1、自動駕駛芯片

早前在2014年的時候，特斯拉還是使用的Mobileye 新一代輔助駕駛芯片EyeQ3，但自從2016年特斯拉Model S撞卡車事件發生后，特斯拉與Mobileye分道揚鑣，并轉向了英偉達Drive PX 2的懷抱。但即便是號稱超級車載電腦的Drive PX 2也沒能成為馬斯克眼中的“完美自駕芯片”，依然存在著高成本、高功耗，算力還無法完全滿足需求這三個問題。想要實現馬斯克理想中的FSD，自研芯片可以說是必然趨勢，因此特斯拉也成為了第一個專門為自動駕駛開發芯片的OEM。

FSD芯片全稱為full self-driving芯片，該芯片的設計和規劃始于2016年，也就是說當還在與英偉達處于“甜蜜期”的時候，特斯拉就已經開始悄悄自研芯片了。

FSD芯片項目由半導體業界傳奇人物、有著硅仙人之稱的吉姆 · 凱勒以及Pete Bannon還有其他架構師牽頭，并于2019年4月正式發布。Pete Bannon在發布會上透露了芯片研發的過程，我們也由此知道，FSD芯片開發過程經過18個月，于2017年8月第一版流片，2017年12月芯片返回，點亮，最終在2019年3月和4月分別在Model S & X以及Model 3上批量交付。

FSD芯片

從架構上來看，FSD芯片不但有傳統的CPU和GPU部分，還加入了特別定制的NNP（Neural Network Processor）、ISP等部分，共同組成了一個龐大的SoC芯片。其中CPU采用的是Cortex-A72架構，三組、每組4個核心，一共有12個核心，最高運行頻率為2.2GHz，這部分處理器核心用于通用的計算和任務。GPU方面，特斯拉設計了一個支持FP32和FP64的GPU模塊，主頻最高1GHz，最高計算能力約為600GFLPS。

在芯片封裝的左邊是運行內存顆粒，鎂光的 LOGO 和顆粒序列號清晰可見——而序列號就是顆粒的身   份   證號，可以通過序列號查詢出顆粒的具體規格。

首先，根據第一行序列號，這是一顆 2018 年第二周生產的顆粒（8表示2018，B 表示第 4 周，鎂光只在雙數周進行顆粒封裝），然后這是一顆 D-Die 顆粒（D 代表 D-Die，屬于鎂光產品線中性能相對一般的型號）， 77 分別代表芯片生產地和封裝地，7 代表中國臺灣（5 代表中國大陸）。

第二行序列號相對更復雜，我們登陸了鎂光的官網，輸入第二行序列號進行解密，然后得到了顆粒的詳細編碼，根據這一行編碼，我們可以得知顆粒的詳細規格。

其中MT 代表 Micron Technology，鎂光科技的名稱；53 代表這是一顆 LPDDR4 顆粒；D 代表 1.1V 的工作電壓；512M 表示單顆顆粒的容量為 512MB；32 表示單顆粒位寬為 32bit，D2 表示這款顆粒是雙層封裝，也就是單顆體積里面有兩顆 512MB 的顆粒，總容量 1GB；DS 是包裝編號；046表示這款顆粒的工作頻率是 2133MHZ；第一個 A 表示Automotive，車用顆粒；后面的 AT 表示 Automotive Temperature，符合車載工作溫度要求；最后一個 D 依然表示這是一顆 D-Die 顆粒。

也就是說，特斯拉硬件 3.0 實際上是擁有 4GB（考慮雙系統冗余）128bit 2133MHZ運行內存的，這個技術規格并不算頂尖——但那是與消費級電腦相比，與車載運算系統比，其實可以算是頂尖級別的了。

在 FSD 芯片的左下角是一顆閃存芯片，上面沒有 LOGO，但是有一串序列號——這是東芝閃存顆粒特有的序列號。

東芝官網沒有查詢入口，我們在美國商業資訊網 businesswire.com 上面找到了 2017 年 12 月的一則供應鏈新聞，里面提到了這款閃存的型號 THGAF9G8L2LBAB7，是一款滿足車載娛樂系統和 ADAS 系統工作需求的 UFS 2.1 高速閃存，容量為 32GB。

