车载计算平台的变革：从高性能芯片到异构集成Chiplet

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。