汽车芯片和手机芯片哪个更难造 汽车用不用芯片

行业 (33) 1个月前

如果你熟悉现在的汽车,你应该都听说过这个术语——高通8155。高通8155是高通第三代数字化座舱平台,可以说是对整个智能汽车行业的“血洗”。小鹏P5、蓝兔造梦者、蔚来ET7、零跑C11、理想L9、智极L7、智能精灵#1等车型都使用了该平台的SA8155P芯片。不管是十万还是三十万的机型,只要用的是SA8155P芯片,都是不错的卖点。

但是,这么先进的智能驾驶舱芯片,制造工艺还不是最先进的。它是“唯一的”7纳米芯片。甚至一些车企使用的自动驾驶辅助的芯片也不是7nm芯片。比如特斯拉的HW3.0内部最先进的芯片制造工艺只有14nm。在手机行业,7nm芯片某种程度上已经成为落后的象征。毕竟首款采用7nm芯片的华为Mate20是在2018年10月上市的,到现在已经将近四年了。

至于现在的手机,已经使用了5nm芯片,这是目前已经量产的最新芯片工艺。不出意外的话,三星攻克的3纳米芯片制造工艺和TSMC预计推出的2纳米芯片制造工艺也将被手机芯片制造商纳入其中。相信相关产品很快就会和我们见面。

这时候应该有朋友提问了。为什么被称为现代工业皇冠的汽车所用的最先进的芯片会如此“落后”,甚至比一个只有几千块钱的手机所用的芯片还要“落后”?要回答这个问题,首先要了解手机为什么抢着用新工艺。

1

抢手机新工艺的目的是什么?

当然是为了性能,但不是绝对的性能。保证功耗和发热在允许范围内就是性能。

一般来说,芯片的性能与晶体管的数量有关。但是,考虑到芯片的功耗和面积不能太高,提高芯片性能的最好方法是减小微电子元件和电路的体积以及它们之间的距离。这样同样面积的芯片里可以塞进更多的晶体管,性能自然更强。

[三星3纳米晶圆]

而我们常说的7nm和5nm其实指的是芯片内部晶体管之间的距离。数字越小越先进,优点很多。以三星的3nm工艺为例,相比自家的5nm工艺,功耗降低45%,性能提升23%,芯片面积减少16%。提升还是挺明显的。

[小米手机官网截图]

与电脑、汽车等产品相比,手机体积相当小,可以拿在手上使用,为了方便会断开电源。这意味着除了性能,手机还得考虑续航能力和手机温度。

[小米手机官网截图]

芯片作为耗电大户和发热大户,在使用新工艺时,不仅能提高性能,还能降低功耗、发热和用户体验。没有一家手机厂商可以对这种诱惑视而不见。更何况现在芯片工艺已经成为手机的卖点之一,所以手机急于使用新工艺是一件非常可以理解的事情。

2

新工艺那么好,为什么汽车赶不上新的?

原因不止一个,但大概可以分为两部分:没必要追求新鲜事物和没办法追求新鲜事物。先说没必要追求新鲜事物。

如上所述,除了手机芯片的性能,还要考虑功耗和发热,这些都是手机等产品形态必须考虑的问题。实际上,手机芯片并不总是处于峰值性能状态,几乎所有的手机都会增加一个温度控制模块,当检测到温度过高时,会降低芯片性能和发热。

但是车不用太在意这些问题。车内有宽大的空空间,芯片面积不必太有限。可以插入更多的晶体管,性能自然更强。不用担心芯片发热。车内有足够的空空间给芯片增加更高规格的散热部件,控制芯片温度;功耗自然不是问题。芯片的功耗在汽车本身的能耗面前可以忽略不计。

所以即使芯片的制造工艺稍微落后,在供电管散热充足的情况下,芯片的性能调度也可以更激进,让芯片长时间运行在高性能区,性能自然不会差。以特斯拉HW3.0为例。虽然它的芯片工艺只有14nm,但是计算能力已经达到了144TOPS,性能还是不错的。

[小米手机官网截图]

另外,现在手机使用场景很多,性能要求也不一样。比如看视频对性能要求相对较低,而玩精品手游对性能要求较高。这么多复杂的场景,意味着手机的性能不仅要考虑“够用”,还要考虑峰值性能的应用场景。

而汽车的使用场景相对固定,基本上只是简单的展示车辆信息、设置、地图、音乐、视频等场景。,这对芯片的性能要求相对较低。目前各大车企推出的能自由安装软件的智能驾驶舱并不多,更别说安装和玩性能要求极高的游戏了,而且车机的位置和大小也在用车机玩游戏。这不太现实。

所以,车企真的没必要追求新意。

当然,这并不是车企赶不上新事物的全部,因为有时候车企赶不上新事物。原因是这些芯片不是车企生产的,而是供应商提供的,这是车企无法控制的部分。简单来说,如果供应商只提供7nm芯片甚至12nm、14nm芯片,车企就要捏着鼻子认了。

比如2020年这个时候,英伟达能提供量产的最好的高级自动驾驶芯片就是TSMC 12nm工艺打造的Xavier。这个时候电脑显卡和手机处理器基本普及7nm工艺。12nm是比较落后的制造工艺,但是车企没有办法。想要英伟达提供的7nm自动驾驶芯片?是的,让我们等到2022年。7nm工艺制作的NVIDIA Orin可以量产了。

此外,从供应商提交样品到车企匹配到实际投放还需要一段时间,车企需要提前准备开发新车型。如果在开发新型号时没有新技术芯片,可能会错过第一批新技术芯片。

从供应商的角度来看,仅仅为汽车行业投入新技术芯片的生产,实际上并不划算。车企采购先进技术芯片的数量远远少于手机厂商。只要不是傻子,就应该知道该选哪边。而且用比较老的技术制造一个高性能的汽车芯片并不难。毕竟安装芯片的位置可以在车内提供,电源和散热也可以管理好。司机不会也不可能把手放在芯片上感受芯片的温度,芯片是冷是热都无所谓。这些芯片供应商没有太大的必要去侵占已经很珍贵的先进工艺芯片产能,更何况这些先进工艺的价格还是很高的。

所以汽车不追逐新技术芯片也是可以理解的。

3

摘要

其实汽车制造比想象中复杂得多,芯片的使用只是其中的一小部分。对于车企来说,除了芯片,还有很多零部件需要花费精力进行研发和匹配。但随着智能汽车的发展,车辆对芯片的要求会越来越高,智能驾驶舱和驾驶辅助相关的汽车芯片也将迎来“军备竞赛”。

恩智浦、高通、安霸、英伟达、核心引擎技术、地平线、特斯拉、Mobileeye、赛灵思等公司也采用了先进的技术来构建自己的芯片。但比起制造工艺,我们更应该关注芯片的实际体验。只要体验过了,芯片技术先进不先进都无所谓了吧?

发表评论