缺“芯”困局之下，推動(dòng)車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的呼聲愈發(fā)高漲，芯擎科技應(yīng)運(yùn)推出中國(guó)首款車規(guī)級(jí)7nm先進(jìn)制程高端處理器芯片“龍鷹一號(hào)”，涵蓋多核異構(gòu)超大規(guī)模SoC設(shè)計(jì)、自主設(shè)計(jì)多種創(chuàng)新核心IP、面向?qū)嶋H量產(chǎn)的車身電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)核心維度。

2023年2月21日，由蓋世汽車主辦的2023第二屆汽車芯片產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，芯擎科技戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理孫東介紹道，2021年底，芯擎科技成功流片了國(guó)內(nèi)第一款7nm智能座艙SoC芯“龍鷹一號(hào)”，并于2023年年終開始陸續(xù)搭載多車型上市，一舉打破海外競(jìng)品的壟斷局面。

孫東 | 芯擎科技戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理

以下為演講內(nèi)容整理：

汽車芯片有挑戰(zhàn)也有機(jī)遇，難確實(shí)難，但機(jī)會(huì)也確實(shí)多。中國(guó)本土的汽車品牌、造車新勢(shì)力和Tier1層出不窮，也為上游做軟件和芯片的公司帶來更多的機(jī)會(huì)和落地點(diǎn)。我今天將向大家分享芯擎科技的產(chǎn)品和公司發(fā)展，以及對(duì)這個(gè)行業(yè)的看法。

芯擎科技公司介紹

圖片來源：芯擎科技

芯擎科技是一家聚焦于汽車高算力芯片的領(lǐng)域的公司。高算力芯片在汽車智能化過程中所突出的新應(yīng)用點(diǎn)，典型如智能座艙芯片。芯擎的智能座艙芯片可支持多屏、多操作系統(tǒng)以及輔助駕駛，以完成整個(gè)智能座艙的多媒體化和人機(jī)交互。

此外，ADAS和自動(dòng)駕駛駕駛的SoC芯片也成為新應(yīng)用點(diǎn)。我們的產(chǎn)品包含面向于高階智能駕駛L3和L4自動(dòng)駕駛芯片，隨著整個(gè)車身電氣架構(gòu)的演進(jìn)以及功能的變化，我們也在規(guī)劃和推出車載中央計(jì)算機(jī)的高算力芯片，以實(shí)現(xiàn)車身電氣架構(gòu)演進(jìn)過程中算力的支撐。這幾款芯片的共同點(diǎn)是算力較高，與傳統(tǒng)的車燈、雨刷和車窗控制器（ECU）算力已不在同一個(gè)層級(jí)。另外，汽車芯片的可靠性要求毋庸置疑，滿足ISO26262、AEC-Q100等車規(guī)級(jí)要求的合規(guī)也必不可少。

除此之外，這幾款芯片還有幾個(gè)特點(diǎn)。對(duì)于信息處理，無論是車身信息處理、駕駛員行為，還是周邊環(huán)境信息的加密、采集都是全方位的。除了我們強(qiáng)調(diào)的功能安全之外，信息安全也必不可少，滿足國(guó)密算法的安全需求。為支撐高算力芯片的可靠性，我們采用了先進(jìn)的7nm工藝，讓整個(gè)芯片的運(yùn)算算力、功耗、可靠性，包括眾多IP的集成都得到了很好的優(yōu)化，能夠?yàn)橛脩籼峁┘骖櫢咚懔?、高性能、低成本和高可靠性的產(chǎn)品。

我們?cè)?021年年底成功流片了國(guó)內(nèi)第一款7nm智能座艙SoC芯龍鷹一號(hào)，今年我們將搭載多款車型陸續(xù)上市，這將在智能座艙領(lǐng)域首次打破海外競(jìng)品的壟斷局面。

芯擎科技成立于2018年年底，2019年年中開始了龍鷹一號(hào)產(chǎn)品的開發(fā)。汽車芯片的研發(fā)、生產(chǎn)確實(shí)很有挑戰(zhàn)性，經(jīng)過兩年多的開發(fā)后，龍鷹一號(hào)在2021年年底順利發(fā)布，得到了國(guó)內(nèi)多家投資機(jī)構(gòu)的支持。

