8月9日，美國總統(tǒng)拜登正式簽署《芯片和科學法案》(下稱“芯片法案”);10月7日，美國BIS公布了最新的制裁法案《對向中國出口的先進計算和半導體制造物項實施新的出口管制》。

　　外媒也稱這次的禁令，美國是想把中國的半導體產(chǎn)業(yè)打回“石器時代”。

　　從最新的法案可以看出，此次美國對華芯片限制的范圍非常窄，但是非常精準，目的就是限制中國先進芯片和超級計算機的發(fā)展。

　　如果還在燃油車時代，也許芯片對汽車的影響微乎其微，但是進入電動化智能化時代，自動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，進入美國的限制范圍只是時間問題。

　　如果按照法案目的推導，美國希望中國AI芯片設計企業(yè)面臨無工具可用、無代工廠可加工芯片的尷尬處境，從而最終全面退出市場競爭。

　　《電動汽車觀察家》請教了多位業(yè)內專家，以及汽車電子方案的頭部供應商技術負責人，他們談到對芯片的影響時分為兩派，一派比較悲觀，認為中國智能電動汽車未來可能喪失競爭力；一派比較樂觀，芯片封鎖會倒逼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也許十年內中國大陸就能建立起自主的高端芯片供應能力。

　　01、

　　芯片對智能電動汽車的意義，中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿的觀點概括最為精煉：“軟件定義汽車、數(shù)據(jù)開發(fā)汽車、芯片制造汽車”。

　　在清華大學車輛與運載學院教授、汽車產(chǎn)業(yè)與技術戰(zhàn)略研究院院長趙福全與李駿的一次對話中，趙福全將芯片對汽車的意義進行了進一步闡述，“芯片承載著數(shù)據(jù)的處理能力以及軟件的運行能力，否則自動駕駛等功能都無從實現(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，將成為未來汽車產(chǎn)品的核心。同時，芯片還將成為汽車智能制造中的關鍵環(huán)節(jié)?！?/p>

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

　　或許可以用更簡單的話概括，“無芯片，不智能”。

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

　　首先控制器方面，根據(jù)廣汽研究院預測，傳統(tǒng)汽車控制器數(shù)量為40-70個，芯片數(shù)量為 400-700個。預計新能源汽車控制器數(shù)量為45-80個，芯片數(shù)量為500-800 個。

　　其次，模擬芯片需求增多。智能駕駛需通過傳感器獲得大量數(shù)據(jù)。自然界的真實信號通過傳感器提取后變?yōu)槟M信號，模擬信號需要經(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轉換為數(shù)字信號，或者數(shù)字信號轉換為模擬信號。

　　德勤最近的分析顯示，L4級別自動駕駛的傳感器數(shù)目可達29個，L5級別時將達到32個，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，未來收集的數(shù)據(jù)也是巨量的。低級別的L1、L2到高級別的L3、L4等，算力的需求呈現(xiàn)幾何級數(shù)提升，一些新車型預埋算力已經(jīng)達到1000TOPS以上。

　　第四，功率半導體方面，價值也在翻番增長。天風證券的數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車功率半導體單車價值量達到87.6美元，其在新能源汽車端的單車價值量達到458.7美元，實現(xiàn)4倍以上增長。

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

　　02、

　　《電動汽車觀察家》在與芯片設計公司相關人士，以及業(yè)內多位專家溝通后了解到，美國此次芯片限制對中國汽車產(chǎn)業(yè)，短期內影響并不大，但長期影響不容忽視。

　　要分析影響大小，先要看美國具體限制了什么?

　　根據(jù)10月13日美國商務部工業(yè)和安全局(BIS)的電話會議紀要，美國政府要尋求先進邏輯和存儲芯片的“領先優(yōu)勢”，而不再是之前的“相對優(yōu)勢”。

　　為了保持這種“領先優(yōu)勢”，采取了一系列具體措施，包括限制高算力芯片、超級計算機芯片，以及半導體制造設備等。

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

　　例如，美國此前已經(jīng)要求英偉達暫停向大陸出貨的A100、H100 GPU，要求AMD 暫停出貨的MI200 GPU，并且以A100為基準，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(tǒng)都將受到出口管制。除非獲得美國商務部的出口許可證。

　　英偉達A100GPU

　　例如，在中國大陸設計超算芯片的芯片設計廠商、制造超算芯片的晶圓廠，以及海外晶圓廠只要用到美國技術，為中國超算芯片設計公司代工芯片，都將受到美國的出口管制。

　　再如，所有的中國大陸芯片制造廠商都將受到限制，并且限制的范圍由10nm及以下擴大到16nm或14nm邏輯芯片。中芯國際28nm及以上的制程擴產(chǎn)，所需的美系半導體設備的采購，也需要經(jīng)過美國嚴格審查流程，獲得許可證才能夠實現(xiàn)。

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

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

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

　　清華大學計算機科學與技術系長聘教授、國家新能源汽車創(chuàng)新中心首席芯片專家李兆麟告訴《電動汽車觀察家》，目前常見的自動駕駛SoC的生產(chǎn)工藝為16/14nm，而智能座艙SoC多為7-10nm。

　　國內大部分企業(yè)智駕芯片產(chǎn)品仍然在成熟制程范圍內，以地平線為代表的企業(yè)，J5的制程在16nm低于美國的限制范圍，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到美國限制的范圍內，也因此是暫時安全的。

　　在李兆麟看來，目前美國沒有直接影響車用MCU、自動駕駛類SoC等芯片，但長期來看，該法案對汽車智能網(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越大。

