3nm芯片那么好,为什么汽车不用?

车市 (22) 1个月前

如果各位对现在的汽车比较熟悉的话,应该都会听过这个名词——高通8155。高通8155是高通第三代数字座舱平台,这个平台可以说是“血洗”整个智能汽车行业,小鹏P5、岚图梦想家、蔚来ET7、零跑C11、理想L9、智己L7、smart精灵#1等车型都用上了该平台的SA8155P芯片。不管是十来万的车型还是30万的车型,只要用上SA8155P芯片,都是一个好卖点。

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但是,如此先进的智能座舱芯片,其制程却不是最先进的,它“仅仅”是一颗7nm芯片。甚至部分车企使用的自动驾驶辅助的芯片也不是7nm芯片,比如特斯拉现在的HW3.0内部最先进的芯片制程工艺也仅仅为14nm。而在手机行业,7nm芯片已经一定程度上成为了落后的象征,毕竟第一款用上7nm芯片的华为Mate20早就在2018年10月上市,已经有接近4年的时间。

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至于现在的手机,也已经用上了5nm芯片,是现在已经实现量产的最新芯片制程。不出意外的话,三星已经攻克的3nm芯片制造工艺和台积电预计推出的2nm芯片制造工艺也会被手机芯片厂家收入囊中,相信相关产品也会很快与我们见面。

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这时候应该就有小伙伴疑问,为什么被称为现代工业皇冠的汽车,其使用最先进的芯片却如此“落后”,甚至比一台才几千元的手机所用的芯片还要“落后”?要回答这个问题,我们得先了解为什么手机要抢着用新制程。

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手机抢新制程是为了什么?

当然是为了性能,但却不是绝对性能,而是在保证功耗、发热在允许范围内的性能表现。

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一般来说,芯片的性能与晶体管数量有关,但考虑到芯片的功耗、面积不能过高,那么提升芯片性能的最好办法就是缩小微电子元件和电路的体积以及它们之间的距离,这样在芯片面积不变的情况下可以塞入更多的晶体管数量,性能自然更强。

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【三星3nm晶圆】

而我们常说的7nm、5nm其实是表示芯片内部晶体管之间的距离,数字越小越先进,并且还有诸多好处。以三星的3nm制程工艺为例,相比自家的5nm制程,功耗降低45%,性能提升23%,芯片面积减少16%。提升相当明显。

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【小米手机官网截图】

相比于电脑、汽车这些产品,手机的体积相当小,会拿在手上使用,并且为了方便使用时也会脱离电源。这意味着除了性能之外,手机还得考虑续航能力和手机温度。

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【小米手机官网截图】

而作为耗电大户和发热大户的芯片,在用上新制程的情况下不仅能够提高性能,还能降低功耗,减少发热,提高用户的使用体验,这样的诱惑没有一家手机厂家可以视而不见。更何况,现在芯片制程也成为了手机的卖点之一,所以手机抢着用新制程是一个很好理解的事情。

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新制程那么好,为什么汽车不追新?

理由不止一个,但大概可以分成无必要追新和无法追新这两个部分,我们先说无必要追新。

上面我们提到手机芯片除了性能之外还必须考虑功耗、发热问题,这是手机这类产品形态必须考虑的问题。实际上手机芯片并不是一直处于峰值性能状态,几乎所有手机都会加入温度控制模块,在检测到温度过高时会降低芯片性能减少发热量。

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但汽车却不用太在乎这些问题,汽车内部有着广阔的空间,芯片面积不用太过于限制,可以塞入更多的晶体管,性能自然更强。芯片发热也不用担心,车辆内部有足够的空间给芯片添加更高规格的散热部件,控制芯片温度;功耗自然也不是问题,芯片那点功耗在汽车本身的耗能面前可以说是微不足道。

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所以哪怕是制程稍稍落后的芯片,在供电管够散热给足的情况下,其性能调度可以更加激进,让芯片长时间用运行在较高性能区域上,性能表现自然不差。以特斯拉HW3.0为例,虽然是其芯片工艺仅为14nm,但算力却达到了144TOPS,性能表现依旧不俗。

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【小米手机官网截图】

另外,现在手机使用场景有很多,各自对性能要求也不一样,比如说看视频相对来说对性能要求较低,玩精品手游对性能要求更高。这么多复杂的场景意味着手机性能不能只考虑“够用”,而是要考虑峰值性能应用场景。

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但汽车的使用场景相对固定,基本上就是简单的显示车辆信息、设置、地图、音乐、视频等场景,对芯片性能要求相对不高。并且现在各大车企推出的智能座舱并没有多少能够自由安装软件,更别说安装游玩原神这类对性能要求极高的游戏,而车机的位置、大小也在使用车机玩游戏这件事情显得不那么现实。

所以,车企们追新的确是无太大必要的。

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当然,这并不是车企不追新的全部,因为有时候车企们也无法追新。究其原因是这些芯片并不是车企们自产,而是由供应商提供,这属于车企无法控制的一部分。简单点来说,如果供应商只给提供7nm芯片甚至12nm、14nm芯片,车企们捏着鼻子也得认了。

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比如在2020年这个时间节点,英伟达能提供量产的最好的高等级自动驾驶芯片是采用台积电12nm工艺打造的Xavier,而这时候的电脑显卡、手机处理器基本都普及7nm工艺。12nm属于相对落后的制程工艺,但车企们一点办法都没有。想要英伟达提供的7nm自动驾驶芯片?可以,等到2022年吧,采用7nm工艺打造的英伟达Orin可以实现量产了。

另外,从供应商交样给车企们做匹配到实际推出也需要一定的时间,而车企开发新车型也需要提前准备。如果开发新车型的时候新工艺芯片没有面世,那也有可能会错过第一批新工艺芯片。

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而从供应商的角度来看,单独去为汽车行业投产新工艺芯片其实也是一件不划算的事情。车企们采购先进工艺芯片的数量远比手机厂商少,只要不是傻瓜都应该明白选哪边。而且想要用相对旧的工艺制造出高性能车用芯片也不是难事,毕竟在汽车上可提供安装芯片的位置及供电和散热都能管够,驾驶员也不会且没办法把手放在芯片上感受芯片温度,芯片热点凉点都没啥关系。这些芯片供应商也没太大必要去侵占本来就极为宝贵的先进制程芯片产能,更何况这些先进制程工艺价格还很高昂。

所以,汽车不追新工艺芯片,是一件可以理解的事情。

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总结

制造汽车其实要比想象中复杂很多,芯片使用只是其中的一小部分,对于车企来说除了芯片以外还有诸多部件需要花费精力去研发、匹配。不过,随着智能汽车的发展,车辆对芯片的要求会越来越高,智能座舱和驾驶辅助相关的车用芯片也将迎来“军备竞赛”。

恩智浦、高通、安霸、英伟达、芯擎科技、地平线、特斯拉、Mobileeye、赛灵思等企业也都纷纷采用先进工艺来打造自家的芯片。但相比看芯片的制程工艺,我们更应该关心它的实际体验。只要体验过关,芯片工艺先进与否并不重要,不是吗?

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