這樣的高算力芯片與傳統(tǒng)的汽車芯片有一定差別，芯擎科技的團(tuán)隊(duì)成員中很大一部分擁有服務(wù)器芯片與汽車芯片背景，服務(wù)器芯片高算力、高并發(fā)性和高帶寬設(shè)計(jì)架構(gòu)的積累與汽車芯片的可靠性、安全性設(shè)計(jì)積累合二為一，讓我們得以在兩年內(nèi)就推出7nm的高分辨率智能座艙芯片。

7nm高性能智能車規(guī)芯片算力趨勢(shì)分析

汽車芯片市場(chǎng)上漲迅猛，其中大部分的增長(zhǎng)都來自于汽車智能化帶來的機(jī)會(huì)點(diǎn)，高算力芯片在智能座艙和自動(dòng)駕駛上都實(shí)現(xiàn)了CAGR兩位數(shù)的增長(zhǎng)。很多人會(huì)問，做先進(jìn)制程高算力芯片，供貨保障怎么辦？

圖片來源：芯擎科技

這是臺(tái)積電2021年財(cái)報(bào)的數(shù)據(jù)，在臺(tái)積電整個(gè)供應(yīng)鏈產(chǎn)能最多的是7nm和5nm，且增長(zhǎng)最快的也是汽車芯片，在先進(jìn)制程的汽車高算力芯片上，除了芯擎，國(guó)際很多大廠都在這方面有投入。

自2018年以后，汽車上智能座艙芯片和人機(jī)交互芯片的工藝開始向先進(jìn)工藝轉(zhuǎn)變。那么7nm在實(shí)際使用中究竟能帶給用戶什么樣的體驗(yàn)？首先，節(jié)點(diǎn)工藝越先進(jìn)，晶體管的反轉(zhuǎn)速度越快，從而能帶來主屏性能的上升。其次是功耗的下降，同樣大小的邏輯電路，采用更先進(jìn)的工藝，耗電量會(huì)更低。另外，先進(jìn)工藝能增加晶體管的密度，從而帶來成本的優(yōu)化。

我們分析了傳統(tǒng)工藝、16nm和7nm的先進(jìn)工藝之后，兩年前決定在7nm節(jié)點(diǎn)工藝上啟動(dòng)國(guó)產(chǎn)智能座艙芯片項(xiàng)目。實(shí)際上無論是對(duì)于7nm還是16nm，最大的挑戰(zhàn)都在于超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)需要大量資源和團(tuán)隊(duì)人員來進(jìn)行為期2~3年的研發(fā)，產(chǎn)品真正面臨的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不是啟動(dòng)項(xiàng)目時(shí)候市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是跨越研發(fā)周期后對(duì)市場(chǎng)后期的預(yù)測(cè)。

芯擎產(chǎn)品介紹

龍鷹一號(hào)能實(shí)現(xiàn)90K DMIPS的CPU算力和900GFLOPS的GPU算力。面向汽車環(huán)境的使用場(chǎng)景，我們采用硬隔離技術(shù)，能將算力完全開放給客戶。

近年來部分芯片廠商逐漸從手機(jī)轉(zhuǎn)移到汽車座艙領(lǐng)域。手機(jī)和座艙有很大區(qū)別，手機(jī)是一塊屏，而汽車上有多塊屏幕；手機(jī)上是一個(gè)操作系統(tǒng)，汽車上有多個(gè)操作系統(tǒng)；手機(jī)上是高頻啟動(dòng)、低頻運(yùn)行，熄屏狀態(tài)下大部分都處于待機(jī)狀態(tài)，而汽車只要啟動(dòng)之后，座艙系統(tǒng)就將保持全速運(yùn)行。

針對(duì)手機(jī)和汽車不同的運(yùn)行場(chǎng)景和性能要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)階段就已針對(duì)汽車應(yīng)用做了很多優(yōu)化。

汽車芯片和手機(jī)更大的區(qū)別在于，汽車對(duì)于安全的要求非常高。針對(duì)座艙的功能安全要求，我們內(nèi)置了ASIL-D等級(jí)的功能安全島，支持安全通訊和安全顯示，以保證數(shù)字儀表盤、告警聲等高安全等級(jí)部件在不受外圍干擾的情況下做到實(shí)時(shí)、可靠、安全。