　　03、

　　智能座艙SoC和自動駕駛類SoC符合數(shù)字邏輯芯片特點。

　　邏輯芯片的特點就是強調運算速度與成本比，必須不斷采用新設計或新工藝。

　　一般來說，制程會影響芯片面積，并因此直接影響芯片價格，通過增大芯片面積，一個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看，芯片的強弱取決于芯片的晶體管的數(shù)目，當晶體管的數(shù)目越多，電路對電流的邏輯控制能力也就越強，芯片可實現(xiàn)的功能就越多越強大。

　　此外，同樣數(shù)量的更大晶體管組成的芯片，因為其面積更大，其布線連接也會相應變大，這會增加信號傳遞的延遲，從而拉低運算效率。

　　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降低制造成本。需要說明的是，XXnm指的是晶體管門的寬度，當制程工藝越高時，晶體管門的寬度越小，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)的凈利潤就會越高。

　　所以無論是芯片設計方還是芯片制造方，都會想盡辦法提升芯片的制程工藝。

　　邏輯芯片的市場占比最高，且產(chǎn)品更新最快，制程也是一馬當先。

　　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。

　　目前來看，將受到直接影響的就是地平線，其下一代J6的算力將達到1000TOPS，采用7nm工藝，具備成為車載中央計算平臺的潛力。未來，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。因為更高的制程意味著更低的制造成本和更強的性能。用佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武的話說，“（假如人家制程進步）性能比你強10倍，價格是你的1/10.你還怎么做？”

　　換句話說，在整體智駕SoC和座艙SoC制程工藝還有進步空間的時候，中國芯片工藝的停滯，意味著中國的芯片產(chǎn)品將在國際上沒有沒有競爭力，從而被淘汰。

　　李兆麟表示，目前國內已經(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主要采用這些工藝。

　　當然，14nm產(chǎn)能的擴產(chǎn)也受到了限制。

　　在李兆麟看來，自動駕駛SoC不會一味地追求更先進的制程，是因為除了性能因素外，還要考慮成本、可靠性、安全性等因素。

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

　　04、

　　再來看，限制英偉達A100和H100對智能電動汽車的影響。

　　被限制出口的英偉達A100和即將出貨的H100.主要部署于高性能數(shù)據(jù)中心的服務器，用于云端大規(guī)模AI訓練等高算力應用，是AI系統(tǒng)訓練的關鍵。如果斷供這些高端芯片，將會導致AI的訓練速度變慢，對于自動駕駛這類對AI算力要求較高的領域的影響自然也就很大。

　　有報道說，蔚來、小鵬、理想、威馬、上汽、集度和小馬智行等中國新能源車企和自動駕駛技術企業(yè)都在使用英偉達的AI芯片。

　　不過，在周彥武看來，大部分車企也沒必要自建數(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。

　　當然，此時數(shù)據(jù)安全或許是另外一個問題。

　　而且AI訓練芯片不是短期的消耗品，多存點兒貨足夠滿足幾年內的擴容。比如小鵬汽車董事長認為公司目前存貨可以滿足未來幾年的需求。

　　而且周彥武也表示，市場上并不缺乏相關的替代品。

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

　　為符合美國近期的出口管制規(guī)定，A800性能肯定遠不如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，對于規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心來說，運行速度會有所下降。

　　國內也有一家企業(yè)的一款芯片有望平替英偉達A100.不過被叫停了。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“芯片法案”的間接影響：臺積電決定暫停為中國新創(chuàng)公司壁仞科技生產(chǎn)先進芯片，以確保符合美國新法規(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，容納近800億顆晶體管，在性能方面是英偉達 A100芯片的3倍，達到了每秒1萬億次計算。

　　據(jù)臺灣自由財經(jīng)媒體報道，遭到臺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，受到影響最為直接的還是芯片企業(yè)，對車企的影響尚不大。

　　05、

　　不過，遠期來看，必然會對中國智能電動汽車行業(yè)造成影響。

　　在談到對中國智能電動汽車產(chǎn)業(yè)的影響，專家的態(tài)度分為兩個派別，一個是悲觀派，一個是樂觀派。

　　悲觀者認為，對于中國智能電動整車企業(yè)來講，沒有自主可控的供應，意味著又會多一項“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)鏈受制于人、成本高企的問題，進而喪失企業(yè)在智能化方面的國際競爭力。

　　“美國隨時通過臺積電卡斷你的供應，或者將你的供應推后?！蹦硺I(yè)內人士說道。

　　因為中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈所處位置較為低端，從芯片制造設備、EDA工具、芯片IP核等環(huán)節(jié)對外依存度都非常高，要做到產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控并不容易。“中國更高制程的芯片有斷代的風險。”

　　不過，某汽車電子方案的頭部供應商技術負責人黃先生則相對樂觀。黃先生認為，封鎖的同時也會倒逼發(fā)展，短期內的壓力是不可避免的，但是同時有利于幫助國內企業(yè)打造出了一個完整的閉環(huán)。因為下游用戶為了供應安全開始選用中國自己設計制造的芯片時，就會極大推動產(chǎn)業(yè)鏈和技術的發(fā)展。

　　在黃先生看來，芯片的生產(chǎn)制造實際上是個工程問題?！爱敵蹰L征、南泥灣上甘嶺都過來了。工程問題，肯定能解決的，或許都用不了十年?！?/p>

　　歐美對中國的長期封鎖，使中國成為世界上唯一一個擁有完整工業(yè)體系的國家。美國對中國高端芯片的封鎖，或許真能幫助中國建立起一個完整的芯片產(chǎn)業(yè)鏈也未可知。