中国自动驾驶芯片的现状、机遇与风险(三)

2021-01-12 02:57
汽车观察 2021年12期
关键词:芯片自动

(接上期)

四、预期风险分析

(一)美国对华政策风险分析

1.信息时代中美竞争格局

20世纪90年代之后,人类社会逐渐进入信息时代。与之前的工业文明大为不同,信息经济建立在超高速技术迭代和超大规模市场消费的基础之上,规模效应被发挥到了极致,而规模效应加深了技术垄断和市场垄断,导致新型权力要素的诞生。肇始于2018年的美国对华制裁,便主要是围绕技术和市场展开的,体现了信息时代的特征。

以行业发展的角度看,大国间关于技术标准与市场份额的竞争是相互联系且起决定作用的。自动驾驶是植根于半导体、新能源汽车、人工智能、新基建等高科技产业的复合型行业,也是信息时代技術革命的代表性产物。而未来中美双方会在上述高科技产业进行全方位的技术制高点争夺,我国自动驾驶的发展便会在此大背景下负重前行。

在国家追求权力与安全、市场追求财富与繁荣的过程之中,技术的进步既是推动经济繁盛的前提,也是捍卫国家安全的基础。而在信息时代,技术的政治权力属性更是被进一步放大,对技术的控制成为大国权力的核心源泉,深刻影响着国际关系。中国企业在竞争的过程中势必会遭到美国政府在政治上的遏制。

2.美国政策上对华长期遏制战略

2018年以来,美国对中国发动的 “关税战”与 “技术战”几乎并肩同步,而且不断升级加码,两者共同构成了备受全球瞩目的中美 “贸易战”的基本内容。其中关税战主要是通过加征关税、抬高商品进口壁垒,挤压中国相关企业的市场规模,进而限制其成长空间,因此又可以被称为 “市场战”;而技术战则主要是通过限制关键性的技术出口和技术并购来阻止中国相关企业的技术升级。比如美国商务部和国防部将越来越多的中国企业甚至高水平研究型大学列入 “实体清单”以限制关联交易,就是技术战的最主要表现形式。中美贸易战不断深度蔓延,逐渐向中美经济脱钩的方向演进,美国的遏制战略并不会随着中美贸易磋商或者美国总统换届而改变,这已成为美国国内两党的政治共识。

2021年美国人工智能国家安全委员会的一份报告佐证了上述内容,在与自动驾驶息息相关的信息化技术领域,美国将对华采取长期遏制的战略。美国人工智能国家安全委员会是由美国整个联邦政府中的最高级别研究部门官员组成的特别委员会,其所做出的建议具备国家意志与长久稳定性。这份报告是该委员会为美国在人工智能时代遏制他国赢得竞争提出的战略方针。报告详细描述了美国在人工智能领域面临的“威胁”,从制定目标、规避风险、培养人才等多个维度给出解决建议。另外,该报告还从人才争夺、技术保护等方面出谋划策,企图压制别国在人工智能领域的发展。特别提出在微电子与半导体技术领域,美国要领先对手“至少两代”。

3.美国运用法律对华采取技术封锁

(1)国内法律长臂管辖

法律战(lawfare)是国家之间制度竞争的一种形态,国家利用法律手段和机制,将目标主体的行为定性为违法,利用法律强制力和制裁力迫使其服从,以达到外交、政治或经济等目的。早在2005年美国国防部颁布的美国国防战略中,就将法律战作为军事手段的一部分。美国善于运用法律作为推行美国政策和强化美国实力的手段。将中国企业列入实体清单,以此制裁、打击中国的高科技产业,究其实质是以国内法为依据扩展域外效力,并通过长臂管辖对中国进行遏制。

实体清单制度(Entity List)是美国维护国家安全、管制出口的重要手段,也是近年美国对华芯片制裁使用的主要制度。清单上的实体将因市场自由或国家安全等原因而无法使用涉美技术与产品。 实体清单的增加由最终用户审查委员会(End-User Review Committee, ERC)决定,委员会由商务部、国防部、国务院和能源部的官员组成。此外,清单中实体的移除程序比列入更为复杂。移除的条件也比较主观和苛刻,比如被列入的实体最终用途为“善意”,或者实体在中国不再参与从美国进口物项的经营活动。因此,一旦实体被纳入该清单,基本丧失了申诉的可能,只能被迫就范,陷入技术禁运的困境。

