鼜?qiáng)的性能。用佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武的話說(shuō)，“（假如人家制程進(jìn)步）性能比你強(qiáng)10倍，價(jià)格是你的1/10.你還怎么做？”

　　換句話說(shuō)，在整體智駕SoC和座艙SoC制程工藝還有進(jìn)步空間的時(shí)候，中國(guó)芯片工藝的停滯，意味著中國(guó)的芯片產(chǎn)品將在國(guó)際上沒(méi)有沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，從而被淘汰。

　　李兆麟表示，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備了142840nm等制程的生產(chǎn)工藝，且在今后3-5年車載核心芯片仍會(huì)主要采用這些工藝。

　　當(dāng)然，14nm產(chǎn)能的擴(kuò)產(chǎn)也受到了限制。

　　在李兆麟看來(lái)，自動(dòng)駕駛SoC不會(huì)一味地追求更先進(jìn)的制程，是因?yàn)槌诵阅芤蛩赝猓€要考慮成本、可靠性、安全性等因素。

　　換個(gè)角度看，這個(gè)平衡性能、安全、成本和可靠性的窗口期，也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)趕超的黃金窗口期。

　　04、

　　再來(lái)看，限制英偉達(dá)A100和H100對(duì)智能電動(dòng)汽車的影響。

　　被限制出口的英偉達(dá)A100和即將出貨的H100.主要部署于高性能數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，用于云端大規(guī)模AI訓(xùn)練等高算力應(yīng)用，是AI系統(tǒng)訓(xùn)練的關(guān)鍵。如果斷供這些高端芯片，將會(huì)導(dǎo)致AI的訓(xùn)練速度變慢，對(duì)于自動(dòng)駕駛這類對(duì)AI算力要求較高的領(lǐng)域的影響自然也就很大。

　　有報(bào)道說(shuō)，蔚來(lái)、小鵬、理想、威馬、上汽、集度和小馬智行等中國(guó)新能源車企和自動(dòng)駕駛技術(shù)企業(yè)都在使用英偉達(dá)的AI芯片。

　　不過(guò)，在周彥武看來(lái)，大部分車企也沒(méi)必要自建數(shù)據(jù)中心，成本太高，采用公有云或者混合云的模式，成本更低。

　　當(dāng)然，此時(shí)數(shù)據(jù)安全或許是另外一個(gè)問(wèn)題。

　　而且AI訓(xùn)練芯片不是短期的消耗品，多存點(diǎn)兒貨足夠滿足幾年內(nèi)的擴(kuò)容。比如小鵬汽車董事長(zhǎng)認(rèn)為公司目前存貨可以滿足未來(lái)幾年的需求。

　　而且周彥武也表示，市場(chǎng)上并不缺乏相關(guān)的替代品。

　　英偉達(dá)自己就先出了替代品。11月8日，英偉達(dá)表示，將在中國(guó)推出一款新的A800GPU替代A100.該芯片符合美國(guó)的出口管制規(guī)定。

　　為符合美國(guó)近期的出口管制規(guī)定，A800性能肯定遠(yuǎn)不如A100.A800的芯片互聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒400GB，低于A100的每秒600GB，對(duì)于規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，運(yùn)行速度會(huì)有所下降。

　　國(guó)內(nèi)也有一家企業(yè)的一款芯片有望平替英偉達(dá)A100.不過(guò)被叫停了。這款芯片就是壁仞科技的BR100.這款芯片的停產(chǎn)，是受到美國(guó)“芯片法案”的間接影響：臺(tái)積電決定暫停為中國(guó)新創(chuàng)公司壁仞科技生產(chǎn)先進(jìn)芯片，以確保符合美國(guó)新法規(guī)。

　　壁仞聲稱其7nm的AI圖形處理器BR100.采用壁仞原創(chuàng)的“壁立仞”芯片架構(gòu)，容納近800億顆晶體管，在性能方面是英偉達(dá) A100芯片的3倍，達(dá)到了每秒1萬(wàn)億次計(jì)算。

　　據(jù)臺(tái)灣自由財(cái)經(jīng)媒體報(bào)道，遭到臺(tái)積電暫停供貨的上海壁仞智能科技受到重創(chuàng)，傳出將裁員三分之一。

　　由此可見(jiàn)，受到影響最為直接的還是芯片企業(yè)，對(duì)車企的影響尚不大。

　　05、

　　不過(guò)，遠(yuǎn)期來(lái)看，必然會(huì)對(duì)中國(guó)智能電動(dòng)汽車行業(yè)造成影響。

　　在談到對(duì)中國(guó)智能電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的影響，專家的態(tài)度分為兩個(gè)派別，一個(gè)是悲觀派，一個(gè)是樂(lè)觀派。

　　悲觀者認(rèn)為，對(duì)于中國(guó)智能電動(dòng)整車企業(yè)來(lái)講，沒(méi)有自主可控的供應(yīng)，意味著又會(huì)多一項(xiàng)“卡脖子”的環(huán)節(jié)，想要在智能化方面有所發(fā)展的企業(yè)，將面臨產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)苤朴谌恕⒊杀靖咂蟮膯?wèn)題，進(jìn)而喪失企業(yè)在智能化方面的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

　　“美國(guó)隨時(shí)通過(guò)臺(tái)積電卡斷你的供應(yīng)，或者將你的供應(yīng)推后。”某業(yè)內(nèi)人士說(shuō)道。

　　因?yàn)橹袊?guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈所處位置較為低端，從芯片制造設(shè)備、EDA工具、芯片IP核等環(huán)節(jié)對(duì)外依存度都非常高，要做到產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控并不容易。“中國(guó)更高制程的芯片有斷代的風(fēng)險(xiǎn)。”

　　不過(guò)，某汽車電子方案的頭部供應(yīng)商技術(shù)負(fù)責(zé)人黃先生則相對(duì)樂(lè)觀。黃先生認(rèn)為，封鎖的同時(shí)也會(huì)倒逼發(fā)展，短期內(nèi)的壓力是不可避免的，但是同時(shí)有利于幫助國(guó)內(nèi)企業(yè)打造出了一個(gè)完整的閉環(huán)。因?yàn)橄掠斡脩魹榱斯?yīng)安全開(kāi)始選用中國(guó)自己設(shè)計(jì)制造的芯片時(shí)，就會(huì)極大推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)的發(fā)展。

　　在黃先生看來(lái)，芯片的生產(chǎn)制造實(shí)際上是個(gè)工程問(wèn)題。“當(dāng)初長(zhǎng)征、南泥灣上甘嶺都過(guò)來(lái)了。工程問(wèn)題，肯定能解決的，或許都用不了十年。”

　　歐美對(duì)中國(guó)的長(zhǎng)期封鎖，使中國(guó)成為世界上唯一一個(gè)擁有完整工業(yè)體系的國(guó)家。美國(guó)對(duì)中國(guó)高端芯片的封鎖，或許真能幫助中國(guó)建立起一個(gè)完整的芯片產(chǎn)業(yè)鏈也未可知。