今年以來,無論是傳統車企還是造車新勢力,整個汽車行業都因為晶片短缺而進入寒冬。
疫情爆發,晶片廠減產,銷售方囤貨漲價,各種因素相互交織下,車企舉步維艱。車規級晶片的生產要求比普通的消費電子類晶片要求更高、更嚴格,因此晶片產量恢復仍舊需要很長一段時間。先前有專家推測,此次全球範圍內的晶片短缺可能會持續到2023年甚至更遠的時間。
凡事皆有利弊。
此次全球晶片荒,某種意義上也反向促進了中國車規級晶片廠商的發展,中國的晶片創業公司接連獲得融資,並被寄予了拯救晶片市場的厚望。
2018年,從矽谷回到中國的仇雨菁成立芯馳科技,聚焦車規級晶片。對於這次汽車產業「史詩級」的晶片災難,她認為除了明顯的疫情和半導體週期之外,更重要的是傳統汽車在電子化過程中一直以「補丁」的方式,在汽車各處追加晶片。而隨著智慧電動車的崛起,所有晶片集成到車控、座艙和駕駛等幾個領域已經變成行業趨勢。
「未來車裡面會有一個中央集團單元,控制車的所有功能,不再需要那麼多分散的電子控制單元。」而面對這樣一個未來,仇雨菁認為,汽車晶片公司在保證車規級晶片的安全可靠之外,更要考慮晶片在較長的製作週期中保持先進性。
11月22日,在極客公園Rebuild直播中,仇雨菁講述了她對於「晶片荒」的思考、從矽谷到中國的創業經歷,並向大家分享了其在晶片行業創業的經驗與感悟。
汽車晶片到底「缺」在哪
極客公園:今年的這個晶片荒到底是怎麼回事?
仇雨菁:大家今年都比較關心晶片荒這個事,尤其是汽車行業,其實半導體行業,它本來就是一個週期性的行業,大概每一、兩年都會經歷一個波峰到波谷的過程。
疫情期間大家對於汽車的銷量預測沒有那麼好,但沒想到疫情之後反彈得非常快,所以大家的預測是有偏差的。
除了汽車半導體以外,其他的包括疫情以後居家辦公,很多事情都開始在線上解決,所以對於服務器、雲端、家用的辦公電腦、電視等等消費類產品的需求都大幅提升,隨之而來的是每個品種都缺晶片。
整個晶片行業的短缺,其實是兩個因素的疊加產生的結果。
另外一個比較重要的是,汽車裡面用的晶片種類非常多,光ECU可能就有70到100個,那麼還有其他的各種晶片的種類。所以一台車如果缺一個晶片,就有可能造成一整台車都下不了線。
汽車還不同於手機這類消費產品,因為手機裡的晶片種類沒有那麼多。所以這次晶片荒讓很多汽車行業的人非常關注晶片。
極客公園:目前的汽車裡晶片大概有70到100個,這個是已經被最優集成了嗎?還有多大的空間可以去提升?
仇雨菁:70到100個是目前分散式的汽車電子電器的架構裡邊現有的ECU的種類。
未來是域控制器,也就是說這70到100個未來會被集成到兩三個域裡面。我們現在看到大家講的比較多的,比如說智慧座艙域、智慧駕駛域、車控域,這幾個域未來也許會取代現在這種分散式的一個概念。
比如到2030年,我們會看到中央集成單元,也就是說車裡面未來就是一個大計算機,或者說一台大電腦。它可以控制所有事情,你就不再需要有這麼多的ECU來解決現在車裡的問題。ECU涵蓋的主要是車裡的處理器部分,車裡還有其他的一些晶片,包括感測器、IGBT這些。
極客公園:為什麼晶片產能恢復的這麼慢?
