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汽車智能化趨勢下，未來汽車設(shè)計(jì)正在發(fā)生翻天覆地的變化。其中，智能座艙作為汽車智能化的焦點(diǎn)，業(yè)界關(guān)注度在逐步提升。
一方面，智能座艙直接影響駕乘體驗(yàn)和汽車安全；另一方面，它可以提供更為豐富的音樂、導(dǎo)航等服務(wù)內(nèi)容，為汽車產(chǎn)業(yè)帶來更廣闊的商業(yè)前景和價(jià)值空間。
要實(shí)現(xiàn)這些完整功能和體驗(yàn)，智能座艙需要融合多重底層技術(shù)。其中，智能座艙SoC作為核心基石與底座，需要具備高算力、多域異構(gòu)算力等關(guān)鍵能力。
7nm國產(chǎn)主控芯片快速上車，EDA功不可沒
日前，首顆國產(chǎn)7nm車規(guī)級(jí)座艙SoC“龍鷹一號(hào)”正式量產(chǎn)上車，交付車型包括一眾備受矚目的國產(chǎn)新能源汽車品牌的多款車型。
通常，一顆汽車芯片從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、流片、車規(guī)認(rèn)證、車型導(dǎo)入驗(yàn)證到量產(chǎn)裝車，通常需要3-5年的時(shí)間。在測試過程中，某些性能、指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時(shí)，還需要回到原點(diǎn)，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、建模等。而“龍鷹一號(hào)”的研發(fā)和量產(chǎn)上車過程卻非常順利，2021年6月，“龍鷹一號(hào)”一次性流片成功，并于同年年底前正式推出；2022年12月，“龍鷹一號(hào)”實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，整個(gè)過程可謂一氣呵成。
芯擎科技創(chuàng)始人、董事兼CEO汪凱博士表示：
“龍鷹一號(hào)”之所以能夠快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和上車，主要得益于市場對高性能國產(chǎn)主控芯片的剛需、團(tuán)隊(duì)自身的技術(shù)實(shí)力，以及汽車芯片當(dāng)前在全產(chǎn)業(yè)鏈的重要地位。
他強(qiáng)調(diào)，“龍鷹一號(hào)”之所以能夠?qū)崿F(xiàn)快速開發(fā)并通過車規(guī)認(rèn)證，EDA工具功不可沒。“EDA就是畫家手上的筆，如果沒有一支好筆，很難完成好的作品”， 汪博士表示，“特別是對于高性能車規(guī)主控芯片，EDA的選擇就更為關(guān)鍵、作用也更加明顯?！?/p>
為什么高性能芯片尤為重視EDA工具？
汪博士表示：
一款好的EDA工具可以幫助工程師更高效地設(shè)計(jì)、仿真和驗(yàn)證復(fù)雜的電子系統(tǒng)；
其次，隨著工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)、芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和生產(chǎn)流程步驟不斷增加，需要從設(shè)計(jì)、測試和生產(chǎn)各環(huán)節(jié)對良率進(jìn)行把控，因此，EDA工具的DFT功能（Diagnosis-Driven-Yield-Analysis診斷驅(qū)動(dòng)良率分析技術(shù)）非常重要；
第三，尤其是對于大芯片來說，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題和有效解決問題非常重要，這需要EDA工具能夠貫穿從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的整個(gè)Debug過程。
攜手西門子EDA，實(shí)現(xiàn)巨大產(chǎn)品飛躍
汪博士透露，“龍鷹一號(hào)”設(shè)計(jì)過程中，和西門子EDA進(jìn)行了多方面合作，其中最關(guān)鍵的就是DFT和FUSA（功能安全）認(rèn)證。
我們和西門子EDA進(jìn)行了非常緊密的合作，尤其在汽車功能安全方面，西門子EDA給予大力支持，使‘龍鷹一號(hào)’在最短時(shí)間內(nèi)完成了從設(shè)計(jì)流片到驗(yàn)證和量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的巨大飛躍。
具體而言，“龍鷹一號(hào)”不論在ASIL-D等級(jí)的功能安全、車規(guī)級(jí)的高可靠性、超大的芯片規(guī)模，還是緊張的項(xiàng)目周期等方面，都對DFT提出了更高的要求。西門子EDA經(jīng)過驗(yàn)證的DFT工具系統(tǒng)Tessent，作為業(yè)界領(lǐng)先的工具，提供了全方位的支持和服務(wù)，對于縮短PFA循環(huán)時(shí)間、提升良率起到了很大作用。
此外，在促進(jìn)芯片合規(guī)性方面，遵守嚴(yán)格的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)對于確保車輛電子系統(tǒng)的安全性、可靠性等方面至關(guān)重要。西門子EDA工具在幫助應(yīng)對復(fù)雜的汽車法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使芯片能夠符合ISO26262功能安全和汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）要求。
汪博士還表示：
