近日,，芯擎科技7納米車規(guī)級智能座艙高性能SoC芯片流片成功。當前全球汽車行業(yè)正飽受缺芯的困擾,，從此次的危機中不難看出,，將汽車芯片的核心技術掌握在自己手中，滿足現有需求以及未來汽車發(fā)展趨勢是當務之急,。芯擎科技高端汽車芯片的流片成功對于中國汽車行業(yè)來說,，無疑是一則振奮人心的喜訊。
88億顆晶體管,，一次性點亮
芯擎科技重磅推出國內首創(chuàng)7納米工藝制程的全新一代高性能智能座艙SoC—“龍鷹一號”,，強勢入局汽車智能座艙市場。關于芯擎科技的“龍鷹一號”芯片,，業(yè)界對其的關注度頗高,，尤其是在當下全球汽車芯片缺貨，國產芯片能否取得突破性進展的關鍵時刻,，芯擎科技在這樣的風口浪尖下依然如期帶來了好消息,。
10月28日下午3點36分,，國內首款車規(guī)級7納米智能座艙芯片“龍鷹一號”成功流片返回芯擎科技。這顆88億個晶體管的芯片,，在抵達芯擎科技上海實驗室后,，10分鐘CPU就啟動了，僅不到30分鐘就被順利點亮,！24小時LPDDR5全速工作及主要外設打通,，48小時多核操作系統(tǒng)穩(wěn)定運行。經團隊實測,，目前芯片的所有參數均達到設計標準,。
“龍鷹一號”凝結了300余位工程師歷時兩年多的心血，創(chuàng)造了國內團隊在7納米工藝車規(guī)級超大規(guī)模SoC首次流片即成功的記錄,，這足以彰顯芯擎科技的技術實力,。
“龍鷹一號”采用業(yè)界領先的低功耗7納米車規(guī)工藝制程，符合AEC-Q100標準,，內置ISO26262 ASIL-D安全等級的“安全島”和滿足汽車功能安全應用,，這種安全設計機制更適合國內汽車功能安全的需求。該芯片最大的優(yōu)勢就是其高性能,、高可靠性,、低功耗、多核異構計算模型的SoC設計,，集成了CPU,、GPU、NPU,、ISP、DSP,、VPU,、DPU等高性能加速模塊，以及與之匹配的高帶寬低延遲LPDDR5內存通道,。
芯片內置高性能嵌入式AI神經網絡處理單元,，提供更多個性化的智能語音、機器視覺及輔助自動駕駛體驗,。新一代多核圖形處理單元,，可以動態(tài)根據負載進行資源分配；一機多屏多系統(tǒng),，支持多個高分辨率高刷新率屏幕同時輸出和強大的3D渲染,；內置高性能音頻信號處理單元及豐富的音頻接口，為用戶提供豐富超凡的音視頻娛樂體驗,；專業(yè)的硬件加解密引擎為車載應用提供了信息安全保障,。同時,，芯片提供了豐富的高速通信接口和高帶寬大容量存儲。
如今“龍鷹一號”芯片的流片成功也為明年的量產上車打下了堅實的基礎,。據悉,，芯擎科技智能座艙芯片“龍鷹一號”已得到國內眾多車企和一級供應商青睞，多個量產車型正在系統(tǒng)設計過程中,，預計2022年完成上車集成和測試,。
現階段國內市場上還沒有真正上車的國產高性能智能座艙芯片，芯擎科技在這方面的努力將打破此前國際供應商在這一市場的壟斷地位,，并填補我國在自主設計高端智能座艙平臺主芯片領域的空白,。
為何選擇7納米工藝制程？
如今主流的車規(guī)芯片都在10+納米半導體工藝上百花齊放,，“龍鷹一號”是國內首款基于先進7納米工藝制程的車規(guī)級智能座艙控制芯片,。為何選擇7納米？此前芯擎科技產品規(guī)劃管理總經理蔣漢平博士曾在「2021汽車車載芯片技術峰會」上講到,，“7納米工藝是高性能智能座艙車規(guī)芯片的必選項”,。
在蔣博士看來，相對于10+納米,， 7納米的工藝節(jié)點會帶來顯著的優(yōu)點：首先是芯片集成度更高,。單位面積的晶圓上可以放置更多的邏輯門，同時封裝面積變小,，節(jié)約了晶圓成本和封裝成本,，進一步節(jié)約了成品芯片在單板上所占的面積，使得相同大小的電子產品功能更多,，速度更快,。其次，芯片耗電量更低,。同樣大小的邏輯電路做出來,，用更先進的工藝會導致耗電量更低，進而導致功耗變低,。最后,，響應速度更快。單管開斷速度更快,，同樣的邏輯電路能夠跑到的主頻更高,，性能大幅提升。
而且,，相比10+納米節(jié)點工藝,，7納米平均晶體管密度接近100MTr/mm2，是10+納米工藝的3.3倍，在同等功耗上提供35~40%的速度提升或者可以降低65%的功耗,；同時7納米相對10+納米,，可以提供更高占比的動態(tài)功耗（>90%），這樣才能真正發(fā)揮各個計算單元（CPU,、GPU等等）的有效算力,，同時降低靜態(tài)功耗，減少漏電效應,，提供高效的熱管理,。所以針對高性能的數字駕艙SoC，7納米車規(guī)工藝是必選項,。也正因此,，目前海內外絕大部分車廠新款車型的智能座艙均選用了7納米工藝的SoC產品。
