全“芯”助力，7nm高算力智能座舱SoC的进阶之路

2023-12-15 新能源车

【摘要】：缺“芯”困局之下，推动车规级芯片国产替代进程的呼声愈发高涨，芯擎科技应运推出中国首款车规级7nm先进制程高端处理器芯片“龍鷹一号”，涵盖多核异构超大规模SoC设计、自主设计

缺“芯”困局之下，推动车规级芯片国产替代进程的呼声愈发高涨，芯擎科技应运推出中国首款车规级7nm先进制程高端处理器芯片“龍鷹一号”，涵盖多核异构超大规模SoC设计、自主设计多种创新核心IP、面向实际量产的车身电气架构设计等多个核心维度。

2023年2月21日，由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会上，芯擎科技战略业务发展部总经理孙东介绍道，2021年底，芯擎科技成功流片了国内第一款7nm智能座舱SoC芯“龍鷹一号”，并于2023年年终开始陆续搭载多车型上市，一举打破海外竞品的垄断局面。

孙东 | 芯擎科技战略业务发展部总经理

以下为演讲内容整理：

汽车芯片有挑战也有机遇，难确实难，但机会也确实多。中国本土的汽车品牌、造车新势力和Tier1层出不穷，也为上游做软件和芯片的公司带来更多的机会和落地点。我今天将向大家分享芯擎科技的产品和公司发展，以及对这个行业的看法。

芯擎科技公司介绍

图片来源：芯擎科技

芯擎科技是一家聚焦于汽车高算力芯片的领域的公司。高算力芯片在汽车智能化过程中所突出的新应用点，典型如智能座舱芯片。芯擎的智能座舱芯片可支持多屏、多操作系统以及辅助驾驶，以完成整个智能座舱的多媒体化和人机交互。

此外，ADAS和自动驾驶驾驶的SoC芯片也成为新应用点。我们的产品包含面向于高阶智能驾驶L3和L4自动驾驶芯片，随着整个车身电气架构的演进以及功能的变化，我们也在规划和推出车载中央计算机的高算力芯片，以实现车身电气架构演进过程中算力的支撑。这几款芯片的共同点是算力较高，与传统的车灯、雨刷和车窗控制器（ECU）算力已不在同一个层级。另外，汽车芯片的可靠性要求毋庸置疑，满足ISO26262、AEC-Q100等车规级要求的合规也必不可少。

除此之外，这几款芯片还有几个特点。对于信息处理，无论是车身信息处理、驾驶员行为，还是周边环境信息的加密、采集都是全方位的。除了我们强调的功能安全之外，信息安全也必不可少，满足国密算法的安全需求。为支撑高算力芯片的可靠性，我们采用了先进的7nm工艺，让整个芯片的运算算力、功耗、可靠性，包括众多IP的集成都得到了很好的优化，能够为用户提供兼顾高算力、高性能、低成本和高可靠性的产品。

我们在2021年年底成功流片了国内第一款7nm智能座舱SoC芯龍鷹一号，今年我们将搭载多款车型陆续上市，这将在智能座舱领域首次打破海外竞品的垄断局面。

芯擎科技成立于2018年年底，2019年年中开始了龍鷹一号产品的开发。汽车芯片的研发、生产确实很有挑战性，经过两年多的开发后，龍鷹一号在2021年年底顺利发布，得到了国内多家投资机构的支持。

这样的高算力芯片与传统的汽车芯片有一定差别，芯擎科技的团队成员中很大一部分拥有服务器芯片与汽车芯片背景，服务器芯片高算力、高并发性和高带宽设计架构的积累与汽车芯片的可靠性、安全性设计积累合二为一，让我们得以在两年内就推出7nm的高分辨率智能座舱芯片。

7nm高性能智能车规芯片算力趋势分析

汽车芯片市场上涨迅猛，其中大部分的增长都来自于汽车智能化带来的机会点，高算力芯片在智能座舱和自动驾驶上都实现了CAGR两位数的增长。很多人会问，做先进制程高算力芯片，供货保障怎么办？

图片来源：芯擎科技

这是台积电2021年财报的数据，在台积电整个供应链产能最多的是7nm和5nm，且增长最快的也是汽车芯片，在先进制程的汽车高算力芯片上，除了芯擎，国际很多大厂都在这方面有投入。

自2018年以后，汽车上智能座舱芯片和人机交互芯片的工艺开始向先进工艺转变。那么7nm在实际使用中究竟能带给用户什么样的体验？首先，节点工艺越先进，晶体管的反转速度越快，从而能带来主屏性能的上升。其次是功耗的下降，同样大小的逻辑电路，采用更先进的工艺，耗电量会更低。另外，先进工艺能增加晶体管的密度，从而带来成本的优化。

