电动汽车制造商在芯片短缺的情况下转向内部芯片生产

许多电动汽车制造商正在转向内部芯片设计，以减少对全球半导体供应链的依赖。事实上，Gartner估计，到2025年，前十大汽车原始设备制造商中约有一半将设计自己的芯片。

在与新冠肺炎相关的经济放缓之后，电动汽车制造商已经开始克服对第三方硅的依赖，并正在寻求改变生产模式，以防止全球芯片短缺影响其未来的时间表。

 

通用汽车/巡航自动驾驶雪佛兰博尔特使用内部定制芯片设计来完成自动驾驶任务。图片由Cruise提供

 

内部生产与最近通过的《芯片与科学法案》（芯片+法案）的立法目标非常一致，该法案旨在促进国内芯片生产。即便如此，这种采购方式的转变既带来了好处，也带来了权衡。

 

半导体干旱

新冠肺炎疫情对全球半导体市场造成了巨大打击。在家工作的要求导致许多材料精炼厂、加工厂和半导体铸造厂面临面对面劳动力短缺，减少了可用的供应量，而需求在接近2020年底时增加。因此，可用芯片的数量急剧下降，增加了交付周期，并给汽车制造商带来了设计限制。

 

显示商用芯片交付周期历史的图表。随着交付周期的增长，工程师无法可靠地为其设计采购组件，从而增加了生产时间。图片由福布斯提供

 

包括汽车行业在内的许多不同设计行业通常都依赖于NVIDIA或德州仪器等第三方制造商生产的芯片。这种商业模式有助于降低高昂的研发成本，并允许在应用程序层面进行创新。然而，由于大众汽车等汽车制造商认为，在2024年之前，需求将超过供应，汽车行业的范式转变可能比简单地经受住风暴提供更好的解决方案。

 

OEM铸造直接模式

通用汽车、特斯拉和中国蔚来汽车等众多电动汽车制造商希望将芯片设计带回内部，而不是在新设计中使用商业芯片。内部芯片设计的好处是多方面的，最大的好处是能够以最大的效率准确地按照规格进行设计。例如，通用汽车的自动驾驶部门Cruise生产的主板由于内部芯片设计，质量减少了70%，功耗减少了60%，成本降低了90%。使用碳化硅或氮化镓等先进材料也为获得更高的性能打开了大门，特斯拉提高的能源效率就是明证。

这种性能提升并不是因为汽车行业相对出色的芯片设计能力，而是因为最终用例列表较少。在汽车环境中，芯片设计师必须设计他们的设备来完成手头的任务，而专门的芯片制造商必须专注于更通用的用例，以吸引更广泛的市场，这可能会牺牲性能。

 

通用汽车的自动驾驶汽车公司Cruise开发的一盘定制设计的Dune芯片。图片由Cruise通过路透社提供

 

然而，内部芯片设计确实有其自身的权衡。也就是说，与定制芯片设计相关的研发和初始设置成本可能相当高。为了重新获得这些初始投资，通用汽车的Cruise计划扩大使用多种定制芯片的汽车生产。

 

扩大定制芯片设计

《芯片+法案》支持了国内半导体制造业，减少了对外国制造商的依赖，已经在影响电动汽车的发展势头$527亿美元的法案中有20亿美元被指定用于汽车和国防系统中的遗留芯片。

尽管全自动驾驶汽车的制造可能仍需数年时间，但定制芯片设计为先进的自动驾驶算法提供了更大的计算空间，并极大地节省了总体成本。