芯片在汽车上的主要应用。｜图片来源：极客公园制图
所谓「汽车芯片」，也就是车规级芯片，标准要高于工业级和民用级芯片，仅次于军工级芯片。按功能分，汽车芯片可分为控制类（MCU 和 AI 芯片）、功率类、模拟芯片、传感器和其他（如存储器）等等。
在燃油车时代，每辆车搭载芯片的数量在800个左右；但在汽车电动化＋智能化趋势下，当前新能源汽车搭载的芯片数量已经增加到 1000-2000 个左右，单车半导体价值量将从燃油车的 457 美元提升至 834 美元。
国产替代，开始「啃硬骨头」
从全球市场竞争格局来看，车规芯片市场基本被国际巨头所垄断，国产化率非常低。目前，全球前十大车规级芯片厂商中还没有中国企业入围。根据中汽协调查，我国汽车芯片的自主率尚不足 5%。
其实，造成汽车芯片短缺的最大诱因，并不是疫情，而是市场供需出现了错配。2020 年初，随着疫情蔓延，大多数车企调低了销量预期，减少了包括芯片在内的订单。但新能源汽车的销量却开始暴增。
如果仔细分析，真正短缺的并不是关注度高的大算力芯片（如英伟达、高通的自动驾驶芯片或智能座舱芯片），而是模拟芯片、电源管理芯片、传感器（CIS、MEMS 等）等小芯片。这些芯片价格相对便宜，平时关注度也不高。
受到「缺芯」的严重影响，叠加中美在科技领域的竞争，给国内半导体创业带来了难得的历史机会。目前，在汽车芯片领域，创业的核心逻辑还是国产替代。
顺为资本副总裁齐天宇表示，经过过去十年中国芯片产业的高速发展，目前容易替代的芯片，已经被市面上大部分芯片企业替代得差不多了，剩下需要替代的芯片，都是一些难啃的硬骨头。中国在这方面是有很大需求，比如大算力芯片等，这对创始人能力要求会越来越高。
新计算架构，有机会与产业巨头竞争
与此同时，随着新的应用场景打开，以及市场对高算力和性能需求的增加，激发了业内对新思路和新方法的探索。不过，任何一个新技术的背后，都面临巨大的挑战：不仅有技术上的难题，还要面临产业链配套方面的缺失。
后摩智能是国内最早用存算一体来做智能驾驶计算芯片的公司。吴强是后摩智能的创始人，创业之初的想法就是用创新方法来做大芯片。他认为，用英伟达的方法，无法打败打英伟达。只有另辟蹊径，才有可能跟巨头竞争。在研究很多创新方法后，他发现存算一体最接近商业落地，另外他在大芯片领域也有多年的经验和资源积累。
于是，后摩智能便在 2020 年底成立。所谓「存算一体」，是一种新的设计方式，特别适合智能驾驶、泛机器人等场景。相比传统架构芯片，存算一体芯片不仅在算力、成本、功耗、散热方面都具有优势，对于供应链自主可控也有重要意义。
不过，这些独特优势此前多以学术结果呈现，后摩要做的就是完成从学术成果到产品批量应用的转化。目前，后摩已经拿下两个关键节点：一个是 2022 年 5 月，后摩首款芯片点亮并跑通自动驾驶 demo，这是业内首款基于严格存内计算架构设计并点亮的 AI 芯片，这也意味着，后摩智能产品的工程化落地得到了充分验证；另一个是，后摩已经与新石器无人车、环宇智行等行业领先的自动驾驶企业，展开全方位的合作，顺利迈向了产品的商业化落地。
但芯片是非常复杂的工程，除了学术能力、工程能力，还要考虑如何量产等问题。接下来，后摩智能的重点就是量产落地，拓展更多行业客户和战略合作伙伴。吴强表示，这主要取决于两点，一是量产芯片的性能指标，二是产品是否能真正解决客户的诉求和痛点。
芯片真正的「护城河」在软件
那拥有了一款性能非常好的芯片，就可以在市场上立足吗？芯片公司的「护城河」在哪？
地平线创始人&首席科学家余凯表示，芯片制胜之道不只在芯片，更在软件。如果是 L2 或 L2 的自动驾驶方案，几乎要投入数亿元。如果工具链不好用，那么很难基于芯片在上面去开发，那会产生大量的资源浪费。
所以，真正成功的芯片公司，大多也是一家杰出的软件和系统公司。英伟达作为芯片巨头，在软件领域中的产品包括从最底层的驱动程序，到最上层的行业应用程序、算法库等，涵盖了底层套件、应用工具和应用框架两大部分；同时，英特尔拥有超过 1 万名的软件工程师，贡献了 Linux 生态 14% 的代码，是其第一大代码贡献者。