如今的智能座艙相當(dāng)于信息收集中心，為了保證用戶信息的可靠性和安全性，我們加入了信息安全島，不僅支持國(guó)際加密算法，還支持SM2、SM3、SM4等國(guó)密算法，滿足國(guó)密算法要求，支持通過遠(yuǎn)程喚醒等操作所需要的通訊和本地?cái)?shù)據(jù)運(yùn)算的安全性和保密性。

在質(zhì)量方面，我們獲得了ISO9001質(zhì)量證書，以及符合AEC-Q100車規(guī)級(jí)認(rèn)證。

隨著時(shí)間的推移，在智能座艙領(lǐng)域圖像的顯示、渲染等也對(duì)GPU算力提出了更高要求。隨著艙駕一體、艙泊一體的普及和應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，原先輔助駕駛域、DMS功能越來越多地集成到智能座艙中。

作為上游的芯片供應(yīng)商，我們也在全力以赴提升產(chǎn)品性能。面對(duì)汽車國(guó)產(chǎn)化、智能化的機(jī)遇，芯擎科技是立足于本土，面向國(guó)際化的一家汽車芯片公司，在芯片制程的起點(diǎn)上和國(guó)際一線廠商對(duì)標(biāo)，開發(fā)出國(guó)內(nèi)首顆7nm車規(guī)智能座艙芯片“龍鷹一號(hào)”，一舉打破車規(guī)芯片先進(jìn)制程產(chǎn)品被海外廠商壟斷的市場(chǎng)局面。

7nm先進(jìn)工藝對(duì)整個(gè)座艙、應(yīng)用系統(tǒng)都帶來了很大的變革。一是先進(jìn)工藝使芯片主頻和運(yùn)算速度提高，GPU、CPU、NPU算力的提高能帶來更多OS、中間件相關(guān)應(yīng)用體驗(yàn)的提升。與傳統(tǒng)汽車廠商與用戶之間關(guān)系的區(qū)別，智能汽車在交付給用戶后智能駕艙系統(tǒng)通過軟件升級(jí)等功能不斷加深和強(qiáng)化與用戶的關(guān)系，而智能座艙中完備的操作系統(tǒng)和高算力芯片能有效支持駕駛艙內(nèi)用戶行為數(shù)據(jù)的采集、收集和反饋，從而為用戶體驗(yàn)的提升提供基礎(chǔ)。

二是使智能化程度不斷提升。過去高速接口很少在汽車芯片中出現(xiàn)，而現(xiàn)在高帶寬的應(yīng)用對(duì)高速高速接口和并行處理能力提出了要求。而先進(jìn)工藝能帶來高算力、多高速接口、并行處理的能力，以支持更多的傳感器以及顯示終端。

三是AI算力的需求。不僅僅使得自動(dòng)駕駛，還有視頻、語(yǔ)音和圖形處理甚至整車與駕駛者的人機(jī)交互都在不斷增強(qiáng)和提升。

四是芯片迭代加速。當(dāng)前汽車改款周期從傳統(tǒng)的5~8年縮短到1~2年，新功能不斷涌現(xiàn)；相應(yīng)車載芯片的升級(jí)周期從在5~8年左右縮短至2~3年。

通過一顆”龍鷹一號(hào)”SoC芯片，可以實(shí)現(xiàn)輔助駕駛、AR-HUD、流媒體后視鏡、車載高清4K多屏以及數(shù)字儀表盤。針對(duì)車載游戲的需求，首先要滿足車機(jī)和手機(jī)上無差別的運(yùn)行狀態(tài)，包括分辨率、刷新率等指標(biāo)，對(duì)此我們的工程師也做了很多適配工作，在”龍鷹一號(hào)”上支撐王者榮耀、極品飛車等3D游戲的順暢運(yùn)行。

中國(guó)的智能汽車市場(chǎng)有很多新的需求和應(yīng)用點(diǎn)，芯擎科技將攜手整個(gè)智能汽車行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)不斷推出滿足新的需求和應(yīng)用的芯片產(chǎn)品，來積極參與和助力中國(guó)汽車智能化的進(jìn)程。

（以上內(nèi)容來自芯擎科技戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理孫東于2023年2月21日由蓋世汽車主辦的2023第二屆汽車芯片產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)表的《全“芯”助力，7nm高算力智能座艙SoC的進(jìn)階之路》主題演講。）

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