(2)国际条约孤立中国

很多人因为美国对中兴的制裁,开始了解《瓦森纳协定》。当时,美国政府援引《瓦森纳协定》指控中兴非法向伊朗和朝鲜出口。

《瓦森纳协定》是典型的冷战产物。冷战时期,在美国提议下,包括美国、英国、日本、法国、澳大利亚在内的十七个国家于1949年成立了巴黎统筹委员会(简称巴统)的组织。这是二战以后西方发达工业国家在国际贸易领域中纠集起来的一个非官方的国际机构,目的是限制成员国向社会主义国家出口战略物资和高技术。《瓦森纳协定》是巴统在冷战后的继任者,33个成员国中17个曾是“巴统”组织的成员国。中国、伊朗、利比亚等均在这个被限制的国家名单之中。

该协定严重影响着我国与其成员国之间开展的高技术国际合作。美国总是从其全球安全战略考虑,并以出口限制政策为借口,严格限制高技术向我国出口,尤其在航空航天、信息、生物技术等高技术领域。其中信息技术就是自动驾驶行业发展的基础。

除了中美,中欧高技术合作也受制于美国。由于美国是全球唯一的超级大国,欧盟及其成员国在各方面都会受制于美国,特别是在中欧高技术领域的合作,而《瓦森纳协议》正是欧美共同战略利益和政治理念的鲜明体现。 欧盟理事会还在2000年通过了《1334号法令》,将《瓦森纳协定》的机制贯彻到欧盟高科技出口贸易方面。这导致中芯国际买不到最先进的制造设备,阿斯麦尔的最先进的光刻机上市5年后,才符合《瓦森纳协议》可以转卖给中芯国际,这就是中芯国际落后的根本原因——根本买不到新设备。英特尔、三星、台积电在2015年能买到阿斯麦尔的10NM光刻机。而大陆的中芯国际,2015年只能买到阿斯麦尔2010年生产的32NM的光刻机。5年时间对半导体来说,已经足够让市场更新换代两次。

作为《瓦森纳协议》成员国之一的日本与韩国,出于政治和经济的需要,也一直对中国的高技术合作与交流持消极、谨慎的态度。台湾方面,当时出于中美建交的需要,美方承认一个中国原则,使得台湾地区被排除在《瓦森纳协定》之外。但是中国台湾地区也因为意识形态,美国资本与中美特殊政治关系等原因,与《瓦森纳协议》成员国保持一致。

所以,《瓦森纳协定》虽然允许成员国在自愿的基础上对各自的技术出口实施控制,但实际上成员国在重要的技术出口决策上受到美国的影响。因此,从芯片设计、生产等多个领域,中国都不能获取到国外的最新科技。而自动驾驶作为典型的技术与资本密集型高附加值产业,随着技术迭代对于高性能芯片的需求增长,长期将会受到中美关系恶化所带来的技术挑战。

(二)中国自动驾驶行业风险点

1.当前芯片产业链是美国一手塑造的产物

芯片供应链主要分为三层。

第一层是技术标准与底层架构所有权,这一层牢牢由美国自身掌握,目前市面上所有的芯片设计工业软件、基础架构以及光刻机的核心技术都是由美国或者美国控制的公司掌握的。其中有代表性的就是芯片设计的IP核、EDA工业软件,悉数为欧美公司所有。

第二层为芯片设计与制造所需的各类先进技术,主要为日、韩、中国台湾地区等所有,其芯片产业的发展从历史上基于美国的资金扶持与技术转让。

第三层为芯片制造所需的各类非先进技术,即芯片的测试和封装,主要由我国承担。

在整个半导体产业供应链中,美国在中上游供应端的综合优势非常明显,这不仅是市场机制作用的结果,还是美国在半导体产业跨国转移时精心“布局”的产物。不仅如此,美国还早已将自身的技术优势嵌入半导体产业的各个生产研发环节。因此,美国能以技术封锁为武器,行使其强大的卖方权力,逼迫半导体供应链上依赖美国技术的各国企业站队美国。随着中美战略竞争的铺开,中美两国在芯片供应链上展开了一场生死攸关的权力角逐。而中国自动驾驶产业要想获得发展,必须做到在全产业链的“国产化”,而不仅仅是“去美化”,才能彻底摆脱控制。

