芯片要进口，零跑四叶草新技术不算先进，捷达会反悔吗？

文/田忠朝

在自动驾驶量产应用上，特斯拉为何能遥遥领先?很多人认为是其强大的软件算法，其实软件算法固然重要，但拥有强大计算能力的感知和决策芯片也必不可少。

在过去PC时代，顶尖的芯片技术一直被英特尔、AMD这样的国外巨头垄断，直到移动通信时代随着华为、紫光展锐的崛起，国内才开始有了与苹果、高通相抗衡的芯片企业。

那么在自动驾驶芯片领域，我们与国外又有多少差距呢?

国外自动驾驶芯片处于什么水平?

目前国外自动驾驶芯片真正进入大规模量产车市场的也就三家：

英伟达

产品注重算力，但同时功耗也大，因此曾被马斯克调侃“性能一样的耗电更高，耗电差不多的性能弱鸡”。

这也直接让伤了面子的老黄决定不再挤牙膏，从橱柜里掏出了 其Drive AGX Orin新产品以及Ampere 架构旗舰产品Nvidia EGX A100芯片，这应该是目前世界上最高效的深度学习芯片，7nm制程工艺，算力624TOPS，功耗400W。

基于这枚芯片，英伟达造出了目前世界上算力最强的自动驾驶芯片方案——Drive AGX Robotaxi，算力 2000TOPS，但功耗高达800W，它的出现显然是冲着未来L5全自动驾驶秀肌肉的。

所以目前英伟达的主要实用产品还是Xavier，从小鹏 P7 到沃尔沃、奔驰、丰田的一些车型都在使用。另外如小马智行在美国的电动车队用的是英伟达 Pegasus，用于训练高等级自动驾驶汽车。

而未来可期的是英伟达Drive AGX Orin， 200TOPS 的算力超越特斯拉 Autopilot 硬件 3.0，功耗却只有45W，可能在未来一段时间成为主机厂新宠，就看什么时候能进入量产应用。

Mobileye

芯片产品算力不强但走实用路线，主要用于摄像头的数据感知，而并非中央域处理器。所以在早期的L2辅助驾驶车型市场占主流地位，包括小鹏G3、蔚来ES6/ES 8、广汽新能源Aion LX都用了Eye Q4芯片，算力 2.5TOPS，功耗 3W。

但随着自动驾驶等级的提升，中央域处理器的作用越来越大，Mobileye的产品就开始有点力不从心而被边缘化，虽然被英特尔收购后称会使用英特尔的 7 nm工艺“打磨”EyeQ5，但Eye Q5算力依然只有24TOPS，功耗10W，它在自动驾驶解决方案中只能作为感知芯片处理图像等信息，无法进入“中央”决策层。

特斯拉

先后用过Mobileye、英伟达的芯片，后来嫌弃它们性能跟不上发展，从2016年开始自研芯片。

2019年4月份特斯拉FSD(Full Self Driving全自动驾驶)芯片正式以量产的形式发布，被马斯克誉为“世界上最好的芯片”，算力144TOPS，功耗72W，能效比2TOPS/W，就目前来说，确实是量产车最好用的自动驾驶芯片。

再来说说国内三家主流芯片企业发展程度

黑芝麻

近日，这家科技创业公司发布了公司成立四年来最重磅的产品，两款自动驾驶感知芯片华山二号A1000和A1000L(Lite)。

其中A1000使用台积电16nm工艺制造，算力40-70TOPS，功耗8-10W，从性能来看，它对标的将是特斯拉FSD和英伟达Xavier芯片。但是从能效比来说，A1000优势更明显。

特斯拉FSD算力144TOPS，功耗72W，能效比2TOPS/W;英伟达Xavier算力30TOPS，功耗30W，能耗比1TOPS/W。而华山二号A1000单芯片能效比超过6TOPS/W ,双芯片叠加组成的域控制器能效比也超过5TOPS/W。

而且它的自由组合度极高，根据黑芝麻给出的计算平台方案，

单颗A1000L芯片适用于低等级级ADAS辅助驾驶;

单颗A1000芯片适用于L2+自动驾驶;

双A1000芯片互联组成的域控制器可支持L3级别自动驾驶;