但7納米的芯片設計和流片成本很高,，設計難度也很大,，很多在10+納米大放異彩的芯片設計公司在7納米工藝節(jié)點上舉步維艱。但芯擎科技認為這正是他們的機會,，難度越大,，電子行業(yè)的馬太效應越凸顯，建立了在先進設計和工藝上的護城河,。
針對不同工藝,，芯片設計要做的工作也不盡相同，例如冗余電路,、備份設計都是需要在芯片設計階段增加的內容,， 這些都是先進工藝才會出現并考慮的問題，需要長期合作積累經驗才能完成最終的量產,，沒有捷徑可走,。據了解，芯擎科技的技術團隊在10納米及更先進工藝制程上有著開發(fā)流片及量產的完整成功經驗,，這也無疑為其智能座艙芯片的一次性流片成功提供了技術保障,。
要達到流片成功，工藝和設計必須要相輔相成,，芯片設計公司和代工廠必須要保持密切的合作模式。中間會出現各種各樣的問題,。比如：良率低了到底是設計的時序余量不足,，還是工藝波動；性能差了是設計的環(huán)路穩(wěn)定性不夠,，還是工藝參數設置錯誤,？工藝參數的提取，仿真模型的構建與修改，同一芯片不同工藝下的參數對照,，最終都是要設計公司和代工廠共同努力的結果,。
汽車芯片廠商角逐先進工藝
其實，從制程工藝來講,，以往以手機為代表的消費電子產品要遠遠領先于車載芯片,，但是現在一切開始發(fā)生轉變。前有恩智浦宣布與臺積電合作,，將在下一代高性能汽車平臺中采用先進制程,；后有今年初高通發(fā)布第4代先進制程驍龍汽車數字座艙平臺。一場汽車芯片工藝領域的新戰(zhàn)場已然在醞釀,！而在這場戰(zhàn)爭中,，尤以智能座艙芯片為烈，隨著智能座艙逐步成為新車的標配,，一輪新的市場增長周期即將到來,。
目前，智能座艙已成為各路玩家的新戰(zhàn)場,，無論是新勢力造車力量和傳統(tǒng)車企已經主動打破邊界,，由被動的接受通用芯片和生態(tài)提供的解決方案，轉變到親自下場制定芯片的規(guī)格和量產車型,。在智能座艙領域,，有恩智浦、瑞薩,、英偉達,、德州儀器這樣的傳統(tǒng)汽車芯片廠商，也有從手機市場進入的芯片廠商,，如高通,、英特爾、三星,、聯發(fā)科等,。
在工藝方面，高通可謂走在前列,。2015年開始,，高通切入智能座艙和自動駕駛市場，其14納米驍龍820A座艙SoC已經拿下不少客戶,，甚至成了2020年不少中高端車型的標配,。2019 CES展上，高通發(fā)布基于臺積電第一代7納米制程的第一款車規(guī)級數字座艙SoC驍龍SA8155,。到今年1月份,，高通發(fā)布了5納米的第4代驍龍汽車數字座艙平臺,，預計將于2022年量產。
2016年,，三星宣布以80億美元收購美國汽車技術制造商Harman International Industries,，這也是三星最大的全現金收購，以此來將自己置于汽車技術市場的核心,。2019年1月,，三星推出了Exynos 旗下首款汽車品牌處理器，采用8納米制程,。
可以看出,，在7納米及以上的先進工藝和高算力的智能座艙芯片市場上，主要由高通,、英偉達等國際巨頭壟斷,。作為一家初創(chuàng)企業(yè)，芯擎科技可以說走在智能座艙芯片先進工藝的前列,。隨著“龍鷹一號”芯片的流片成功,，會極大的改變國內在高端汽車芯片匱乏的現狀，并帶動相關的產業(yè)鏈,，支撐國內汽車行業(yè)的發(fā)展,。在智能座艙芯片這個領域，以芯擎科技為代表的國產汽車芯片廠商有望成為智能網聯汽車時代不容忽視的“新力量”,。
結語
當前汽車產業(yè)正在經歷一場全球化的大變革,，屹立了多年的汽車行業(yè)的半導體供應鏈不再適用，汽車芯片企業(yè)在全新的智能汽車供應鏈體系中參與程度越來越高,。站在這個時間節(jié)點上,，芯擎科技的7納米智能座艙芯片的流片成功，交出了國內最領先,、也是唯一一張可量產的7納米車載芯片的完美答卷,！風口之上，國內的芯片設計企業(yè)應該盡快的抓住行業(yè)的契機,，把握好方向,，發(fā)展重點行業(yè)，解決芯片“卡脖子”問題,，進而縮小與先進國家的差距,。
