汽车产业升级促进了对高端智驾芯片的需求,并提升了汽车芯片的价值和价格比重。目前国内多家整车和芯片企业,针对智慧驾驶芯片展开了布局,其中不乏对标英伟达下一代汽车芯片的本土汽车芯片,性能指标优秀。
作为“中国半导体IP第一股”,芯原基于自有核心技术以及为客户定制高端ADAS/自动驾驶芯片的经验,针对车企造芯所面临的设计周期长、良率低、算力扩展困难等挑战,通过芯片和封装协同设计,推出平台化的 Chiplet芯片设计软、硬件整体解决方案,以满足高算力、低功耗、高可靠性要求的智慧出行市场需求。
芯原创始人、董事长兼总裁 戴伟民
“芯原在车规级SoC芯片设计上已经有多年的积累,包括通过车规认证的IP和芯片设计流程。我们可从芯片和IP的设计实现、软件开发等方面,为全球客户满足功能安全要求的车载芯片提供一站式定制服务。此外,芯原还推出了功能安全(FuSa)SoC平台的总体设计流程,以及基于该平台的高级驾驶辅助系统(ADAS)功能安全方案,并搭建了完整的自动驾驶软件平台框架。”在第三十届集成电路设计业展览会(ICCAD-Expo 2024)上,芯原创始人、董事长兼总裁戴伟民在题为《基于Chiplet的智慧驾驶芯片平台》的演讲中表示,之前芯原在帮助客户设计智能驾驶芯片时,发现芯片尺寸超过了400mm²。“考虑到以后自动驾驶平台的要求只会越来越高,必须借助Chiplet技术来构建下一代智能驾驶技术平台。”
会后在接受《电子工程专辑》等媒体采访时,他还就国内Chiplet产业的发展态势以及本土芯片行业未来的并购趋势发表了看法。
芯原在Chiplet上的优势
所谓Chiplet技术,即将一些预先在工艺线上生产好的实现特定功能的芯片裸片,通过先进的集成技术集成封装在一起,形成一个系统芯片。这一技术不仅可以平衡大规模集成电路的计算性能与成本,还能提高设计灵活度,提升IP模块的经济性和复用性。
在智慧驾驶领域,Chiplet技术能够有效地满足高算力、低功耗、高可靠性的需求。在全球半导体产业格局重塑的背景下,Chiplet技术正以其独特的优势成为延续摩尔定律、推动行业发展的新引擎。
戴伟民强调,要成为真正的Chiplet颗粒供应商,必须具备三个关键条件:一是具备先进芯片的设计能力;二是掌握先进的封装技术;三是拥有丰富且高质量的IP资源。
他指出,芯原在这三个方面都具有独特优势,不仅能够提供GPU、ISP、NPU等核心IP,还具备大规模高端芯片的设计能力和成功开发经验。目前,芯原已经拥有基于Chiplet架构的高性能计算/汽车定制芯片、CoWoS封装、UCIe/BoW兼容的物理层接口等成功设计案例和经验,并正在推出Chiplet智驾系统芯片设计平台,可以多维度满足车企造芯的不同需求。
Chiplet在智慧驾驶领域的前景
戴伟民预计,自动驾驶将是率先采用Chiplet技术的应用领域之一。他表示,中国在自动驾驶领域具有领先优势,并且有意愿采用Chiplet技术来提升汽车的可靠性和适应不同的AI需求级别。他认为,国内新能源汽车制造商可能会率先采用Chiplet技术,“这一时间节点已经领先于欧美在汽车芯片Chiplet化的商业落地时间表。汽车芯片走Chiplet之路已经在全球领先汽车企业中形成了共识。中国的快速反应和布局将有利于延续我们在新能源汽车领先全球的发展势头。”
在自动驾驶领域,先进制程芯片的研发和流片成本极高,一次流片成本通常高达数千万甚至上亿人民币,这对于各大车厂来说都是一个沉重的负担;而车用芯片过车规的流程通常较长,不利于快速发展的智能驾驶汽车进行高效率的升级和迭代。Chiplet模式为这一问题提供了有效的解决方案。举例来说,假设自动驾驶芯片包含6个功能模块,通常其中4个模块的需求在各个车厂之间会是一致的,那么芯原可以帮助车企将这4个通用模块研发成统一的Chiplet,并直接交付给客户,实现客户间的成本分摊;客户则只需专注于另外2个模块的个性化研发,从而降低设计难度和成本,并缩短了设计周期。最终,客户将这些模块拼接在一起,就能形成一个具有客户自身特色的完整芯片。