四颗A1000芯片叠加可用于未来L4级别自动驾驶。

虽然用于L3/L4的方案看起来有点夸张，但从官方这介绍来看不可否认，这款芯片符合AEC Q-100、单芯片ASIL B、系统ASIL D汽车功能安全要求，应该是目前极少符合以上所有安全标准的国产车规级芯片，也是目前能支持L3及以上级别自动驾驶的最强国产芯片。

寒武纪

前身是中国科学院计算技术研究所下，应该是最早进入大家视线的芯片公司，但该公司更专注于人工智能领域，早在2016年就发布了首款商用深度学习处理器寒武纪1A。

同时还有两款用于人工智能芯片IP授权的产品Cambricon-1M和Cambricon-1H，用于手机或者汽车终端上的人脸识别、指纹识别、障碍物识别、路标识别等应用加速。

此外寒武纪也发布了两款用于边缘计算(指在靠近智能设备(终端)或数据源头(云端)的一端，提供网络、存储、计算、应用等能力，达到更快的网络服务响应，更安全的本地数据传输。)的人工智能加速卡，思元220和思元270，在边缘计算中起着提高数据安全、降低处理延时以及优化带宽利用的作用。

性能上思元270满血版(F4)算力达到128TOPS，功耗70-150W，与早期的英伟达Tesla T4计算卡(算力130TOPS，功耗75W)性能相近，但该卡定位是为桌面环境提供数据中心级人工智能计算力，简而言之就是为台式机配的高性能人工智能加速卡。

地平线

由前百度深度学习研究院常务副院长余凯于2015年创立的，专注于自动驾驶与人工智能芯片。

相比大多数注重硬件算力的芯片公司，地平线更注重以“算法+芯片”为核心的嵌入式人工智能解决方案，简单来说就像安卓机与苹果的区别，安卓手机更追求硬件性能，软件系统由不同厂商自己匹配;而苹果手机硬件和软件系统是一体设计的。找车网

在产品方面，地平线目前拥有用于边缘人工智能的征程二代芯片，算力4TOPS，功耗2W，主要用于自动驾驶中对车辆、行人和道路环境等目标的感知，类似MobileyeQ系列芯片。

此外是用于AIoT边缘计算的旭日二代芯片，算力4TOPS，功耗2W，主要用于智能家居、智慧城市、智能安防、工业机器人等应用领域。

当然，地平线也推出了基于征程芯片的自动驾驶解决方案——Matrix，其中Matrix二代拥有16TOPS的等效算力，可用于摄像头等传感器的数据感知和融合。预计今年将发布的Matrix三代，将拥有192TOPS的算力，功耗48W，可以竞争特斯拉FSD芯片。

最后

我们整理了目前一些主要芯片参数性能，可以看出，国内自动驾驶芯片在超前研发方面可能与国外老牌企业还有一定差距，但是在同一起跑时间点上大家的差距并不大，例如黑芝麻芯片产品在性能和功耗上已经可以与特斯拉掰手腕了。

可以预见，未来自动驾驶技术必然是各国竞争的高地，而自主可控的芯片技术对于增强我国自动驾驶行业整体实力来说将会有很大的帮助。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

在视频开始之前，小鲸先问问大家：

你们觉得电动车里面，最核心的部件是什么?

给大家几个选项

1.电池

2.电机

3.其他部件

我目测选2的人会比较多，那么先恭喜你们答对了!

但是电机里面最核心的部件，你知道是什么?

嗯，它就是咱们这一期视频的主角-IGBT芯片。

那么IGBT究竟是何方神圣?

所谓IGBT就是绝缘栅双极型晶体管。

它是由BJT，也就是双极结型晶体三极管 和MOS，也就是绝缘栅型场效应管组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件。

是不是听的有点晕?

首先小鲸先给大家科普下，半导体器件分类。

它主要有两种分类方法，是否可控和驱动方式。

是否可控里面又细分：

不可控型，也就是不能用控制信号控制其通断，比如普通功率二极管。

半控型，也就是可以控制导通，但是不能控制关断，比如普通晶闸管。

全控型，也就是可以控制其导通和关断，比如IGBT。

驱动方式方面，又分为电流驱动，也就是可以通过电流信号控制导通和关闭，比如三极管BJT。

电压驱动，也就是可以通过电压信号控制导通和关闭，比如IGBT。

细心的粉丝可能注意到，小鲸我前面说到IGBT是晶体管呀，那么它算不算芯片呢?

