辅助驾驶与无人驾驶却和半导体完全不同,因为这个行业是全新行业,到现在也没有哪一家在该领域有垄断性优势,中国期望利用纯电动车平台来发展无人驾驶,最终成为无人驾驶产业领导者之一。
在汽车及相关产业链市场,中国正酝酿大计划。多年来,中国一直扮演追随者角色,无论是技术、可靠性、地位,甚至在中国自己政治统辖内的市场份额,都不及日本、欧洲和美国汽车厂商。如今,中国正制定政策,协调推进国内厂商自主研发与制造能力,以抓住当前智能辅助驾驶与无人驾驶汽车产业机会。
这个战略发展顺利的话对中国有多重意义。首先,它直接关系到中国的贸易逆差,中国在半导体方面每年贸易逆差约为1500亿美元;其次,它将中国从一个主要污染源变成全球清洁能源的领导者,因为中国正计划用纯电动车来取代燃油车;而且,在汽车这种成熟工业体系下,它为中国这个第二或第三世界国家带来进入发达国家的机会。
中国在半导体产业发展上良莠不齐。虽然投资很大,但存储器产业仍一筹不展,在晶圆代工方面取得的成就也很有限,海外市场尤其孱弱。看到自主发展难以迅速扩大市场份额,中国试图收购美国公司实现跨越式发展,但中国背景公司收购莱迪思和美光的努力均遭失败,美国对外投资委员会(CFIUS)阻止了中国公司的收购要求。
海外收购受阻,中国政府联合地方政府与国有“私人”企业成立了一个基金(译者注:应指大基金二期),共同启动国产芯片产业发展新篇章。据估计,这支基金规模在1000亿美元至150美元之间,其中部分已经投入到国内新产线建设中。目前,中国有14到22个新晶圆制造项目在建,部分是内资投资,部分是由国际厂商投资。
中国在上述领域将来能够达到什么水平,仍是未知数。这主要是因为,半导体市场是一个成熟市场,如果在成本、功耗与性能上不能比现在主导者高出一个数量级,那么中国厂商很难把这些耕耘多年、根深蒂固的国际厂商挤出市场。在半导体市场,这样的追赶策略,意味着要投入数百亿美元,使用最先进的工艺制程。先进工艺发展到现在,新入厂商已经极难掌握,晶圆代工巨头已经在发展5纳米和三纳米工艺。为什么说新厂商难以掌握先进工艺,举一个例子,晶圆制造设备商ASML在近二十年前就开始研发极紫外光(EUV)光刻技术,以为5纳米和3纳米工艺做准备。
辅助驾驶与无人驾驶却和半导体完全不同,因为这个行业是全新行业,到现在也没有哪一家在该领域有垄断性优势,中国期望利用纯电动车平台来发展无人驾驶,最终成为无人驾驶产业领导者之一。
“中国正在快速进入这个领域,”新思科技(Synopsys)企业副总裁Dave Demaria说道,“与欧洲和美国不同,他们不再对内燃机进行投入,而是转向纯电动车。中国不少数十亿美元的投资基金,他们转向纯电动车的速度比谁都快。”
电动汽车销量(千台)
英国调研机构LMC汽车作出的预测支持了Dave Demaria的说法。
作为全球最大汽车制造国,中国也具备很好的工业知识储备。不过,在中国生产的汽车,非常高的比例由国际公司主导设计生产,他们在中国成立合资公司,以利用当地廉价劳动力,来占领巨大的国内市场空间。全球前十大汽车厂商中,没有一家是中国厂商。
2016年全球前二十大汽车厂商排名
这种局面将很快迎来改变,中国汽车实力增强也将极大影响中国的半导体产业。
“不计螺钉和垫圈,汽油发动机也有大约2000个零部件,”ArterisIP董事长兼CEO Charlie Janac说道,“电力发动机只有20个零部件。正因如此,电动汽车组装技术将极为简化,车厂也不需要那么多经验丰富的机械师,电动汽车更需要的是软件和电子技术,软件和电子人才科比机械师好找得多。”
Cadence首席幕僚长兼副总裁王琦表示,汽车是中国对西方最早开放的行业之一。“这让中国制造能力位居世界前列,但中国总有一种深深地担心,担心自己没有掌握核心技术,例如发动机和变速箱。直到今天,你去看日本汽车在中国的工厂,发动机仍然是在日本制造。所以,中国自然将汽车电动化视为拥有自己核心技术的发展途径。”
NetSpeed系统公司CEO Sundari Mitra指出,汽车主要由四个系统构成,即安全、动力传动、影音娱乐以及底盘,每个系统都具备一定的智能性,“这些系统都会用到半导体,但无人驾驶汽车里用到的半导体价值将翻番。现在,车载半导体主要由欧洲和美国厂商提供,日本厂商也占了部分市场份额,中国在这个市场可以忽略。不过,中国认为他们能够快速进入并统治这个领域。”
清洁环境
电动汽车可以缓解中国面临的另外一个严峻问题,即空气污染。上海和北京的空气质量被世界卫生组织列为超级都市(1400万+居民)中污染最严重的城市—虽然不是全球污染最严重的城市。
全球污染最严重超级都市排行
(1400万+人口)
河北省会石家庄,比北京和上海污染还要严重,据世界卫生组织数据,石家庄位列全球最污染城市(不分级别)第13名。
汽车尾气显然是造成空气污染的主要原因之一,不过对很多国家来说,解决汽车尾气问题很难,因为要将现在的燃油车替换为电动汽车或者氢燃料汽车成本过于高昂。
