7nm国产芯片成功上车，EDA如何赋能——西门子EDA对话芯擎科技

汽车智能化趋势下，未来汽车设计正在发生翻天覆地的变化。其中，智能座舱作为汽车智能化的焦点，业界关注度在逐步提升。一方面，智能座舱直接影响驾乘体验和汽车安全；另一方面，它可以提供更为丰富的音乐、导航等服务内容，为汽车产业带来更广阔的商业前景和价值空间。

要实现这些完整功能和体验，智能座舱需要融合多重底层技术。其中，智能座舱SoC作为核心基石与底座，需要具备高算力、多域异构算力等关键能力。

7nm国产主控芯片快速上车，EDA功不可没

日前，首颗国产7nm车规级座舱SoC“龍鹰一号”正式量产上车，交付车型包括一众备受瞩目的国产新能源汽车品牌的多款车型。

通常，一颗汽车芯片从立项、设计、流片、车规认证、车型导入验证到量产装车，通常需要3-5年的时间。在测试过程中，某些性能、指标不达标时，还需要回到原点，重新进行设计、建模等。而“龍鹰一号”的研发和量产上车过程却非常顺利，2021年6月，“龍鹰一号”一次性流片成功，并于同年年底前正式推出；2022年12月，“龍鹰一号”实现量产，整个过程可谓一气呵成。

芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士表示，“龍鹰一号”之所以能够快速实现量产和上车，主要得益于市场对高性能国产主控芯片的刚需、团队自身的技术实力，以及汽车芯片当前在全产业链的重要地位。

他强调，“龍鹰一号”之所以能够实现快速开发并通过车规认证，EDA工具功不可没。“EDA就是画家手上的笔，如果没有一支好笔，很难完成好的作品”， 汪博士表示，“特别是对于高性能车规主控芯片，EDA的选择就更为关键、作用也更加明显。”

芯擎科技汪凯博士

为什么高性能芯片尤为重视EDA工具？汪博士表示，一款好的EDA工具可以帮助工程师更高效地设计、仿真和验证复杂的电子系统；其次，随着工艺节点演进、芯片设计的复杂度和生产流程步骤不断增加，需要从设计、测试和生产各环节对良率进行把控，因此，EDA工具的DFT功能（Diagnosis-Driven-Yield-Analysis；诊断驱动良率分析技术）非常重要；第三，尤其是对于大芯片来说，在生产过程中发现问题和有效解决问题非常重要，这需要EDA工具能够贯穿从设计到量产的整个Debug过程。

携手西门子EDA，实现巨大产品飞跃

汪博士透露，“龍鹰一号”设计过程中，和西门子EDA进行了多方面合作，其中最关键的就是DFT和FUSA（功能安全）认证。 我们和西门子EDA进行了非常紧密的合作，尤其在汽车功能安全方面，西门子EDA给予大力支持，使‘龍鹰一号’在最短时间内完成了从设计流片到验证和量产，实现了产品的巨大飞跃。“

具体而言，“龍鹰一号”不论在ASIL-D等级的功能安全、车规级的高可靠性、超大的芯片规模，还是紧张的项目周期等方面，都对DFT提出了更高的要求。西门子EDA经过验证的DFT工具系统Tessent，作为业界领先的工具，提供了全方位的支持和服务，对于缩短PFA循环时间、提升良率起到了很大作用。

此外，在促进芯片合规性方面，遵守严格的监管标准对于确保车辆电子系统的安全性、可靠性等方面至关重要。西门子EDA工具在帮助应对复杂的汽车法规和标准方面发挥了关键作用，使芯片能够符合ISO26262功能安全和汽车安全完整性等级（ASIL）要求。

汪博士还表示，目前，国内整体在功能安全认证环节比较薄弱，要想快速达到车规认证水平，FUSA必不可少。通过与西门子EDA在FUSA安全认证方面的合作，工程师可以根据行业特定要求进行设计验证，能够在开发早期识别潜在的合规性问题，最大限度降低了认证测试失败的可能性、以及重新设计和延迟的风险。