咱们拿华为麒麟990 5G芯片来举例。

它的芯片面积为113.31平方毫米，这么小的地方集成了多达103亿个晶体管。

可以看到芯片是由大规模晶体管组成的，所以严格来说，单个IGBT不能归为芯片，而是功率半导体器件。

现在一般说IGBT芯片，是指包括了IGBT功率器件和其他很多东西组成的。

IGBT的主要工作是控制和传输电能。

它可以处理6500W以上的功率，并且工作时可以在短短1秒的时间内，实现10万次电流开关动作。

千万不要小看它这个功能哦!

目前的电动车，之所以不需要设计复杂的发动机与变速箱等机械系统，IGBT的存在,可谓大功一件。

并且IGBT芯片，和咱们日常提到的7nm,5nm集成电路芯片一样，也是国家02专项的重点扶持项目。02专项就是指"十二五"期间国家16个重大技术突破专项中的第二位。

也就是说，这块芯片是目前功率电子器件里技术最先进的产品。

就拿我们常用的电脑举个例子。

电脑想要做高速运算的话，它需要CPU。

那像咱们高铁或者电动车这样的驱动，也是需要一种器件，去作为电流的变换，而IGBT就是作为电能变换的这么一个CPU。

据统计，我国发电总量的60%都用在了各类电机上。

如果采用IGBT器件对电机进行变频调速，电机耗费的电能可以节能大约1/3，即可节约全国总发电量的20%，相当于新建5个三峡大坝的效能。

根据工作电压的高低，IGBT 模块一般被划分为三类。

低压600V以下

中压600V-1200V

高压 1700V-6500V

低压IGBT模块一般用于消费电子、 汽车 零部件领域。

中压IGBT模块一般用于新能源 汽车 、工业控制、家用电器等领域。

高压IGBT模块一般用于轨道交通、新能源发电、智能电网等领域。

在电动车方面，IGBT成为电动车电驱系统的大头，成本直接占去了一半。

而电驱系统在电动车整车的成本占比约为15-20%，这意味着单单是IGBT就占去了整车成本的7-10%。

IGBT有多重要?

举个形象的比喻，它就好像管你寝室供电的宿管大爷。

什么时候给电，什么时候拉闸，大爷轻车熟路。具体给多少电大爷也管，你要是用电不规范，偷偷用大功率电器，通报批评没商量。

具体来说，IGBT可以直接控制直流、交流电的转换。决定了驱动系统的扭矩以及最大输出功率。所以你这车加速能力怎样，最高时速多少，能源效率如何全看它。

举个例子：

比如在电动 汽车 特斯拉Model 3上面，提供电源的是密密麻麻的电池，这些电池提供400伏直流电。

而电动车的电机转动必须用交流电，通过改变电机交流电的频率来改变电机的转速，从而精准的控制车辆行驶的速度和加速能力，这背后都是IGBT的功劳。

再比如高铁上面。

在火车运行中，要在短时间内将速度从零提升到300公里以上，或者在极短的时间内将正在高速行驶的列车平稳停下来。

这看似简单的加速、减速过程，背后需要一系列相关传动设备，牵引变流器以及其他电动设备的配合才行。而这就需要确保各种设备所需的电流、电压极为精准可靠。

在目前技术条件下，只有大功率的IGBT，才能满足这一苛刻要求。

而且在减速过程中，通过IGBT的作用，还可以将列车减速产生的能量转为电能回馈给电网。

可以说，IGBT的装置就是列车运行的"心脏"。

那么IGBT的研发难不难?

跟传统手机芯片研发一样。

IGBT 行业的上游产业主要包括半导体材料，比如硅片、光刻胶等等。以及相关设备比如光刻机、刻蚀机等等。

IGBT行业根据芯片制造的工序，又可依次划分为芯片设计、晶圆制造、模块封装与测试三个环节。

不过，IGBT芯片相较于手机芯片的制造工艺及设备来说，要求没有这么高。

另外不同功率等级的IGBT芯片，也有不同的尺寸大小。一般来说，功率等级越高，芯片的尺寸就会越大。

目前IGBT 产品最具竞争力的生产线是8英寸和12 英寸。

世界最为领先的厂商是德国英飞凌，已经在12英寸生产线量产IGBT 产品。

国内晶圆的生产企业绝大部分，还停留在6 英寸产品的阶段。目前国内实现8英寸产品量产的有深圳比亚迪、株洲中车时代和华虹宏力。但其产品良率与国际龙头相比还存在一定差距。