2.芯片制造是自动驾驶企业的现实风险

(1)高端自动驾驶芯片依赖外方生产

从表面上看,目前涉及自动驾驶芯片的中国公司中,只有华为被纳入了实体清单。但是,自动驾驶的芯片的发展需要上中下游打通。此次实体清单中,包括中兴国际在内的重要芯片中游制造商则更早被制裁,迟迟无法从国际上游供应商购买到芯片的原材料与制造设备。因此,即使自动驾驶企业能够设计出高端自动驾驶芯片,也面临无法生产的风险。另外,值得一提的是,自动驾驶的发展需要产学研联动。我国有大量理工科强校与科研院所被列入实体清单,技术人才的培养也面临困境。

虽然目前美国政府放宽了14nm制程(为成熟制程与先进制程的分界)以上有关芯片生产设备的对华出口(相关企业未被从实体清单中移除),但是实现高阶自动驾驶,需要5-14nm的先进制程芯片,高端SoC芯片依舊是必备之物。如果到那时整个自动驾驶行业所需芯片仍然强依赖于国际产业链的供给,那么中国自动驾驶的发展必将受到严重影响。

(2)体量增加与标准竞争势必招致美方制裁

美国在先进行业追求的是技术与市场的垄断地位,而技术垄断依靠技术标准的设立,市场垄断则来自于供应链权力。现阶段美国希望中国始终处在产业链的中下游,并且不允许中国挑战美国在技术标准制定上的地位。

如今自动驾驶芯片并未像华为在5G通信领域那样全面受到美国制裁,主要因为现阶段自动驾驶市场处在一个从无到有的初生阶段,没有任何一家企业具备垄断市场地位并享有标准制定权。各大厂商追求的还是自动驾驶更快速的量产落地,无论是硬件还是软件,都停留在专用设备研制与功能实现的阶段。专用于或侧重于自动驾驶的芯片才面世不久,对于自动驾驶芯片的要求还没有达到移动通信领域的严苛程度,自动驾驶芯片的市场暂未迎来爆发期。

但是,任何产业的发展都遵循从市场占有,到技术占有,最终到标准制定的过程。参照我国在通信领域的历史经验,当中国企业在美国现行技术标准与市场秩序的竞争中占得优势,并试图独立制定技术标准的时候,美方将会严厉打击以保证其垄断地位。因此,随着中国自动驾驶产业逐渐发展壮大,并取得对欧美国家的技术优势,势必将会涉及行业标准制定的问题。

依照交通运输部印发的《关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见》,到2025年,出台一批自动驾驶方面的基础性、关键性标准;同时《交通强国建设纲要》《智能汽车创新发展战略》等政策文件也要求2025年自动驾驶实现量产化落地。届时,中美在技术标准与市场占有两方面将直接竞争,自动驾驶行业也将比拟通信技术行业,受到美方的严厉制裁。

3.芯片设计既是优势也是远期风险

目前在芯片设计领域,我国有着一定的技术积累与市场先机。华为与地平线都提供了具备先进水平的自动驾驶专用芯片。地平线的第三代车规级产品,面向L4自动驾驶的征程5系列芯片(J5)采取14nm制程,算力达200-1000T,同时保持最低功耗,打破了英伟达与特拉斯的垄断,并持续缩小差距。未来将会设计7nm的征程6芯片,从而彻底达到国际先进水平。此外,华为也推出了MDC810智能驾驶计算平台,其算力高达400+TOPS,可满足高级别的自动驾驶乘用车及RoboTaxi的应用场景。

但是随着国内自动驾驶系统供应商的市占率逐年提高,自动驾驶芯片供应商对欧美具备技术优势,并试图建立技术标准。远期上,美国很有可能采用禁用IP核与EDA软件的方式对我国的自动驾驶芯片设计能力进行压制。

