今天小編分享的科技經驗:英偉達的下一個一萬億在哪裡?,歡迎閱讀。
整個 2023 年,英偉達市值上漲了 238%,并在 2024 年繼續碾過血壓升高的華爾街空頭和怕高的苦命人,再度上漲近 50%。
但由于英偉達業績過于駭人,導致股票估值反而越來越便宜。
2016 年黃仁勳上門配送顯卡,馬斯克親自籤收的名場面被視為英偉達押注 AI 的例證。但考慮到當時搞 AGI 約等于民科,很難說英偉達對 AI 有多上心。人工智能泰鬥級學者傑夫 · 辛頓曾懇請英偉達贊助一塊顯卡用來搞研究,被一口回絕。
馬斯克作為 OpenAI 董事長籤收 DXG-1,2016 年
給 OpenAI 送顯卡之前,黃總魂牽夢萦的新賽道只有兩條:移動芯片和汽車芯片。
2013 年小米 3 發布,英文不好的雷軍和中文不好的黃仁勳罕見同台,後者用蹩腳漢語猛吹了小米一圈彩虹屁。小米 3 的處理器采用高通骁龍 800 和英偉達的 Tegra 系列混搭,是英偉達切入手機市場,開辟顯卡之外第二戰線的絕佳機會。
小米 3 發布會,2013 年
結果卻不盡人意,Tegra 芯片因為制程和外挂基帶問題,能耗失控發熱嚴重,字面意義上的為發燒而生。
英偉達的移動芯片業務此後也未見起色,把市場拱手讓與高通和聯發科,Tegra 系列只能在任天堂 Switch 上發揮餘熱。後來黃仁勳去台大演講,稱英偉達 " 主動放棄 " 了智能手機市場。
和移動芯片同時起步的汽車芯片業務,長期收入貢獻不高,遠不及遊戲和數據中心業務耀眼。但英偉達對汽車業務卻關懷備至,由 1999 年加入公司的老将 Gary Hicok 親自坐鎮,完全沒有松手的迹象。按照黃仁勳的規劃,汽車業務的收入占比應該達到 30%。
往者不可谏,來者猶可追,汽車芯片這條賽道,還能再創造一個英偉達。
01 事先張揚的奪權
業界常說新能源車 " 上半場是電動化,下半場是智能化 ",每一個半場帶來的不僅僅是汽車的零部件構成的變化,也是產業鏈的一次權力重組。
成本占比高達 30% 以上的動力電池不僅取代發動機,成為電動車最核心的零部件,也創造了 LG 能源、寧德時代這些資本市場的龐然大物。
當 L2 以上的自動駕駛功能逐步普及,汽車成為大号手機,傳統的分布式電子架構同樣面臨高算力芯片的奪權。
馬斯克發動的架構革新,給英偉達的第三條曲線叩開了大門。
在特斯拉之前,汽車的各種智能化功能由遍布車内大大小小的 MCU(Micro Controller Unit)實現。MCU 俗稱單片機,可以簡單理解為執行單一任務的微型計算機,比如智能雨刷、自動落鎖這類功能。
特斯拉的方案是讓一個算力更強的芯片取代各類 MCU 芯片,直接分管多個不同的功能,從而讓分散的權力集中在自動駕駛芯片和智能座艙芯片上,由此帶來了兩個變化:
一是車企可以自行修改與控制軟體功能迭代。
分布式電子架構下,汽車的功能大多出廠即寫死,無法修改。但特斯拉的集中式架構可以直接改寫運行在硬體上的軟體,改變硬體功能,即 " 硬體預埋,軟體更新 " ——先把算力堆上去,再通過 OTA 慢慢迭代。
2019 年 10 月,汽車媒體 Top Gear 在節目裡表示保時捷 Taycan 百公裡加速成績強于 Model S 後,馬斯克迅速指責節目不公平,Top Gear 應改名為 "Low Gear",并在破防之餘着手修改電機軟體算法,讓 Model S 最大功率提升 50 匹馬力,反敗為勝。
二是驅動高速領航、自動泊車甚至更高級别的自動駕駛功能。
2020 年,特斯拉的自動駕駛算法引入 Transformer 架構,将 2D 影像拼接為 3D 視角,并 3D 空間基礎上加入了時序信息,轉化為 4D 空間。2022 年,特斯拉又引入占用網絡(Occupancy Network),解決通用障礙物識别問題。
這種自動駕駛算法的大模型化,讓對應的算力需求與日俱增。無論是各類智能化功能,還是自動駕駛算法的驅動,都需要一顆大算力的 " 超級芯片。" 這也是為什麼黃仁勳說:TOPS(衡量算力的部門)就是新的馬力。
特斯拉通過大模型對影像進行 4D 重建
雷凌、軒逸這類 " 移動路障 " 的動力和 F1 賽車相比不到十倍,但配備高等級自動駕駛能力的汽車,對應算力很有可能是其他車輛的百倍千倍。
