2月22日，上汽集團下屬企業上汽乘用車已與智能芯片產業“獨角獸”地平線敲定合作協議，上汽集團將以上汽乘用車為載體進軍汽車芯片產業。
通過與地平線的全面戰略合作，上汽集團將把上汽乘用車在智能網聯化領域的技術成果與地平線的智能芯片、視覺感知算法、數據閉環技術能力相結合，探索新的發展方向。
上汽集團此舉一方面可以緩解芯片短缺帶來的產能危機，另一方面也寄希望能夠共同打造出可以對標特斯拉FSD（FullSelf-Driving，全自動駕駛）的下一代智駕域控制器和系統方案。
值得一提的是，此前長城汽車也宣布完成了對地平線戰略投資，正式進軍芯片產業。長城汽車將通過戰略投資、戰略合作及自主研發等方式，在芯片產業進行發展。同時，比亞迪、長江汽車電子、東風資產等汽車產業鏈相關企業也參與了地平線最新一期的融資。
PC的出現帶動了半導體行業第一批巨頭的崛起，智能手機時代，又一批新的半導體企業成長了起來，這些半導體廠商的崛起也改變了當時半導體行業的格局，由智能手機引領的半導體格局，在經過了十多年的競爭后，全球半導體格局再次發生了動蕩。在這種動蕩的背后，或許是代表著有新的殺手級市場即將到來。
我們看到，近一段時間當中，不僅汽車芯片短缺的情況對半導體產業產生了巨大影響，更有一些芯片廠商與整車廠合作事宜頻繁發生，
從這種市場變化上看，汽車領域或許是新的殺手級市場，而由此或許將推動新的半導體格局的形成。
據ICVTanK的數據資料了解到，全球汽車功能芯片預計市場規模有望從2019年70億美元穩步提升至2021年75億美元。
首先，我們來了解下汽車芯片有哪些？大體來說，汽車芯片按功能可分為三類：
第一類是負責算力的ESP（電子穩定控制系統）與ECU（電子控制單元）
，分布于處理器和控制器系統，如中控系統、自動駕駛與輔助系統，以及發動機、底盤和車身控制等；
第二類是負責功率轉換的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）與MOSFET（金屬-氧化物半導體場效應晶體管）
，分布于電源和接口；
第三類是傳感器
，主要用于各種雷達、氣囊與胎壓檢測。
其中，我們所熟知的ECU（電子控制單元）和ESP（車身電子穩定系統）分布最廣，正是用目前最為緊缺的8英寸晶圓打造，功率半導體占比最大。
CPU
（Central Processing Unit），中央處理器，也稱為微處理器MPU (Microprocessor Unit)，是一塊集成度很高的芯片。
CPU主要由控制器、運算器和寄存器三個部分構成，寄存器用于寄存指令，控制器負責從寄存器中提取指令，并進行譯碼，譯碼后交給運算器進行計算和執行，最終計算結果再寫回寄存器，CPU遵循馮諾依曼構架，按照串行順序執行，擅長于處理邏輯控制。
如果對CPU進行優化和調整，發展出了GPU、DSP兩類常用的芯片。
GPU
（Graphics Processing Unit）， 也稱為圖像處理器，是一種由大量運算單元組成的并行計算構架，相比于CPU而言，GPU能同時處理多重并行的計算任務，十分有利于處理圖像。
DSP
（Digital Signal Processer） ，稱為數字信號處理器，它和CPU和GPU有很多相似的地方，最大的區別在于采用了哈佛結構，而非馮諾依曼結構，使得DSP能即時快速處理數字信號，不強調人機交互，不需要通信接口。
MCU
（Micro Control Unit），微控制器，也稱為單片機。在CPU的基礎上，增加了存儲器RAM和ROM、計數器/定時器及I/O接口，將它們集成在一塊硅片，構成了小而完善的微型計算機系統，形成“芯片級別的芯片”，這是傳統汽車最為常用的芯片。
CPU、GPU、DSP都是通用的芯片，隨著計算需求越來越專業化，如果需要滿足某一專門的需求，可以采用定制的方式，設計和制造出專用集成電路ASIC（Application Specific Integrated Circuit） 。
ASIC
是針對特定算法定制的芯片，可以實現更高效率和更低的能耗，但是一旦算法改變，芯片就無法使用，而且生產成本也很高。
在ASIC中，現場可編程邏輯陣列FPGA（Field Programmable Gate Array），是比較流行的設計方式之一。
FPGA
的基本原理是在芯片內集成大量的數字電路基本門電路及存儲器，用戶可以通過添加配置文件來定義這些門電路與存儲器之間的連線，這種添加不是一次性的，可重復編寫定義，重復配置。
FPGA
本質上是一種半定制電路，它既解決了定制電路的靈活性差的問題，又克服了通用芯片算力不足、能耗過大。但其本身半定制方式，決定了FPGA的算力還有提升空間，即進一步發展成為完全定制化的人工智能芯片。
谷歌公司為了加快神經網絡運算能力，專門研發出了張量處理器TPU（Tensor Processing Unit），其本質上是一款基于神經網絡計算的專用ASIC芯片。