五、建议对策

(一)突破产业链关键点

要突破美国对芯片产业链的垄断,中国需要针对供应链上的不同环节,充分发挥市场化引导与政府集中科研力量的作用。比如在芯片具体设计领域,企业在商业利润的驱动下获得了创新的动力,市场驱动作用明显。目前已经产生了包括华为海思、地平线、黑芝麻等优秀的自动驾驶芯片设计公司。然而,在芯片基础设计与先进制造方面,由于投入大、周期长,企业难以承担,需要以国家牵头的方式,集中攻关,从而突破垄断。

中国政府从上世纪80年代开始,推出了一系列支持半导体产业发展的政策,包括 908、909工程、国发18号文、国家重大01专项、02专项、《国家集成电路产业发展推进纲要》,以及成立国家集成电路一二期大基金等。并且,自“十二五”起,国家一直对先进制程、高端IC设计(先进芯片具体设计)、先进封装、关键设备材料等领域开展集中攻关。

先进制程:

为了解决芯片制造这一现实危险,中国早在2010年就设立了02专项,即《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目,这是我国在芯片制造领域重点投入的专项项目。“十三五”期间,国家组织攻关基于193nm ArF准分子激光的干式和浸没式DUV光刻机,对标阿斯麦尔的TWINSCAN NXT:2000iDUV光刻机,单次曝光分辨率为28nm左右,并可通过多次曝光、光刻胶选择性吸收,基于EDA的分辨率增强等技术实现7nm制程,计划于2021年-2022年左右投产。届时依赖先进制程的高阶自动驾驶芯片有望实现国产化制造。

高端IC设计(先进芯片具体设计)和先进封装:

“十四五”计划将会针对存储芯片、嵌入式 MPU、DSP、AP领域、模拟芯片和高端功率器件进行重点支持和引导,并致力于解决这几个关键领域卡脖子问题。另外,逻辑芯片的先进封装和功率器件的封装将是发力的重点。

关键设备和材料:

在半导体专用设备市場,国际巨头的市场占有率很高,特别是在光刻机、检测设备、离子注入设备等方面处于垄断地位,且其在大部分技术领域已采取了知识产权保护措施,因此半导体专用设备行业的技术壁垒非常高。目前国内收入体量最大的半导体设备公司北方华创占全球设备份额也不足 1%,国产化迫切;光刻胶 95%以上的市场也都掌握在海外厂商手中。“十四五”规划将会针对一些关键“卡脖子”设备和材料进行专项扶持,比如光刻机、大硅片、光刻胶等。

(二)本土化服务打破市场垄断

焦距于自动驾驶芯片市场领域,除了技术上的突破垄断,做好本土化服务,尤其是做好与国内主机厂的技术交流,与产出针对中国实际路况优化的产品,是打破技术垄断外,突破市场垄断的法宝。

国外芯片供应商在中国市场存在本土化不足的问题。究其原因,一方面,国外供应商的核心技术研发不在国内,本地只提供服务支持,针对国内路况的技术匹配不及时;另一方面,由于营销、定位、历史等多方面因素,国外芯片供应商更加重视欧美市场。

而中国本土自动驾驶芯片公司在本土化服务上具有明显优势。一方面,他们对客户的需求可以做到及时响应,例如地平线在服务长安UNI-T量产项目时,专门派出自己的研发团队,与长安团队密切合作,提供即时软硬件服务支持。 另一方面,他们在产品的打造上也更适合中国市场,甚至可以提供定制化的产品和服务,如地平线耗时4年时间推出车规级AI芯片征程2(J2),对标的是Mobileye EyeQ4 的辅助驾驶芯片。

猜你喜欢
芯片自动
能自动漂浮的“软木人”
只要技术深,沙子可变芯
沙粒变身芯片的漫漫长路
装错芯片的机器人
让小鸭子自动转身
植入芯片变身“超人”,挥手开门不再是传说
关于自动驾驶
傍晚,路灯为什么能自动亮起来?
自动回复
什么是AMD64