与车企独立研发整个大芯片相比,采用Chiplet模式可以节省大量的资金、时间成本,并减低风险;而且当芯片需要进行迭代更新时,只需替换或增添相应已通过车规认证的Chiplet,而不用重新设计整个大芯片,然后再走车规流程,这使得车厂能够更快地响应市场变化和技术进步。此外,由于多颗Chiplet同时失效的概率远低于一颗单颗芯片,因此基于Chiplet架构的汽车芯片的可靠性也得到进一步提高。
他介绍,芯原积极布局智慧驾驶领域,覆盖从智慧座舱到自动驾驶的多项核心技术。而针对车企造芯所面临的设计周期长、良率低、算力扩展困难等挑战,芯原基于自有核心技术,以及为客户定制高端自动驾驶芯片的经验,通过芯片和封装协同设计,推出了平台化的Chiplet芯片设计软硬件整体解决方案,以满足高算力、低功耗、高可靠性要求的智慧出行市场需求。
除了推出基于Chiplet的智慧驾驶芯片平台外,芯原还在积极推动Chiplet技术的生态发展。戴伟民表示,芯原股份已经加入了UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)联盟,是第一批加入UCIe联盟的中国大陆企业。UCIe联盟致力于制定一个统一的Chiplet互通互联标准,这将极大地促进Chiplet技术的发展和应用。
同时,芯原还在积极与国内外知名的封装技术厂商合作,共同推进Chiplet技术的研发和产业化。戴伟民博士认为,随着UCIe标准的逐步推广和完善,以及更多企业的加入,Chiplet技术将迎来更加广阔的应用前景。
以下是芯原在ICCAD2024上展出的部分Chiplet方案:
内置芯原GPGPU IP和NPU IP的高性能AI PC
基于Chiplet架构的数据中心SoC
基于芯原高端应用处理器平台的自动驾驶/ADAS解决方案
行业并购潮与开放合作
在采访最后,戴伟民提到,面对当前复杂的国际形势和技术封锁,中国半导体行业将会出现并购潮,他建议企业间应加强合作,共同构建一个开放、协同的工作环境,促进资源的有效整合。
“但这个过程需要开放合作和正确的创业者心态,即优先考虑长远利益而非短期收益。”他认为,初期不应过分关注并购价格,而是应该尽快融入到“航空母舰”级别的公司中,这对于未来的可持续发展是有利的,也将有助于推动行业的健康发展。
戴伟民在 ICCAD 2024上接受媒体采访
关于芯原
据介绍,芯原微电子 (上海) 股份有限公司 (芯原股份,688521.SH) 是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。
公司拥有自主可控的图形处理器IP (GPU IP)、神经网络处理器IP (NPU IP)、视频处理器IP (VPU IP)、数字信号处理器IP (DSP IP)、图像信号处理器IP (ISP IP) 和显示处理器IP (Display Processing IP) 这六类处理器IP,以及1,600多个数模混合IP和射频IP。
基于自有的IP,公司已拥有丰富的面向人工智能 (AI) 应用的软硬件芯片定制平台解决方案,涵盖如智能手表、AR/VR眼镜等实时在线 (Always-on) 的轻量化空间计算设备,AI PC、AI手机、智慧汽车、机器人等高效率端侧计算设备,以及数据中心/服务器等高性能云侧计算设备。
为顺应大算力需求所推动的SoC (系统级芯片) 向SiP (系统级封装) 发展的趋势,芯原正在以“IP芯片化 (IP as a Chiplet)”、“芯片平台化 (Chiplet as a Platform)”和“平台生态化 (Platform as an Ecosystem)”理念为行动指导方针,从接口IP、Chiplet芯片架构、先进封装技术、面向AIGC和智慧出行的解决方案等方面入手,持续推进公司Chiplet技术、项目的研发和产业化。
基于公司独有的芯片设计平台即服务 (Silicon Platform as a Service, SiPaaS) 经营模式,目前公司主营业务的应用领域广泛包括消费电子、汽车电子、计算机及周边、工业、数据处理、物联网等,主要客户包括芯片设计公司、IDM、系统厂商、大型互联网公司、云服务提供商等。
芯原成立于2001年,总部位于中国上海,在中国和美国设有7个设计研发中心,全球共有11个销售和客户支持办事处,目前员工已超过2,000人。