32GB 應該算是一個不大不小的數目，但用于承載操作系統和深度學習模型已經足夠了，因為自動駕駛硬件上面的存儲芯片并沒有多媒體存儲的需求。

在兩塊 FSD 芯片的下面，是一塊印著 M 字 LOGO 的芯片——這是頂級網絡芯片公司 Marvell 的 LOGO，根據上面的產品編號，我們也在谷歌上找到了相對應的芯片，隸屬于千兆級別的有線網卡系列，最大傳輸速率為 128MB/s，其他的用途我們并不清楚。

碳化硅

據上海汽車報報道，碳化硅用在車用逆變器上，在相同功率等級下，全碳化硅模塊的封裝尺寸顯著小于硅模塊，同時也可以使開關損耗降低75％。在相同的封裝下，全碳化硅模塊具備更高的電流輸出能力，支持逆變器達到更高功率。對于車載充電器和快速充電樁，碳化硅半導體與傳統硅器件相比，在充電過程中減少了能量損失，也減少了所需電容和電感的數量。

自2018年在 Model 3中采用了 SIC MOSFET逆變器之后，2020年推出的Model Y的動力模塊后輪驅動也采用了SiC MOSFET。而2021年推出的Model S Plaid速度更是超越了布加迪，僅2.1秒就可以完成零到百公里加速，最高時速可達322km/h。

1）主逆變器

特斯拉是第一家在其Model 3中集成全SiC功率模塊的車企，工程設計部門直接與意法半導體的合作，特斯拉逆變器由24個1-in-1功率模塊組成，這些模塊組裝在針翅式散熱器上。

Tesla的逆變器里面拆解出來的SiC的器件

之前兩siC供應商紛紛宣布進入特斯拉的供應鏈，大家可能都沒注意這個變化是很快的，德國芯片制造商英飛凌(Infineon)宣布，其功率器件產品獲得特斯拉汽車（Tesla）采用，供貨將用于新款Model 3車型。

2）TPAK

特斯拉不僅與功率半導體廠商共同探討新功率芯片的選擇，還與一些先進封裝技術公司合作新封裝的開發。

TPAK外觀。此版本由意法半導體生產

TPAK不包括引腳的塑封部分尺寸為20mm x 28mm x 4mm，其中不僅可以裝入碳化硅MOSFET裸芯片，還可以選擇IGBT或者氮化鎵HEMT作為其核心芯片。這意味著TPAK不僅可以作為一款高性能的碳化硅驅動模塊，還可以成為一款高性價比的IGBT功率模塊，甚至在車規大功率氮化鎵技術成熟后，無縫接入氮化鎵裸芯片成為高頻功率開關器件。

特斯拉可以在其電動汽車驅動系統中，按照不同的功率等級選擇不同數量的TPAK并聯，并根據不同的效率和成本要求選擇碳化硅MOSFET或者IGBT作為TPAK核心芯片。與此同時，因為都是同一種封裝，特斯拉僅需在外部電路、機械結構和散熱設計僅需小幅改動的情況下，即可滿足各種各樣的電動車驅動需求，這大大增加了設計彈性。

4個TPAK SiC并聯的Model 3逆變器

在理想情況下，雙電機版本的特斯拉電動車可以選用多個碳化硅TPAK并聯驅動主電機，滿足大部分工況下的性能和效率要求。而另一電機則可選用較少數量并聯的碳化硅版本或者IGBT版本TPAK，以實現在一定成本控制下的四驅或加速要求。亦或在未來采用氮化鎵+碳化硅或者氮化鎵+IGBT的方案。

TPAK中的每種裸片還可以從不同的芯片供應商處采購，建立二供乃至多供體系。除了官宣的意法半導體外，特斯拉還和業內幾乎所有耳熟能詳的功率半導體頭部供應商進行深度合作——特斯拉提供技術規格以及應用場景下的各類工況要求，芯片廠商拿出最好的功率半導體技術，為TPAK定制功率開關芯片。這樣做的好處是可以在多家供應商中優中選優，為特斯拉車型找到性能最好或者性價比最高的芯片。