最后是IGBT行业的下游产业。

它包括广泛的各细分应用市场，IGBT 在工业控制、新能源 汽车 ，消费电子、电力储能、轨道交通，家用电器等领域均有大量应用。

IGBT的技术，过去长期被极少数经济发达国家所垄断。

比如我国机车车辆使用的IGBT模块都要从德国、日本进口，特别是在高等级的IGBT器件上。

2008年我国的第一条高铁京津城际铁路开通，随后又开通了更多的高铁线路，对IGBT的需求成倍增加。

一个8列标准动车组就需要152个IGBT芯片，光这个芯片的成本就高达将近两百万元，每年中国高铁制造需要向国外采购十万个以上IGBT模块，采购资金超过12亿元人民币。

2014年6月，经过6年的不懈努力，由我国自主研制并具有完全知识产权的8英寸IGBT芯片成功下线。

打破了大规模半导体没有自主芯片的 历史 ，预示着我们的高铁拥有了第一颗"中国芯"。

最后小鲸我想说：

十多年前，IGBT芯片基本是欧洲和日本的天下。

高铁用的IGBT被日本三菱重工垄断，电动车的IGBT被德国英飞凌垄断。

而如今国内各类企业开始加紧，对IGBT芯片进行自主研发。其中比较有名的就是深圳比亚迪，株洲中车时代电气，杭州士兰微等等。

目前复兴号所涉及的高速动车组的254项重要标准中，中国标准占到了84%。

高铁跑得快，全靠电机带。

其中复兴号的心脏也就是牵引电机。它拥有1152个IGBT芯片，这种能让高铁平稳运行的芯片，目前株洲中车自主研发的生产线，每年可以生产50万个。

中国中车生产的IGBT芯片，不仅可以满足自己的需求，还可以达到出口国外的标准，也已达到世界一流水平。

不得不说，中国标准的意义就在于每一项核心突破，拉动的都是整个体系的升级。而一个个体系的升级，最终使得中国制造走向全球。

前几天，

大众

刚入股

小鹏

汽车展开合作;现在，又惦记起了零跑的技术。

大众旗下的捷达品牌正在和零跑谈合作，目的是采用零跑的技术平台造车。但目前为止，

零跑汽车

方面对这件事的态度是“不予置评”。而前几天，零跑才刚发布了全新的“四叶草”架构，这套平台具有极其灵活的合作方式，而且官方表示愿意输出技术。

可能现在各位更好奇的一点，合作成功的话，大众旗下捷达+零跑和大众集团+小鹏之间的区别在哪?

其实不难看出区别，前者大众旗下捷达+零跑是买断某造车平台技术来造车，并且只针对经济性车型来使用;后者的大众集团+小鹏，则是增资入股一起联合研发，合作的产品应该是像

小鹏G9

平台再推出两款新车。

这么看来，大众是要寻找一个适合经济性电动车的平台。

选择零跑，捷达为什么?

零跑在市场上的表现，也足够吸引大众来合作。今年上半年，零跑的销量总数是排在了新势力销量的第四位，7月份的交付是1.43万辆，排到了第三名，仅次于理想、

蔚来

两家。再有，就是定位和捷达很像，零跑和捷达价格上有接近的车型，合作也很能理解。

说直白点，大众在新能源市场也要兼顾经济型车，直接买断平台(或者某个迭代平台)要比自己从0研发省时省力。在7月31日，零跑汽车召开全新电气架构发布会，正式发布其全域自研的最新成果“四叶草”中央集成式电子电气架构。

于是大众就盯上了零跑的造车平台，不为别的，它能降本且灵活。

先说控制器的整合。其他车企的造车平台，是在一台电动车上有很多个控制器，分别控制不同的功能，例如车身、整车、座舱等等多个细分域，这样做的弊端是让整车架构变得复杂、线束增多，没能做出整合化的架构体系。