我们分析了传统工艺、16nm和7nm的先进工艺之后，两年前决定在7nm节点工艺上启动国产智能座舱芯片项目。实际上无论是对于7nm还是16nm，最大的挑战都在于超大规模集成电路的设计需要大量资源和团队人员来进行为期2~3年的研发，产品真正面临的竞争对手不是启动项目时候市场上的竞争对手，而是跨越研发周期后对市场后期的预测。

芯擎产品介绍

龍鹰一号能实现90KDMIPS的CPU算力和900GFLOPS的GPU算力。面向汽车环境的使用场景，我们采用硬隔离技术，能将算力完全开放给客户。

近年来部分芯片厂商逐渐从手机转移到汽车座舱领域。手机和座舱有很大区别，手机是一块屏，而汽车上有多块屏幕；手机上是一个操作系统，汽车上有多个操作系统；手机上是高频启动、低频运行，熄屏状态下大部分都处于待机状态，而汽车只要启动之后，座舱系统就将保持全速运行。

针对手机和汽车不同的运行场景和性能要求，我们在设计阶段就已针对汽车应用做了很多优化。

汽车芯片和手机更大的区别在于，汽车对于安全的要求非常高。针对座舱的功能安全要求，我们内置了ASIL-D等级的功能安全岛，支持安全通讯和安全显示，以保证数字仪表盘、告警声等高安全等级部件在不受外围干扰的情况下做到实时、可靠、安全。

如今的智能座舱相当于信息收集中心，为了保证用户信息的可靠性和安全性，我们加入了信息安全岛，不仅支持国际加密算法，还支持SM2、SM3、SM4等国密算法，满足国密算法要求，支持通过远程唤醒等操作所需要的通讯和本地数据运算的安全性和保密性。

在质量方面，我们获得了ISO9001质量证书，以及符合AEC-Q100车规级认证。

随着时间的推移，在智能座舱领域图像的显示、渲染等也对GPU算力提出了更高要求。随着舱驾一体、舱泊一体的普及和应用的实现，原先辅助驾驶域、DMS功能越来越多地集成到智能座舱中。

作为上游的芯片供应商，我们也在全力以赴提升产品性能。面对汽车国产化、智能化的机遇，芯擎科技是立足于本土，面向国际化的一家汽车芯片公司，在芯片制程的起点上和国际一线厂商对标，开发出国内首颗7nm车规智能座舱芯片“龍鷹一号”，一举打破车规芯片先进制程产品被海外厂商垄断的市场局面。

7nm先进工艺对整个座舱、应用系统都带来了很大的变革。一是先进工艺使芯片主频和运算速度提高，GPU、CPU、NPU算力的提高能带来更多OS、中间件相关应用体验的提升。与传统汽车厂商与用户之间关系的区别，智能汽车在交付给用户后智能驾舱系统通过软件升级等功能不断加深和强化与用户的关系，而智能座舱中完备的操作系统和高算力芯片能有效支持驾驶舱内用户行为数据的采集、收集和反馈，从而为用户体验的提升提供基础。

二是使智能化程度不断提升。过去高速接口很少在汽车芯片中出现，而现在高带宽的应用对高速高速接口和并行处理能力提出了要求。而先进工艺能带来高算力、多高速接口、并行处理的能力，以支持更多的传感器以及显示终端。

三是AI算力的需求。不仅仅使得自动驾驶，还有视频、语音和图形处理甚至整车与驾驶者的人机交互都在不断增强和提升。

四是芯片迭代加速。当前汽车改款周期从传统的5~8年缩短到1~2年，新功能不断涌现；相应车载芯片的升级周期从在5~8年左右缩短至2~3年。

通过一颗”龍鷹一号”SoC芯片，可以实现辅助驾驶、AR-HUD、流媒体后视镜、车载高清4K多屏以及数字仪表盘。针对车载游戏的需求，首先要满足车机和手机上无差别的运行状态，包括分辨率、刷新率等指标，对此我们的工程师也做了很多适配工作，在”龍鷹一号”上支撑王者荣耀、极品飞车等3D游戏的顺畅运行。

中国的智能汽车市场有很多新的需求和应用点，芯擎科技将携手整个智能汽车行业上下游产业不断推出满足新的需求和应用的芯片产品，来积极参与和助力中国汽车智能化的进程。

（以上内容来自芯擎科技战略业务发展部总经理孙东于2023年2月21日由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会发表的《全“芯”助力，7nm高算力智能座舱SoC的进阶之路》主题演讲。）

本文链接：http://www.wacan.cn/xny/5445.html

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