自動駕駛開發的“片上系統”（SoC）

7月20日消息，大眾汽車集團旗下軟件公司Cariad將與意法半導體合作開發用于汽車的系統級芯片（SoC），并交由全球頂級芯片制造商臺積電進行制造。

大眾汽車是最后一家致力于長期芯片合作的德國汽車公司。與大眾汽車一樣，寶馬正在與高通合作。

幾天前，大眾汽車首席執行官赫伯特·迪斯（Herbert Diess）前往美國圣地亞哥的高通公司總部簽署合同。在那里，迪斯與高通首席執行官克里斯蒂亞諾·阿蒙（Cristiano Amon）和高通汽車首席執行官納庫爾·杜加爾（Nakul Duggal）就未來合作的條款達成了一致。

大眾汽車未來將從高通公司購買用于自動駕駛的芯片，目前仍由美國IT集團全面研發。但這種情況很快就會改變，大眾集團希望自己開發半導體，以便能夠根據需要在其車輛中使用它們。

大眾汽車選擇高通，以免變得過于依賴。“因為與其他芯片制造商不同，高通是唯一一家在平等基礎上向我們提供合作的公司，”一位了解大眾流程的人士表示。例如，大眾汽車與高通的合同不是基于梅賽德斯那樣的“收入分享”模式，而是沃爾夫斯堡公司按芯片付費。

早在2021年，高通就表示，該公司最新自動駕駛平臺Snapdragon Ride的核心SoC也將基于5nm制程打造。該SoC基礎算力達到10TOPS，其中單顆SoC支持NCAP標準下的L1/L2級自動駕駛，多顆SoC組合可以實現L4級自動駕駛，最大算力可以達到700TOPS以上。

高通自動駕駛芯片

汽車芯片短缺問題早已暴露在產業視野內，全球汽車芯片的訂單需求依舊在增長 。沒量傳統汽車和電動汽車都使用了數千種計算機芯片或半導體。

路透社在今年6月以英飛凌、德州儀器、恩智浦、意法半導體和瑞薩電子為主要對下那個，對這些公司生產的汽車芯片進行調查——至2023年，分銷商的新訂單平均延期49周，交貨時間6-198周不等。

為了應對供應緊張，不同車企有不同的選擇。

一方面通用汽車、福特汽車公司和日產汽車公司等全球汽車制造商已采取行動，通過直接與芯片制造商談判，來確保更穩定的汽車芯片供應，他們將為每個汽車芯片支付更多的費用保持芯片的庫存。選擇了與特斯拉相同的生產路線，沒有必要自己生產芯片。

另一方面，大眾汽車與意法半導體展開合作研發汽車芯片；比亞迪正計劃自主研發智能駕駛專用芯片，該項目由比亞迪半導體團隊牽頭，已經向設計公司發出需求，同時自身也在招募BSP技術團隊。預計最快年底就可以流片；索尼和豐田汽車零部件子公司電裝今年早些時候宣布，他們將對臺積電在日本熊本縣建造的新工廠進行股權投資；現代汽車公司及其零部件子公司現代摩比斯正在加強其內部半導體研發 (R&D) 部門，同時尋求與韓國半導體巨頭合作開發用于各種電子設備的半導體。現代汽車可能會設計汽車半導體并將其生產外包給三星電子。三星的代工部門為美國最大的電動汽車公司特斯拉生產自動駕駛芯片。

參考文獻：

1、《馬斯克稱特斯拉沒必要自制芯片 再次呼吁企業家加入鋰提煉行業》澎湃新聞

2、《大眾汽車將依靠高通芯片進行自動駕駛》半導體產業縱橫

3、《可能是全網最詳細的特斯拉FSD芯片解析：是猛獸還是小貓？| 硬核時間 》搜狐網

4、《路透社：因汽車芯片短缺，中國開始自給自足》半導體產業縱橫