AI 芯片示意图。｜图片来源：菜鸟图库
目前，虽然国内在芯片领域的创业团队不少，但车规芯片是一个高投入、高壁垒的行业，需要资金、技术和人才的长期投入，对创业者素质要求极高，不适合完全没有相关领域经验的创业者。齐天宇在挖掘芯片初创公司的时候，其中一条重要的标准是，创始人必须在行业头部企业工作过 10 年，还要能从台积电等晶圆厂要来芯片产能。
从 2022 年初开始，围绕芯片的热潮开始褪去，创业的窗口也关闭。常年关注芯片的九鼎投资先进制造投资部董事总经理邢晓辉认为，2023 年和 2024 年是关键节点，新竞争者再难入场。因为支持 L4/L5 的自动驾驶芯片开始量产交付，搭载车型也开始销量爬坡。
业内认为，这只是芯片行业在回归理性，但大趋势并没有变化。吴强表示，如今的中国芯片行业就像 1999 年的互联网，未来 10 年会诞生比肩英伟达、英特尔的芯片巨头。这意味着芯片行业还有大量的机会和人才需求，但现实是国内芯片行业人才依然有缺口，急需大量的芯片设计、验证、软件等领域的专业人才。
动力电池，材料学人才稀缺
除了芯片，2022 年关注度很高的还有动力电池。2021 年起，新能源汽车的快速增长拉动了锂需求，但供应端无法快速反应导致锂价上涨。2021 年的价格低点是不到5万元，2022 年 11 月底涨到接近 60 万元。
2020 年 12 月到 2022 年 11 月碳酸锂价格变化。｜图片来源：极客公园制图
处于终端的车企显然感受到成本端的压力，广汽集团董事长曾庆洪甚至公开吐槽「在为电池厂打工」。因为动力电池占整车成本的 40%-60%。相比之下，传统燃油车的动力系统，发动机和变速箱两者合计只占整车成本约 30%。
目前动力电池主要是磷酸铁锂和三元材料两大体系。中国动力电池技术路线曾发生过一次「轮回」，最早磷酸铁锂占有率称霸，后来三元锂反超，现在又回到磷酸铁锂。
中期来看，现有材料体系迭代是机会。
近年来，锂盐价格的快速上涨和确定性的大规模需求增加，吸引大批资金涌入，带来了一系列连锁反应。其中，产能扩张是当前动力电池竞争的核心逻辑。这是一场大玩家之间的游戏，小团队或个人，几乎没有「上桌」的机会。
宁德时代动力电池技术发展演变。｜图片来源：极客公园制图
除了增加产能，中期来看，动力电池主要是通过现有材料体系的迭代升级和结构革新，推动能量密度提升，实现增效降本。经纬创投王华东表示，动力电池的机会在于，在三元和磷酸铁锂体系里，做各种小创新。他们现在看的是服务于三元和磷酸铁锂的核心辅材，它们可以提升电池能量密度与安全性。
不过，这些机会也需要长期的产业积累。齐天宇表示，围绕三元和磷酸铁锂体系的创业公司团队大部分来自此前的头部电池公司。即便是这样的团队也已经很多，竞争也「很激烈」。
长期来看，向固态电池发展是大趋势。
其次，上游锂矿的非理性上涨，不仅引发了新能源产品的涨价，更加速了对于新技术路线的探索。总体来看，短期内动力电池格局相对稳定。但从终局来看，还存在着巨大的变数，目前，固态电池、钠离子电池、氢燃料电池等技术方案层出不穷。
其中，固态电池被认为是下一代电池。与锂离子电池相比，固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低，能量密度较高，非常适合用于电动汽车之上。
总体来看，固态电池还处于非常早期的阶段，仍面临相对大的技术挑战：工艺路线尚不成熟，降本仍需过程，全面产业化预计需要 5-10 年。比如三星的固态电池虽然能够达到长续航，但生产环境要求苛刻，银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高，短期产业化并不现实。
03 汽车产业的「长尾」：电的运营和创新溢出虽然中国新能源汽车，经过十几年的发展已经实现「弯道超车」，销量占全球比例超过一半，但困扰用户的续航焦虑仍未得到有效解决。这一直是车企和行业的痛点。