对标业内旗舰产品，芯擎表现如何？

由于产业基础较为薄弱，我国高性能车规芯片市场一直被国际大厂主导。尤其是高算力先进制程的智能汽车芯片，全球范围仅有少数巨头可以提供。芯擎科技的7nm车规级座舱SoC芯片“龍鹰一号”正式量产上车，意味着拥有先进制程、高算力的国产车规芯片正式开启新局面，能够为中国车企提供全新的选择。

“龍鹰一号”拥有8核CPU、14核GPU和8TOPS独立NPU，以及双HiFi 5 DSP处理器。根据公开资料显示，对标国际一线品牌芯片，“龍鹰一号”在关键性能参数方面进行赶超，已经具备了一较高下的实力：

国际一线品牌CPU算力105KDMIPS，“龍鹰一号”CPU算力100KDMIPS，使用虚拟机支持多操作系统的情况下实际有效算力损耗15%左右；国际一线品牌GPU算力1100GFLOPS，“龍鹰一号”GPU算力900GFLOPS，自行研发的IP支持多操作系统同步运行，无需虚拟机，用户实际可获得算力高于国际一线品牌；国际一线品牌NPU算力小于4 TOPS，“龍鹰一号”NPU算力为8 TOPS。

此外，“龍鹰一号”通过内置双HiFi 5 DSP，提升了语音处理能力；支持LPDDR5内存，最高性能可达6400MT/s，提供51.2GB/s的内存带宽，能够有效支撑各类娱乐、图像和AI处理需求。

汪博士补充道，“为了满足客户对于更高算力的需求，芯擎科技还设计了双芯片级联方案，通过创新的SE-LINK级联方案，能够实现性能的进一步提升。”

根据安兔兔车机版实测结果显示，领克06 EM-P搭载的“龍鹰一号”测评跑分超过50万，进一步验证了芯片性能和设计有效性。

应对舱驾一体趋势，SoC芯片需克服什么挑战？

舱驾一体是业内普遍认同的趋势，对此，车规SoC芯片主要面临哪些设计挑战? 

汪博士认为，在舱驾一体应用场景中，SoC芯片设计首先面临高算力挑战，需要CPU、GPU和其他专用处理器协同工作，处理大量的传感器数据、音视频数据和控制信号。其次，还需要满足低功耗、高可靠性、安全性和保密性、多传感器融合、以及丰富的接口等设计需求。此外，相应软件要具备良好的可编程性。

“舱、泊、行融合，本质上要满足车企降本增效的需求。对芯片产品来说，需要真正把性价比做得更好，并且，有效的算力提升，才能真正支持‘舱泊行一体’”，汪博士谈到，“单芯片‘龍鹰一号’通过对CPU、GPU、NPU、DSP等进行整合设计，实现了对舱、泊、行的融合支持，能够进一步提供沉浸式座舱体验，提供包括APA辅助泊车、RPA远程泊车等全场景泊车在内的L0-L2辅助驾驶功能。通过这样的整合，可以同时实现性能优化和成本下降。”

目前，芯擎科技已经在这方面和一些车厂进行试点合作，2024年将会有搭载相应方案的整车陆续面市。

写在最后

汽车已进入电动化、智能化深度融合的新时代，国产车规级芯片将迎来更大的市场机遇。对于国产高端车规级芯片来说，从自主研发到产业落地的进程中，考验的是从芯片设计到完整方案的量产能力，考验的是携手上下游伙伴、加快落地进程的生态合作能力。

芯擎科技的“龍鹰一号”，从芯片设计到流片、验证、量产，以及安全认证，通过与西门子EDA紧密合作，加速了产业落地进程，为国产高端车规芯片顺利上车迈出了坚实的一步。希望未来有更多赋能高端“中国芯”的合作和应用落地，为高端车规级芯片发展注入强大驱动力。

责编：Johnson Zhang