Нашел превосходный плагин для VIM: clang complete. Этот плагин делает семантический разбор используя clang. Умеет дополнять то, что другим IDE (за исключением Xcode, но у меня на эту дрянь аллергия) и не снилось.
Список дополнения создается в рантайме. Это можно считать и плюсом и минусом одновременно. Плюс потому, что список всегда в актуальном состоянии, минус потому, что любая ошибка прервет компиляцию и список дополнения не будет создан. Но это же является и плюсом – всегда видна допущенная ошибка.
Для себя я создал конфигурационный файл ~/.clang_complete содержащий нужный мне список путей к заголовочным файлам.
Полезная статья по теме: IntelliSense-like autocomplete for Vim with clang.