甚至中国也在这方面遇到了困难。9月份,中国政府宣布也在制定停止燃油车销售时间表。最初认为中国政府将规定,到2018年,零排放汽车销售量占比要达到8%。现在最新规定是2019年零排放汽车销售占比要达到10%,2020年达到2020。多个渠道信息透露,中国将于2040年禁止燃油车销售。
污染的另外一个主要来源是石化电厂,主要是煤电厂,煤电占中国总发电量的57%。根据世界原子能机构数据,中国正在建设20座新核电站,这将使中国核电发电量未来4年增加70%,达到58GW。世界原子能机构表示,中国还计划到2030年将核电发电量增加到150GW,到2050年,核电发电量还会再增加。
中国还在设计开发浮动核反应堆,以为海上钻探平台和海岛供电。
下面是中国真刀真枪实施环保措施的又一案例。9月份,中国宣布,为减少污染,将撤销超过1000张铁矿开采执照,约占全国铁矿产地的三分之一。
中国的铁矿产地多数都只出产低等级铁矿石,而且多数都是小铁矿,没有资金在环保上进行投入。
“中国经济最大的问题是资源利用率不高,”Cadence王琦说道,“政府已经认识到这一点,并开始敦促制造企业提升资源利用率,例如关停很多以煤做燃料的企业。”
辅助驾驶、无人汽车
电动汽车现在面临进入大市场的关键节点。辅助驾驶与无人驾驶是汽车产业未来发展大趋势,中国正在这条路上与国际厂商全力争胜。
“从人才与资金投入来看,中国与世界在同一个起跑线,”王琦说道,“百度、阿里巴巴和腾讯都有自己的人工智能实验室。”
而且中国政府的政治架构使其能迅速制定政策与标准,这使中国在将新技术商业化进程上要快于其他竞争对手。
“这是中国极大的一个优势,”Synopsys的Demaria说道,“中国能够全面地投资新汽车产业发展所必须的基础设施。以电动汽车为例,充电站的发展对电动汽车产业至关重要。在美国和欧洲,我们在忙于制定围绕充电站的各种法规:充电站是否安全,充电站如何替代加油站,都悬而未决。不过在中国的农村地区,加油站很少,他们就能直接建充电站,他们直接应用最新的基础设施。普通汽车和智能汽车混行对所有人来说都是一个大问题,但如果所有汽车都是智能汽车,其运行状况就会相当好。新建城市正在为无人驾驶汽车做规划,从街道标志到车道隔离线,他们为无人驾驶汽车应用设立各种标准。”
这为向后兼容的无人驾驶汽车迈向商用消除了主要障碍。
“机器学习和人工智能技术让设计工程师和制造工程师以新的方式思考,”西门子业务部Mentor嵌入式系统部首席安全官Robert Bates说道,“无人汽车系统执行环境复杂,参数要求相互关联。所以你看无人汽车导航,基本是一个停留在路面的子系统,逻辑是训练汽车只做一件事。不过在软件和功能安全上还是会有挑战,因为不是所有状况都会被系统考虑到。”
由于经济发展不均衡,所以中国可能会采用多种方式来发展无人驾驶。无人驾驶汽车应用的一大难题是遇到行人就难以转弯,无人车可以理解交通信号与路标,甚至可以把人和动物区分开来,不过当有人进入人行横道时,无人车会停下来,一直等到人行横道上没有人穿行。
“中国有能力将无人车投放到封闭道路,使车与人完全分开。” Arteris IP的Janac说道。
那也只是一个起始点,除此之外,中国如何调配资源发展无人车技术也是关键。中国“一带一路”概念涉及庞大的基础设施迁移,贯穿整个大洲。
“从地理政治学角度来看,中国正在全球建设高速公路,”NetSpeed的Mitra说道,“中国正在智慧城市方面进行试验,所以这不仅仅是汽车。他们在各个领域进行发明创造,而且现在中国公司都不缺钱。”
相比在旧架构上改造,全新设计可以更快实现。在1990年代,拉丁美洲通信状况非常落后,因为其地形复杂,多山地和雨林,很难假设电话线。但手机引入拉丁美洲之后,当地通信状况迅速改善。现在,拉丁美洲上网比例超过60%,其中大部分是通过无线方式接入互联网。
拉丁美洲个人上网比例
相反,美国手机基础设施建设反而比较落后,直到智能手机开始普及,美国移动通信状况才得以改善。
无人驾驶汽车发展状况也将与之类似,率先发展起来的是人烟稀少的地方,或者封闭区域(例如长途卡车运输或城市郊外的大型仓库),又或完全没有现有基础设施的地方。
总结
根据SEMI统计,中国消耗了全球45%的半导体,辅助驾驶与无人驾驶汽车市场发展将会让中国开发和使用更多的半导体。据业内多个渠道透露,中国政府正计划发展半导体,以后更多地将半导体技术出口。
在汽车业内,几乎所有人都相信,中国将借无人车成为全球汽车市场主要玩家。
“中国具备了汽车生态圈的所有要素,”DeMaria说道,“包括电池和燃料电池开发,中国出现了越来越多的合资电池企业。在美国、欧洲和日本,主机厂不断兼并,最后只剩屈指可数的几大厂商。在中国,有四到五家大厂商,还有10到20家小厂商也在生产汽车,这些小厂商说不准将来就好变成大厂商。下一代汽车所需要的操作系统与应用软件,中国厂商也都有。”
历经数十年,中国一直在试图打开发展半导体产业的空间,现在终于等到一个可以撬动半导体产业的行业。从现在来看,中国技术产业正在期待快速分食市场,并创立全新市场。
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