
钱学森30年前神预言!中国芯片能否复制新能源车换道超车?
1992年8月,时任国务院副总理邹家华收到了一封特殊的建议信。这封信来自已81岁高龄的钱学森,他在信中明确提出:“我国汽车工业应跳过用汽油柴油阶段,直接进入减少环境污染的新能源阶段”。钱学森基于对国内外汽车产业发展趋势的深刻洞察,预见到下世纪二三十年代中国汽车年产销量可能达到千万辆级别,届时环境保护将变得至关重要。他特别指出,美国、日本和西欧都已着手研究电动汽车用蓄电池,中国不应再等待,而要争取后来居上。
三十多年后的今天,中国新能源汽车产业正如钱学森所预见的那样实现了跨越式发展,2024年产销量突破千万辆大关,在全球市场占据领先地位。然而,当电池技术逐步突破后,新的挑战已然出现——芯片成为智能汽车的“新石油”,成为中国制造业必须面对的新命门。
产业安全挑战的升级
20世纪的石油危机让各国意识到能源安全的重要性,中国通过新能源汽车战略成功规避了传统发动机技术壁垒,实现了在汽车产业的“换道超车”。但这一成功经验面临新的考验:智能时代汽车的核心不再是内燃机,而是芯片。
芯片作为智能汽车的“大脑”,控制着自动驾驶、智能座舱、电力管理等核心功能。一辆现代智能汽车需要搭载超过1000颗芯片,高端车型甚至达到3000颗以上。与石油依赖不同的是,芯片依赖更具隐蔽性和复杂性。石油是标准化大宗商品,而芯片涉及设计、制造、封装测试等多个高技术环节,任何一个环节的断裂都可能造成整个产业链的停摆。
2021年的全球芯片短缺危机给中国汽车产业上了深刻的一课。由于芯片供应中断,多家国内车企被迫减产甚至停产,损失高达数百亿元。这一事件暴露出中国在高端芯片领域的高度脆弱性,地缘政治风险与供应链风险交织,形成了新的“卡脖子”困境。
汽车芯片的现状与痛点
中国汽车芯片的自给率令人担忧。数据显示,2024年中国汽车芯片自给率仅约15%,意味着85%的汽车芯片需要进口,其中高端芯片进口占比超过90%。在智能座舱芯片市场,高通占比超过40%,国产芯片份额仅为13%左右。这种依赖度在关键领域尤为突出。
在高算力芯片领域,英伟达、高通等国际巨头几乎垄断了自动驾驶芯片市场。英伟达的Orin芯片算力达254TOPS,已成为多数高端智能车型的首选;而国内领先的地平线征程6系列最高算力为560TOPS,虽然技术上逐步接近,但在生态建设和市场认可度上仍有差距。黑芝麻智能的A1000系列算力为58-106TOPS,下一代A2000系列计划达到250TOPS以上,但量产进度落后于国际竞争对手。
在成熟制程芯片方面,微控制单元(MCU)等基础芯片的国产化进程相对较快,但供应链稳定性依然不足。2024年全球汽车芯片短缺期间,国内车企深受其害,即使是有自研芯片能力的比亚迪也受到影响。
技术壁垒、专利封锁、制造工艺短板相互交织,构成了中国汽车芯片产业的现实困境。芯片设计需要电子设计自动化(EDA)工具,这些工具主要由新思科技、铿腾电子等美国公司垄断;芯片制造需要光刻机,而阿斯麦的极紫外光刻机对中国禁运。这种全方位的制约使得芯片国产化之路异常艰难。
突破路径的探索
面对严峻形势,中国芯片产业正在多条路径上寻求突破。
芯片设计领域,地平线、黑芝麻智能、寒武纪行歌等企业加速追赶。地平线已与比亚迪成立合资公司迪派智行,其征程系列芯片已在40多款车型上量产,2023年出货量达到100万片。黑芝麻智能虽然量产进度较慢,但获得了小米、腾讯、吉利等战略投资。这些企业通过“芯片+算法”的全栈式解决方案,降低车企的开发门槛。
制造环节的攻坚更为艰难。中芯国际在成熟制程上取得进展,但高端制程受光刻机限制难以突破。国家集成电路产业投资基金(大基金)持续投入,但芯片制造需要长期技术积累,非短期投入可以解决。华为、比亚迪等企业尝试通过芯片设计创新弥补制造短板,如采用chiplet(芯粒)技术将多颗小芯片封装在一起提升性能。
开源架构可能是最具想象力的突破路径。RISC-V作为开源指令集架构,允许企业自由使用、修改和扩展,无需支付专利费用。阿里平头哥已开发出玄铁系列RISC-V处理器,其中C910型号针对AI场景优化,性能提升10倍的同时成本降低60%。RISC-V的开放性为中国芯片企业提供了避开ARM和x86架构专利壁垒的机会,特别适合物联网、汽车电子等新兴领域。
软件定义汽车的趋势正在改变游戏规则。通过系统优化和算法创新,可以在一定程度上降低对硬件算力的绝对依赖。华为智能汽车解决方案强调“软件优化硬件”,通过分布式计算和任务调度最大化芯片利用效率。这种思路为中国企业提供了差异化竞争的可能。
中国芯片的“换道超车”能否再现?
回顾新能源汽车的成功,是政策引导、市场驱动和技术创新共同作用的结果。芯片产业的突破需要同样的合力,但挑战更为严峻。
新能源汽车的“换道超车”相对简单——电池替代发动机,产业链相对集中。而芯片涉及设计工具、材料、设备、制造等全产业链环节,任何一个短板都可能成为致命弱点。高端芯片需要的光刻机有超过10万个零件,来自全球5000多家供应商,这种复杂性远超过汽车电池。
短期内,中国需要加强国际合作,保障成熟制程芯片的供应链安全。同时集中资源攻克关键环节,如EDA工具、半导体设备等。长期看,必须构建完整的芯片产业生态,从人才培养、基础研究到产业应用全面布局。
钱学森当年预见新能源汽车的重要性,是基于系统工程思维和对技术发展趋势的准确把握。今天,中国芯片产业同样需要这种远见和定力。开源架构、软件创新、异构计算等新技术路径提供了绕过传统技术壁垒的可能性,但需要更多的耐心和智慧。
当年我们用电池绕开发动机推荐配资股票,今天能否通过开源架构或软件创新绕开高端芯片?在中国制造迈向高质量发展的关键时刻,这个问题值得每一个关心中国技术创新的人深思。
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