仇雨菁:車規級晶片的要求是超過一般晶片的要求的。
普通晶片大家會關注它的性能、耗電、價格,而除此之外,車規晶片還需要重視它的壽命、可靠性和一致性。
首先是壽命,一台車可能要跑十年以上,如何保證汽車晶片十年內都會有效。其次是可靠性,手機如果在零度以下可能就關機了,但是你只需要重啟就可以解決問題了,但是汽車在行駛中是無法關機、重啟的。再次是汽車晶片的一致性,每顆晶片都要保證在大量出貨的時候,從零下40度到125度,甚至是從零下40度到150度都能有非常好的一致性。
車規級晶片的特殊需求決定了對於晶片供應鏈的高標準、嚴要求,比如對於晶片的設計、防水性能都有了更高的質量標準。所以車規晶片的產能恢復需要更長的時間,普通消費類產品的晶片可能12-18個月就能重建一條產業線,但是車規級晶片還需要耗費更多的時間進行標準認證。
極客公園:晶片研發會經歷哪些步驟?
仇雨菁:一開始肯定是產品定義的階段,一個晶片要做成什麼樣,這其實取決於客戶的輸入,也包括我們自己對於未來趨勢的判斷。因為一個晶片可能是兩三年之後才能夠導入市場,那麼就需要有一個足夠的預見性,在未來這個晶片進入市場的時候,既不能太超前,也不能不超前。再加上汽車晶片要使用很多年,那麼如何定義性能和產品才能保證在未來的十年裡都不落後?這其實是個產品經營很重要的過程。
定義好產品之後,將產品定義分解成一個架構上的設計,即晶片的軟體架構、硬體架構應該是什麼樣的,要跑什麼樣的操作系統,晶片要不要做虛擬化等等。類似於蓋房子,已經有了圖紙之後如何再把它分模塊進行設計,每一個模塊設計好了以後要進行驗證,驗證完了以後我們再進行整個晶片的物理實現。
物理實現就是用類似於代碼的硬體語言通過EDA工具翻譯成網表,然後再經過EDA生成圖紙,圖紙被送到晶圓廠以後就可以進行生產製造、加工了。從晶圓廠出來以後,獨立的晶片顆粒就誕生了,之後經過封裝測試,就可以出廠了。
這個過程中間也少不了軟體,當晶片做出來以後,需要通過軟體進行調整測試,要使需要的功能能夠實現,然後再給到客戶做產品的導入測試,包括在極寒、極熱等極端條件下測試完成後,才能夠進行量產。
我們有高低溫箱,在公司內部有實驗室可以模擬這些環境,每個晶片都要做大量的測試,甚至是連續的壓力測試。
極客公園:車規級晶片和手機晶片的區別有哪些?
仇雨菁:比較簡單的例子,大家可能知道比較多的消費類的晶片,我們的溫度範圍大概是0到85度,那麼低於零度它就不工作了。
對於汽車而言,因為汽車可能開到極寒的地方,比如哈爾濱、東北甚至是在南極北極。這個時候汽車的晶片規格是要求零下40度到125,有的時候是零下40度到150度都能使用。
還有很重要的一個指標——一百萬個晶片裡的出故障率。普通的消費電子晶片裡一百萬個大概有幾百個,做得好一點可能是一百個出故障,但是在汽車領域我們要求的是接近於0,也就是所有出貨到車廠的晶片,都要能確保它是好的,這其實是非常難的。
極客公園:車規晶片的整個製作流程要求十分之高,這對於創業團隊的人才結構有哪些新的要求?
仇雨菁:我們公司的文化就是你要對最終的消費者負責,我們在做每一個晶片設計的時候,這個責任是非常重大的,因為它會牽涉到很多人的生命安全,所以嚴格要求是很重要的,也是融入每個人的血脈的。
這首先是一個思想的問題。第二個就是我們的流程,我們從產品定義開始到架構到整個設計到後面的量產,整個流程必須是用車規的要求來認證和生產的、符合車規的流程的。第三個就是我們的人員要進行培訓,包括我們有自己的安全經理、安全工程師,他們會進行把關。
極客公園:汽車領域的下一代晶片可能是怎樣的?