但零跑的四叶草平台，在这一点上做到了不错的整合度。四叶草平台由于使用了中央电子电气架构，可以把车身控制器、整车控制器、智能座舱的控制器以及智能驾驶的控制器的四域合一。这样一来，控制器的数量从原本需要的42个，降到了28个;而且，整车的线束从1800米左右缩减到了1500米左右(线束也是成本，而且线束也会有重量，重量的增加直接影响续航里程)。

延展一句，在零跑之前，中央集成式的开发小鹏最在行，尤其是在G9车型上，小鹏就用了中央超算+区域控制的中央集成式电子电气架构。现在也与大众集团联合开发，似乎摆明了大众喜欢这种整合方案。

相比之下，零跑把座舱域、智驾域、动力域、车身域都集合到一个中央超算平台里了。这样，就有了四叶草平台上布置的三套芯片设计：

低配是

高通

1855+恩智浦S32G234M;

中配是高通8295+恩智浦S32G274A;

高配采用高通8295+恩智浦S32G高配+高阶Orin-X，支持L2++级高阶智能辅助驾驶功能。

也就是说，未来零跑的四叶草平台可以根据车型的定位和成本考量，选择最适合的芯片方案，最大程度发挥规模效应而无需重新开发新的电气平台。而且这套平台的通用化率到达了90%，通俗一点来说，就是再之后使用这套平台所研发车型的车企灵活度会非常高，一个架构，能解决不同价位的车型需求。

零跑给四叶草平台提供了四种合作模式。

第一种中央超算+周边控制器(电子电气架构)，第二种中央超算+周边控制器+电池+电驱第三种下车体(含三电)，第四种整车级平台。有预感，大众会直接选择第四种整个平台来采购，经济型车主打一个快速量产，才能起效。

平台很便宜，但核心技术得靠供应商?

解读完四叶草平台的两个特点之后，我们愈发能看出，这套平台的技术亮点是给买方看的，这里的买方不是消费者，而是B端市场的大佬们。不过也确实如此，一个中央集成超算平台、一个灵活共享性，确实很容易打动其他“技术不足”的车企。

如果大众真的购买了四叶草平台架构，那对于捷达来说是件好事。

首先，大众集团的新能源车乃至其他子品牌的车，在智能座舱方面确实做的差点意思，而且在性能方面也没有跟上目前新能源主流产品的步伐，所以也就导致了现在ID.系列的市场处境。大众旗下捷达品牌，可能还会买零跑的电机来用;电池，如果用上零跑的CTC，可能就会更便宜。

首先，要知道零跑是有自己自研的电机，三合一油冷电机，可以让零跑C11纯电版车型最快拥有4.5秒的零百加速能力，最大功率200kW、最大扭矩360牛·米。而且这个电机是去全系标配的(其他品牌一般都是中低配用水冷电机，高配才用油冷)。

可见，在电机方面零跑自研的优势已经体现出来了，所以才能把C11的全系纯电版车型全采用油冷电机。按照产品定位推断，捷达品牌的产品，所使用的电机应该也是只有一颗就够，放在后轴上，成本上不会有溢出的风险。

再其次，最后的电池部分，磷酸铁锂、三元锂电池怎怎么选，还是得有捷达做决策，但应该还是低配用磷酸铁锂、高配用三元锂。如果，再用上零跑的CTC电池方案，把电池、底盘和下车身进行集成设计，简化产品设计和生产工艺的话，那么价格又会继续下探。

而且，这样能有效减少零部件数量，在提升空间利用率的同时，让车身与电池结构互补，使电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升。

综上来看，零跑的几个核心技术都是捷达乃至大众想要的，甚至说是急需也不为过。尤其像这种经济型的产品，需要快速、大量的投放到市场上，才能溅起水花，所以它需要一个拥有极高通用率的架构。那么此时拥有大量自研技术的零跑汽车，刚好合适。

但是， 有一个比较严重的问题，零跑的核心功能芯片大量来自于海外供应商。尤其是在四叶草架构下，SOC芯片8295来自高通、MCU芯片S32G 来自恩智浦。当看到这些信息之后，才发现，四叶草架构并没有我们想象的那么“先进”，其中的核心功能的芯片，还是依靠海外供应商。

考虑到核心芯片技术不在零跑手中，之后很容易被“卡脖子”，不知道现在的捷达是否还会反悔与零跑的合作?

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