2022 年,全球汽車芯片市場規模約為 450 億美元,差不多是手機處理器芯片 + 基帶芯片的規模。按照 IDC 的預測,未來兩年 L3 級别以上自動駕駛汽車出貨量年化增長率将超過 100%。
用 " 超級芯片 " 代替幾十上百顆 MCU 手中,就是汽車工業正在上演的權力重組,帶來的最直接影響是,一台汽車上分散的價值向 " 超級芯片 " 集中。特斯拉的 HW3.0 系統中,兩塊 FSD 芯片占據了總成本的 61%,各類 MCU 加在一塊僅有 5%。
生產經久耐用的 MCU,是瑞薩、恩智浦這類老牌汽車芯片廠的強項。但在算力的賽場上力大磚飛,就是英偉達和高通主場作戰了。
02 請乖乖交出靈魂
掀桌子的馬斯克非常清楚核心零部件對新能源車企的重要性,因此過去幾年間,特斯拉将自動駕駛芯片(FSD)、雲端計算芯片(Dojo)、作業系統(基于 Linux 自研)陸續 " 自主可控 "。
最核心的車載芯片有兩種。一種為智能座艙提供算力,支持導航、遊戲、影音娛樂等功能。新勢力紛紛首發的 8295 芯片就在此列,特斯拉則采用了AMD 的 Ryzen 系列。
另一種則為自動駕駛提供算力,對算力要求更高。除了 Mobileye、地平線這類上車時間早的新玩家,牌桌上的都是高通、華為這些消費電子時代的巨無霸。
特斯拉一度是英偉達的大客戶,Model S/X 都曾搭載過 Tegra X2 芯片 +Pascal 架構 GPU 組成的 Drive PX 2 系統。但高達 1.5 萬美元的定價注定了雙方分手的結局。2019 年,特斯拉用 " 自主可控 " 的 FSD 芯片徹底取代了英偉達。
自研芯片确實可以實現軟硬體的最優适配,但問題是,特斯拉的玩法難度實在是太大了。
對主流汽車芯片公司如瑞薩、英飛凌來說,高性能計算是完全陌生的領網域,船大掉頭難;老牌車企則紛紛放棄治療,主動上了 Mobileye 和英偉達的賊船;造車新勢力雖然嘴上一直在全棧自研,但發布會上依然按部就班首發麒麟電池和高通骁龍 8295。
老玩家心有餘力不足的地方,就是 " 靈魂供應商 " 的巨大市場。
從 2015 年切入汽車市場算起,英偉達的汽車芯片已經推出了六代產品:
· 2015 年,英偉達以 1TOPS 算力的 Tegra 系列小試牛刀,雖然坑慘了雷總,但深得車企喜愛,早期的 Model S/X 和蔚來 ES6/8 車型都搭載了這款芯片,主要為智能座艙提供算力。
· 2016 年,英偉達推出 3TOPS 的 Tegra Parker 處理器。2020 年量產 30TOPS 的 Xavier 處理器,被 2020 款小鵬 P7 采用。
· 2022 年,250TOPS 算力的英偉達 Orin 處理器量產,被眾多新能源車采用,比如蔚來 ET7、小鵬 P7 等。
· 同一年,英偉達發布算力高達 2000TOPS 的 Thor,直接跨過被取消的 1000TOPS 的 Atlan 產品線。
Thor 将座艙芯片和自動駕駛芯片的功能整合在了一起,所有靈魂集成在一顆芯片上。雖然尚未量產,但吉利旗下的極氪已經預約了首發。
2022 年,英偉達發布 Thor 芯片
從英偉達的產品迭代策略上,就能看出其優勢所在。英偉達芯片的 " 通用性 " 常被視為其弱點,即 GPU 既用于遊戲、AI 運算,也用于自動駕駛,一定不如專門用來處理自動駕駛的 " 專用芯片 "。這個道理在技術層面沒錯,但在商業層面卻反而是英偉達的優勢。
英偉達各條產品線的最大特點是 " 架構通用 ",每兩年更新一次架構,覆蓋所有產品。
· Tegra Parker 采用的 Pascal 架構,最先應用于消費級顯卡 GTX10 系列;
· Xavier 的 Volta 架構,也應用于高性能 GPU V100;
· Orin 采用 Ampere 架構,同時應用于消費級顯卡 RTX30 系列和高性能 GPU A100,一魚三吃。
就像藥企的研發投入需要大規模銷量攤薄一樣,芯片的競争力固然是算力,但更重要的是 " 單個芯片的成本 "。
車企雖然有顆自研的心,但巨大的研發成本難以被汽車銷量攤薄。但英偉達可以用遊戲和數據中心業務的出貨量,把汽車芯片的開發成本壓的非常低。Thor 采用的 Hopper 架構,成本可能早就被同架構的 H100 攤完了。