仇雨菁:大家都在思考未來汽車的電子電器架構是不是還要沿用原來的。
其實汽車上最早應用的所謂電子電器,可能是車燈,之後是收音機的需求,然後又有了雨刷的需求、電子門窗的需求等等。這些需求的不斷增多,就要像補丁似的把ECU的功能往上加。
然而現在到了一個階段,這麼多種ECU,少了一個晶片,整個汽車都不能投放到市場。所以我們目前就在研究,認為未來汽車的電子電器架構應該要往集成式的方向發展。
因為有了電動汽車,汽車有了軟體需要升級,需要跑上億行的代碼,所以原來的ECU形式已經滿足不了未來汽車的需求了。
所以晶片荒是一個短暫的事件,但是帶來的是更深入的一些思考。這也是我們芯馳在做的:用更大的演算力、更高的集成度來滿足未來汽車電子電器架構的新需求。
極客公園:晶片行業如何定義創新?
仇雨菁:我覺得這個是非常考驗晶片行業,尤其是這個車規晶片行業的產品定義的小伙伴的。
硬體不同於軟體,軟體以周、月為單位去更新是沒有問題的,軟體可以不斷在原有的基礎上去增加新的功能。比如手機的操作系統可能在你睡覺的時候就主動更新了。
但是硬體它是要遵循物理規律的。比如晶片在晶圓廠,它的生產是一層一層的,一個工藝可能需要有幾十層的光照,每一層的光照都需要時間,沒有辦法一天就把這個光照變出來。所以在晶圓廠的製作過程中,可能就是需要三個月的時間,**這個時間是短不了的,就是一個物理條件的限制。
此外做晶片的成本越來越高,需要幾個億,甚至是十幾個億。這麼大的一個成本,就沒有辦法像軟體一樣去不停地發布新版本。
所以對於未來的趨勢的判斷很重要,一個是客戶他會需要什麼,另一個是我們的技術能支持到什麼程度,這些都很關鍵。
所以目前大家在做的一件事情就是對於未來的創新,是大家主機廠與晶片公司大家一起共創的一個過程。包括我們跟用戶一起碰撞、討論,而不是說你自己認為未來是怎麼樣的,或者自己想當然肯定是不行的。
從矽谷到中國的「晶片熱」
極客公園:你在矽谷的經歷是怎樣的?
仇雨菁:我是九七年末到的矽谷,當時還是矽谷晶片潮的黃金年代。
現在大家耳熟能詳的,像是博通、高通這些公司基本上都是那個時間段成立的,我身邊很多同學也加入了這些公司。所以當時的矽谷有非常的晶片創業企業出現。
當時身邊也有很多創業的小伙伴,當時大家覺得創業還是一個很了不起的事情,在矽谷大家都是身兼數職,你可以從無到有。當時充滿了這種激情,所以就自己去選擇創業了。
我有兩段創業經歷,一個是做光纖通訊的,後來被收購了,還有一個是做DPU的,也就是今年大家討論比較多的網絡協議處理器,所以其實當時就已經在做大家今天談論的這些事情了。
極客公園:回想起來你覺得當時矽谷為何爆發晶片浪潮?
仇雨菁:我覺得當時全球來講晶片都是進入了一個高潮,因為更早的時候晶片規模還很小,也沒有EDA的工具,很多版圖是靠手畫的,佈局佈線也是靠手畫。直到90年代出現了EDA才可以大規模的設計,再加上當時的工藝提升了。
根據大家所熟悉的摩爾定律,隨著工藝的不斷提升,單位面積上可以容納的晶體管數目也在提升,然後晶片承載的功能也在飛快的提升,帶來了更多的應用。
這些應用又從另一方面反向促進了晶片行業的發展,所以當時其實是市場應用與技術進步相結合地驅動使得矽谷出現了晶片浪潮。
極客公園:今天晶片在矽谷大概是一個什麼樣的情況?
仇雨菁:之後其實有很多網路公司就開始出現了,所以矽谷大量的資金就進入了網路,晶片在矽谷就沒有原來那麼熱了。現在晶片的熱潮反而在往中國移動,現在我們看中國其實有些矽谷當時的感覺,也是有很多人開始創業,大家也覺得有很多市場可以做,有很多資本願意支持,所以晶片創業在中國其實是一個很好的時候。
極客公園:為什麼選擇回到中國創業?