目前，國內(nèi)整體在功能安全認(rèn)證環(huán)節(jié)比較薄弱，要想快速達(dá)到車規(guī)認(rèn)證水平，F(xiàn)USA必不可少。通過與西門子EDA在FUSA安全認(rèn)證方面的合作，工程師可以根據(jù)行業(yè)特定要求進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，能夠在開發(fā)早期識(shí)別潛在的合規(guī)性問題，最大限度降低了認(rèn)證測試失敗的可能性、以及重新設(shè)計(jì)和延遲的風(fēng)險(xiǎn)。
對標(biāo)業(yè)內(nèi)旗艦產(chǎn)品芯擎表現(xiàn)如何？
由于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，我國高性能車規(guī)芯片市場一直被國際大廠主導(dǎo)。尤其是高算力先進(jìn)制程的智能汽車芯片，全球范圍僅有少數(shù)巨頭可以提供。芯擎科技的7nm車規(guī)級(jí)座艙SoC芯片“龍鷹一號(hào)”正式量產(chǎn)上車，意味著擁有先進(jìn)制程、高算力的國產(chǎn)車規(guī)芯片正式開啟新局面，能夠?yàn)橹袊嚻筇峁┤碌倪x擇。
“龍鷹一號(hào)”擁有8核CPU、14核GPU和8TOPS獨(dú)立NPU，以及雙HiFi 5 DSP處理器。根據(jù)公開資料顯示，對標(biāo)國際一線品牌芯片，“龍鷹一號(hào)”在關(guān)鍵性能參數(shù)方面進(jìn)行趕超，已經(jīng)具備了一較高下的實(shí)力：
● 國際一線品牌CPU算力105KDMIPS，“龍鷹一號(hào)”CPU算力100KDMIPS，使用虛擬機(jī)支持多操作系統(tǒng)的情況下實(shí)際有效算力損耗15%左右；
● 國際一線品牌GPU算力1100GFLOPS，“龍鷹一號(hào)”GPU算力900GFLOPS，自行研發(fā)的IP支持多操作系統(tǒng)同步運(yùn)行，無需虛擬機(jī)，用戶實(shí)際可獲得算力高于國際一線品牌；
● 國際一線品牌NPU算力小于4TOPS，“龍鷹一號(hào)”NPU算力為8TOPS。
此外，“龍鷹一號(hào)”通過內(nèi)置雙HiFi 5 DSP，提升了語音處理能力；支持LPDDR5內(nèi)存，最高性能可達(dá)6400MT/s，提供51.2GB/s的內(nèi)存帶寬，能夠有效支撐各類娛樂、圖像和AI處理需求。
為了滿足客戶對于更高算力的需求，芯擎科技還設(shè)計(jì)了雙芯片級(jí)聯(lián)方案，通過創(chuàng)新的SE-LINK級(jí)聯(lián)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)性能的進(jìn)一步提升。
根據(jù)安兔兔車機(jī)版實(shí)測結(jié)果顯示，領(lǐng)克06EM-P搭載的“龍鷹一號(hào)”測評跑分超過50萬，進(jìn)一步驗(yàn)證了芯片性能和設(shè)計(jì)有效性。
應(yīng)對艙駕一體趨勢，SoC芯片需克服什么挑戰(zhàn)？
艙駕一體是業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同的趨勢，對此，車規(guī)SoC芯片主要面臨哪些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)?
汪博士認(rèn)為，在艙駕一體應(yīng)用場景中，SoC芯片設(shè)計(jì)首先面臨高算力挑戰(zhàn)，需要CPU、GPU和其他專用處理器協(xié)同工作，處理大量的傳感器數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。其次，還需要滿足低功耗、高可靠性、安全性和保密性、多傳感器融合、以及豐富的接口等設(shè)計(jì)需求。此外，相應(yīng)軟件要具備良好的可編程性。
“艙、泊、行融合，本質(zhì)上要滿足車企降本增效的需求。對芯片產(chǎn)品來說，需要真正把性價(jià)比做得更好，并且，有效的算力提升，才能真正支持‘艙泊行一體’”，汪博士談到，“單芯片‘龍鷹一號(hào)’通過對CPU、GPU、NPU、DSP等進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對艙、泊、行的融合支持，能夠進(jìn)一步提供沉浸式座艙體驗(yàn)，提供包括APA輔助泊車、RPA遠(yuǎn)程泊車等全場景泊車在內(nèi)的L0-L2輔助駕駛功能。通過這樣的整合，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化和成本下降?！?/p>
目前，芯擎科技已經(jīng)在這方面和一些車廠進(jìn)行試點(diǎn)合作，2024年將會(huì)有搭載相應(yīng)方案的整車陸續(xù)面市。
汽車已進(jìn)入電動(dòng)化、智能化深度融合的新時(shí)代，國產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片將迎來更大的市場機(jī)遇。對于國產(chǎn)高端車規(guī)級(jí)芯片來說，從自主研發(fā)到產(chǎn)業(yè)落地的進(jìn)程中，考驗(yàn)的是從芯片設(shè)計(jì)到完整方案的量產(chǎn)能力，考驗(yàn)的是攜手上下游伙伴、加快落地進(jìn)程的生態(tài)合作能力。
芯擎科技的“龍鷹一號(hào)”，從芯片設(shè)計(jì)到流片、驗(yàn)證、量產(chǎn)，以及安全認(rèn)證，通過與西門子EDA緊密合作，加速了產(chǎn)業(yè)落地進(jìn)程，為國產(chǎn)高端車規(guī)芯片順利上車邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
希望未來有更多賦能高端“中國芯”的合作和應(yīng)用落地，為高端車規(guī)級(jí)芯片發(fā)展注入強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。
