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车载计算平台的变革:从高性能芯片到异构集成Chiplet

文章来源: 盖世汽车  |  发布时间:2023-05-31 08:27  |  责任编辑:安远  |  阅读量:15294  |  

2023年5月18日—19日由吉利汽车研究院主办,盖世汽车承办的吉利2023智能汽车技术论坛上,新思科技汽车业务拓展总监武钰表示,面对种种挑战,全球的整车厂都在努力改变,并且在积极讨论自研芯片和定制芯片的方案。现在围绕中国地区的客户需求,新思科技仍以各个功能区域的域控制器中的处理芯片为思路。在未来3年,整车电子电气架构将以介于域控制器架构和中央计算zonal架构之间的混合模式为主。

同时她还表示,新思科技作为全球第一的EDA工具供应商,持续在接口IP、处理器IP等方面为客户提供高可靠性、高功能安全的产品,并持续看好中国的芯片供应商,在供应链上为产业贡献力量。

新思科技业务拓展总监

以下为演讲内容整理:

芯片设计的新思路

新思科技作为汽车半导体供应链的最前端,一直在持续关注汽车行业的变化。比如供应链的切断、电子电气架构的变化、软件复杂度和部署难度的提升等,都是目前面临的挑战。从整车厂的需求来看,性价比及根据软件定制硬件的要求比较明显,并且希望强化其自身的核心竞争力。

整车厂在考虑定制芯片时,与面对传统的车载芯片供应商完全不一样,他们更愿意从整体架构和需求出发,来推导芯片将来在电子电气中如何部署、适配等,在不同的车型上反复利用,达到最高的性价比。

做芯片设计时,半导体行业有通用的面积,功耗和算力的平衡。那汽车行业在做新一代芯片定义时,PPA是一个门槛,也是一个必选项,但同时也要考虑软件的移植难度、复用性等要求。以及芯片在架构中会把多少的功能做集成、如何降低ECU的数目等。类比手机和PC行业,系统供应商都是从系统转来做定制芯片,这也是一个必然的路径。

下图是三大在车载中使用的SoC标准架构:ADAS和座舱、网关。新思在面向这些SoC中也有全套的配套的汽车等级IP。

图源:演讲嘉宾材料

之前做消费类手机芯片的客户转来做座舱芯片,会强调“车机即手机”,但在从手机芯片跨越到座舱芯片时,需要面对汽车的可靠性、质量和功能安全需求。网关部分是依赖传统32位MCU逐步提升性能的过程,国内汽车半导体供应商新的网关芯片,主打的也是32位MCU,加入高性能CPU核、上层算法、丰富的接口和协议等,同时加入加密保护和功能安全。

架构与算力平台的变革

EE架构的变革是为了降本增效、优化线速和集成功能,这个需求是在汽车功能提升中的必然历程。下图是一个毫米波雷达的处理芯片,在未来的车上对激光雷达和毫米波雷达的处理芯片,会有更强的ASIC定制需求。还有四周的Zonal域控制器,是按物理区域分布在车的不同位置,需要把处理完的数据,通过主干网发送到中央计算平台上。

图源:演讲嘉宾材料

在这样Zonal节点上,对于功能安全和信息传输的可靠性要求都比较高。。未来座舱和ADAS会逐步往中央计算平台发展,这不仅仅是一个功能的集成,更像一个通过强大的算力平台,能够让多个操作系统和应用软件运行而相互毫不影响。

新思科技愿意把最新的半导体Chiplet方案提供给整车厂和主流汽车芯片客户,来让大家有更多的选择。因为在未来中央集成的电子电气架构中,中央计算平台所要实现的功能非常复杂,然而依赖一颗单芯片的多个数字IP的拼凑不足以承载这么多的功能。在半导体行业,如果Die的面积过大,生产的良率会呈指数级的下降,一个面积太大的芯片是无法在量产中收回成本。

车载芯片的市场与解决方案

新思科技现在的方案,是把在一颗芯片上的CPU、GPU单独拆分来做成新的Chiplet方案,同时对深度学习和视觉处理可以做成独立的NPU Die。

现在BEV模型出来后,对相应算力的支持要求比较高,尤其是大模型中参数量比较大,是超过传统模型,并且要想真正能够运用在汽车上,芯片一定要预留足够的算力。目前汽车的自动驾驶的软件还需要一个比较通用的平台,来做算法的不断迭代和优化,再回归到ASIC的本质。

武钰不认为2000TOP在国内的装机率会高,需要考虑选用灵活的方案在国内车上进行装配,可以参考下图

图源:演讲嘉宾材料

新思科技是半导体IP公司,也是全球第一EDA工具的供应商。以IP产品为例,现在提供给市面上CPU、NPU、DSP处理器IP都包含功能安全和可靠性的特征,接口IP也同样具有这样的特点。除此之外,EDA工具在芯片设计流程中可以帮助客户做功能安全设计。因为中国的车载半导体行业发展历程较短,所以大部分客户希望我们的产品能帮助其提高研发效率,增强芯片稳定性。

目前车载芯片相比于消费类或者AI芯片,处于蓬勃发展期。,2022年全球汽车半导体的增量最高,达到了30%左右。预计未来五年内,每年汽车半导体的增量都能达到超过20%的复合增长率。所以中国的车载半导体市场非常重要,希望新思科技能借由技术积累和技术领先性,与国内汽车半导体的供应商及整车厂共同成长。

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