仇雨菁:我是2008年從矽谷回來了。當時也看到了中國未來對於晶片的一個需求成長的趨勢,所以就選擇回到中國。
回來之後最開始還是在外企工作,直到2018年的時候,覺得中國汽車的技術可能更領先了一些,比如它的智慧駕駛、電動化、智慧化等等。中國汽車行業的發展也需要晶片廠商和他們一起來定義未來汽車的核心競爭力是什麼?未來能做到什麼?所以當時我們也是想為中國的出行領域作出更有創意的產品。
極客公園:中國目前很多資本投入到晶片行業,這其中有沒有泡沫?
仇雨菁:我覺得這個階段是必須經歷的,因為一定要經過大量資本才能孵化出很多企業,之後再讓這些企業在競爭中優勝劣汰。沒有一個資本湧入的過程,很多優秀的公司可能都沒辦法出現。
但是最終一定是需要你有好的產品,能為客戶帶來價值,有好的服務,這樣才能真正的活下來。
只做底層的晶片供應商
極客公園:芯馳的定位是什麼,如何理解自己的定位?
仇雨菁:我們只做底層的晶片供應商。我們其實區別於一些既做晶片又做上層系統、做軟體的一些公司。我們的定位很簡單,就是做好晶片,包括它的BSP、底層的軟體以及它的工具鏈。
因為我們覺得其實晶片本身就是一個非常複雜的工作,它能夠把晶片做好這個是很不容易的,尤其是能夠把車規晶片做好是非常非常難的,做到量產、做到接近於0故障率以及10年到15年前的這樣使用周期,都是很難的。
但這些是我們最擅長的,也是我們能給用戶帶來最大的價值的地方,所以我們要把自己的優勢發揮到極致。至於上面上層的應用、算法、數據,這些其實是我們的客戶更擅長的。所以我們做好自己擅長的事情,客戶做好他們擅長的事情,這可能是一個更良性的結合。
做晶片要專注,因為它本身就是一個很難的事,能把這一件很難的事把它做好已經非常不容易了。
極客公園:為什麼晶片行業女性的這個從業者這麼少?
仇雨菁:因為晶片行業是真正的一個硬科技,經常需要加班加點的工作,但是女性在家庭中也面臨著很多的期望,所以要兼顧就很難。想要走得長遠,第一點就是要有發自內心的熱愛。
比如晶片快要測試生產的時候,那個時候是非常忙的,基本上都是每天連夜加班,經常睡在公司不回家。
我記得特別清楚,當年我在矽谷快休產假的時候,當時計劃很快就要測試生產了。結果等我產假回來,發現還沒有測試生產。於是剛休完產假很快就切換到非常忙碌的狀態,一下子就瘦了十斤。
因為晶片生產的過程是不等人的,你必須要在固定的時間段把問題給解決。所以是很辛苦的一件事兒。
極客公園:從做純研發到成為一家公司的創辦人和CEO,這個過程當中您自己有哪些變化?
仇雨菁:變化還是挺大的。做研發相對更單純,你只要把研發這個事做好就可以了,至於要做什麼或者說公司未來我們的方向是什麼,這些不太操心這個也不需要操心。
但是真正做了公司的創辦人或者是CEO,其實要操心的事情是很多的,不僅要嚴謹地預測未來,還要嚴謹地去創造未來。你要知道未來你5年以後你的用戶需要什麼,你做什麼不做什麼,這個是公司的一個方向,而且要能夠一步一步的把這個定好的方向給執行到位。創業以來就會一直無時無刻地惦記著公司的事情。
我覺得一定要熱愛你所做的事。這也是我會跟每個加入芯馳的伙伴講的,這個事業是你喜愛的事業,你只有自己熱愛它,你才願意去投入,你才不怕苦不怕累,你才會哪怕你付出很多,你都覺得很值得。
千萬不要勉強,這是很重要的。千萬不要覺得這個我為了多賺點錢,我來做個晶片,其實你會發現你每天其實你的快樂很重要。
如果你既熱愛這個事業,這個事業又能夠讓你帶來成就感,我覺得真的是人生中非常美好的一件事情。
本文授權轉載自:極客公園
責任編輯:傅珮晴、侯品如