除了TPU以外，還有類似的神經網絡處理器，如NPU（Neural Network Processing Unit）芯片等。
無論是TPU還是NPU，它們都是根據人工智能計算需求定制出來的專用芯片。
如果將CPU、GPU、DSP、NPU等不同類型的芯片，外加上接口、儲存等電子元件，可以組成片上系統SOC（System on Chip），形成“系統級別的芯片”。
SOC較MCU集成程度更高，功能更加復雜，資源利用效率更高。
自去年年末以來，汽車產業“缺芯”事件引起了極大關注甚至憂慮。
12月初，多家媒體報道了南北大眾因為芯片供應不足被迫臨時停產的消息，在華為手機芯片被斷供的陰霾之下，汽車缺芯事件迅速刺激起了產業界的敏感神經。
越來越多的汽車缺芯事件被報道出來，輿論則頻繁探討著汽車產業被“卡脖子”的話題，似乎中國汽車產業到了最嚴峻的時刻。
為什么汽車業拿不到芯片？
芯片產能不足，無法滿足市場需求固然是最重要的一個因素，但為什么智能手機制造商、游戲機制造商就能拿到芯片呢？
對芯片制造商來說，汽車業并非優先考慮的客戶，智能手機制造商才是芯片行業的首選客戶，理由也很簡單，因為它們愿意購買更先進、利潤更高的芯片。
由于智能手機等電子消費品制造商的訂單瘋狂涌向芯片制造商，本來已經缺芯的汽車制造商更是雪上加霜。
Mirabaud技術分析師Neil Campling估計，蘋果單單為制造iPhone而花在芯片上的錢就比整個汽車業還要多。
此外，汽車中使用的芯片往往是基本產品，對芯片制造商來說，這些產品利潤并不高，而且在一些芯片廠商看來，汽車需要的芯片很快就會被淘汰。
Strategy Analytics的Asif Anwar稱：
芯片制造商給汽車業的芯片，索尼不會用在Playstation 5上，蘋果的下一代iPhone更不會使用，因此它們根本沒有意愿提高這種芯片的產能。
盡管全球汽車行業領先的芯片供應商英飛凌和零件供應商博世都計劃今年調試新芯片工廠，但供應短缺未必很快就能得到緩解。
像英飛凌這樣的專業芯片制造商將部分汽車芯片生產外包給臺積電等公司，可是，這些制造商受限于產能，正優先考慮為高端電子制造商供貨。
從長遠來看，隨著電動汽車的廣泛采用以及輔助和自動駕駛等功能的發展，汽車業需要更先進的芯片，芯片制造商與汽車行業之間的關系將越來越緊密。
但是，從短期來看，沒有快速解決芯片供應不足問題的辦法。
最近，日本的地震和美國的暴風雪天氣，則進一步加重了芯片的供應緊張。
日本東北213強震導致日商主導約八成市場的芯片關鍵耗材——光刻膠供應告急，包括信越等主要供應商生產與海外供貨受阻，信越更宣布關閉廠區。光刻膠是臺積電、聯電等晶圓廠生產必備關鍵耗材，隨著光刻膠供應告急，恐使得芯片缺貨更嚴重。
美國德州因暴風雪襲擊使多地出現停電，導致當地的三星、英飛凌、恩智浦多座晶圓廠暫時關閉。
停產產能涉及功率/存儲等芯片，進一步加劇供應緊張據，英飛凌德州奧斯汀工廠主要生產130nm制程的汽車和工業市場內存芯片，占公司去年總營收的5%。三星在奧斯汀擁有2座晶圓廠，占三星總產能的28%，產品主要聚焦于DRAM、NAND、手機SOCs。
沒有天時地利，也沒有人和，如今的汽車業，或許還要繼續“缺芯”一段日子。
外界芯片供應問題倒逼本土汽車廠商自研芯片。據天眼查顯示，2020年12月，吉利成立子公司武漢路特斯科技有限公司，吉利持股60%，該公司主要面向智能車聯網應用開發7納米芯片，預計2024年量產使用。
除了吉利外，近兩年，東風汽車、北汽集團等也都展開芯片布局。但行業人士認為，“遠水救不了近火，而且汽車公司做芯片，不一定就比專業芯片公司成本低，與其這樣，不如支持我國本土的汽車芯片企業做大做強。”
據比亞迪相關人士透露，“新能源汽車對功率芯片需求大，所以缺口也大，但我們自研的產品能自給自足，而且現在還出貨給一些國內的友商。”
由于不受芯片缺貨影響，比亞迪1月新能源汽車銷量20178輛，同比增長182.88%，表現十分搶眼。
目前，除了比亞迪半導體外，國內布局MCU或功率器件領域的公司有芯旺微、華大半導體、中穎電子、兆易創新、華潤微、士蘭微、杰發科技、聞泰科技等廠商。
一位半導體產業投資基金經理認為，“這波車用芯片荒對于本土半導體產業鏈的機遇主要集中在蔚來、小鵬、理想等國內崛起的造車新勢力上以及在推動零部件國產化的特斯拉上海工廠。”
他表示，一方面，造車新勢力目前的出貨量不太大，從國外芯片供應商拿貨成本高，有尋求服務更好、產品成本更低的需求；另一方面，這些廠商在開創新的汽車發展方向時，需要芯片廠商做定制化的配套，在這方面國內廠商比國外有優勢。
雖然目前，國內企業與半導體龍頭們仍有不小的差距，但汽車電子零部件巨大的市場潛力，國內電動汽車蓬勃的發展前景，都催動著國內半導體企業的發展。