這就不難解釋,為什麼為車企批量供應靈魂的,都是高通、華為、英偉達這類在消費電子領網域大殺四方的巨頭。
相比前兩個對手,英偉達的汽車夢可能還需要最後一塊拼圖。
03 英偉達還缺什麼
2016 年 5 月,一輛開啟自動駕駛模式的 Model S 在佛羅裡達州撞車,司機當場身亡。5 個月後,馬斯克宣布與自動駕駛方案商 Mobileye 分手,轉投英偉達的懷抱。
Model S 車禍現場
Mobileye 是目前出貨量最大的自動駕駛芯片公司,市場份額一度接近壟斷。事實上,就算沒有這次車禍,特斯拉與 Mobileye 的反目也是時間問題。
Mobileye 的經營策略是算法與芯片綁定,交付給客戶的是一個無法修改算法的 " 黑箱 ",好處是對車企來說成本低廉,也無需自行開發算法。但對馬斯克這種連電池都要自產的人來說,肯定不能忍。
2015 年,黃仁勳提前拿到了一輛 Model X P90D
英偉達的思路是 " 平台化芯片 ":提供高算力芯片和完整的軟體工具箱,讓車企可以基于英偉達的硬體自行開發軟體算法。
算法是自動駕駛的核心競争力,大型車企一定會嘗試自研算法。因此,大部分新勢力車企早期都采用了 Mobileye 的方案,随後都倒戈英偉達。
從 DRIVE OS、DRIVEWORKS 到 DRIVE AV、DRIVE IX,英偉達的工具鏈極其豐富,有實力的車企可以從底層系統開始研發,水平一般的選手也能從上層應用研發。相當于給車企提供食材和菜譜,但做出來是文思豆腐還是黑暗料理就各憑本事了——當然,軟體授權費請交給黃總。
這就是英偉達的第一塊拼圖:軟體生态。英偉達超過 70% 的研發人員都是軟體工程師,不是沒有道理。
英偉達的第二塊拼圖名為刀法,即多元化的產品組合。借由眾多產品的推出,英偉達可以基于不同的芯片組合成完整的高中低產品線打包銷售,無論什麼水平的瓷器活,都有一把金剛鑽适合你。
而英偉達目前欠缺的拼圖,是 " 适配 "。即與車企對接的交付團隊,以及對應的交付能力。
2020 年 6 月,英偉達宣布與奔馳合作,為後者提供包括自動駕駛在内 AI 軟體架構,黃仁勳的站台對象也從 Model X 變成了奔馳 S 級。
黃仁勳與梅賽德斯奔馳 CEO Ola Kaellenius
原因不難理解,按照英偉達和奔馳的合作方式,英偉達會根據對應奔馳產品的銷量抽成,這種全新的合作模式是黃仁勳實現汽車業務 30% 收入占比的關鍵。但英偉達卻在合作過程中頻頻翻車,一度傳出奔馳要求引入新供應商。
補足 " 适配 " 環節的短板,促使英偉達從小鵬挖走了自動駕駛副總裁吳新宙,後者稱為全球科技公司級别最高的華人高管。此後,英偉達陸續從小鵬自動駕駛團隊挖走多人,不久前又挖走了百度 Apollo 團隊技術負責人之一的羅琦,足見英偉達對适配能力的重視。
英偉達的核心能力一直是 " 賣卡 ",以及圍繞芯片產品的軟體開發,但 " 進廠 " 經驗長期不足。理解了這一點,就不難解釋為什麼英偉達将華為視為最重要的競争對手。
在 2024 年年報中,華為首次出現在英偉達競争對手列表。五個領網域裡,華為在 GPU 加速芯片、雲服務商自研芯片、Arm 架構 CPU、網絡產品四大領網域榜上有名,第一次上榜就超過了老對手 AMD(三個)。華為不僅 " 進廠 " 經驗豐富,在光通信等通信領網域,能力也超過做芯片的英偉達。
但對廣大車企、自動駕駛公司和 Tier 1 供應商來說,他們恐怕也将領教 PC 生產商的夢魇:每一台筆記型電腦上的 "Nvidia Geforce" 貼紙,都已在暗得標好了價格。
參考資料
[ 1 ] 從特斯拉、英偉達、Mobileye 的視角,看智能駕駛芯片的競争格局,東吳證券
[ 2 ] 英偉達汽車副總裁:Orin 芯片領先至 2024,自動駕駛業務規模将達數十億美元,車東西
[ 3 ] 自動駕駛芯片行業深度報告:行業快速發展,中國廠商有望突圍,國泰君安證券
[ 4 ] 汽車智能化配置滲透率追蹤 2023:智能化普及率提升,25w 及以下價位段積極搭載,華安證券
[ 5 ] 英偉達的智駕帝國,半導體產業縱橫
[ 6 ] 吳新宙入職英偉達首次專訪:加大中國區招聘,推全球自動駕駛解決方案,新智元
編輯:張澤一
視覺設計:疏睿
制圖:疏睿
責任編輯:李墨天