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7nm车规级芯片从缔造走向量产——对话芯擎科技董事兼CEO汪凯博士

发布时间:2022-08-25 作者:周琦 创投智库

汽车正从交通工具,演变成一台具备移动功能的服务器。


汽车智能化的核心是车规级芯片,控制导航、变速巡航等指令,其国产化率目前不足5%。


去年年底,芯擎科技推出国内首款7nm(纳米)车规级智能座舱多媒体芯片“龍鷹一号”。今年下半年,该芯片将实现量产,部署到吉利旗下品牌的新车中。


“龍鷹一号在设计、工艺和性能等方面,对标国际市场上最先进的产品,实现了国产技术领域突破。”芯擎科技董事兼CEO汪凯博士在接受《21CBR》记者采访时表示。


芯擎还很年轻,2018年,由吉利控股集团投资的亿咖通科技、半导体IP厂商安谋中国等共同出资成立。


近日,公司完成近十亿元A轮融资,为今年上半年,汽车芯片设计领域在国内斩获的最大单笔融资。



7nm起点



汪凯在芯擎科技成立初期,就立志要做7nm芯片。


原因很简单——“芯片国产化不能只取代传统车规芯片,还要驱动市场需求,做真正满足产业升级的产品。”


汪凯毕业于美国伊利诺伊大学,获电气工程和计算机科学博士学位,在半导体行业拥有超25年的从业经验,曾任华芯通半导体CEO、国际顶级半导体公司Sandisk全球销售副总裁及亚太区总裁等。


随着智能汽车的演进,屏幕数量越来越多、分辨率越来越高,保障每一块屏幕流畅运行不卡顿,对芯片性能具有极高要求。


注:车机测试画面仅用于展示开发效果,版权归所有权人


从算力和功耗角度看,7nm制程是高算力车规级芯片的必然趋势,能帮助汽车车机性能达到手机水准。


当前市场应用的主流产品以7nm为主,包括众多造车新势力在内的车企们,正将目光转向高算力的智能座舱芯片。没有7nm,很难进入车企下一代产品的配套体系内。


一同入局的竞争者非常多,大部分厂商选择16nm或28nm的工艺制程,极少国产厂商采用7nm工艺制程,更别提一家初创企业了。


“在车规级智能座舱芯片领域,7nm工艺制程代表了目前行业的领先水平。”汪凯回忆道,“当时还被友商感慨,(芯擎)胆子真大!”


芯擎要克服研发、设计、流片等诸多困难,包含芯片架构、工艺节点、带宽、存储等问题。


汪凯举了个例子,“车规级7nm芯片的安全标准非常高,手机可以死机,但汽车必须有侦测和处理错误的机制,需要满足AEC-Q100、ISO 26262等功能安全标准。”


想靠7nm打开市场,芯擎站在了高起点上。



汪凯带领团队专注于自主研发,提高芯片设计软硬件一体化的核心技术能力。


包括硬件加速器、硬件信息安全处理模块、图像处理等,芯片级安全如功能安全和信息安全等;优化多核架构和易构计算方面,提供高速互联和高速接口,低功耗及电源管理,含实时操作系统,快速启动技术和虚拟化技术。


令他骄傲的是,经过两年多的埋头苦干,龍鷹一号芯片于去年实现了一次流片即成功。回片抵达上海实验室后,10分钟CPU启动,半小时内被顺利点亮,24小时全速打通,48小时多核操作系统实现稳定运行。


团队协力



“(芯片成功研发)有自身和外部双重原因。”汪凯分析道。


公司团队70%以上拥有硕士或博士学历,研发人员大多有10-15年飞思卡尔、AMD、高通等头部芯片企业研发经历。目前,芯擎工程师数量超300。


除了自研的核心算法和IP,芯擎还与多位合作伙伴合作开发项目,从需求定义、车载系统设计,到集成测试,形成从产品定义到市场应用的闭环模式,发挥产业链上下游协同效应。


“龍鷹一号在两年多时间内,完成适配研发并快速走向量产,得益于吉利、亿咖通科技、安谋中国、一汽等的鼎立支持和通力合作。”汪凯表示。


“龍鷹一号”能为智能座舱应用做什么?


它能让消费者在新能源汽车里,操控有限空间的多块显示屏,实现流畅的车机运行和操作体验。简言之,主驾驶开车、导航,同时副驾驶玩电子游戏,后排看电影、智能语音通话等。



以游戏功能为例,其GPU渲染算力和多种图形硬件加速单元,在高清视频流畅播放的同时,支持3D游戏迅捷平滑操作,高带宽、低延迟的LPDDR5内存带宽,保证多屏之间数据的实时交换。


汪凯告诉《21CBR》,该芯片集成87层电路、88亿颗晶体管,芯片内置8个CPU(中央处理器,整数计算力可达90K)、14个GPU(图形处理器,浮点计算能力可达900G)、可编程NPU内核,INT8算力达8TOPS,并拥有强大的VPU、ISP、DPU、DSP集群。


龍鷹一号内置符合国密算法的信息安全引擎,保障用户的信息安全需求;内置功能安全岛,安全级别可达ASIL-D,实时监控系统运行。


从芯片硬件层面,保证仪表盘的功能安全显示、与车身的功能安全通信,“这是市场上一些现有的国外解决方案所不具备的。”汪凯介绍。


资本加持



今年7月,芯擎科技完成近十亿元A轮融资,由红杉中国领投,东软资本、博世旗下博原资本、中芯聚源等跟投。资金计划用于现有产品的批量供货以及车规级、高算力车载芯片下一阶段的研发和部署。



早在3月,芯擎科技已获得来自一汽集团的战略投资。


背靠吉利、一汽等产业股东和战略投资方,芯擎科技在产品研发和商业化上具备天然优势。


龍鷹一号在量产车型测试和验证的各项工作已陆续完成,有望于今年下半年量产,将直接部署到吉利旗下品牌新车中,后续有更多搭载该芯片的国产品牌车落地。


“芯擎还将为客户提供贴身服务,已准备好参考设计平台,降低客户化设计难度,方便开发,支持客户快速验证和实现量产。”汪凯说。


下一步,芯擎科技将加速布局车规级高端处理器市场。


通过智能座舱芯片、自动驾驶芯片、车载中央处理器芯片三条产品线,覆盖智能汽车应用全场景,如L2+至L5级别的自动驾驶系统、车载中央处理器等。


“下一代产品研发工作已展开,预计2024年商用。”汪凯透露。


高算力和研发设计挑战,对团队提出更高要求。


“将持续深耕智能汽车高端处理器领域,不断吸收和培养国际尖端人才,加强核心技术的创新能力,把科技的命脉掌握在自己手中。”汪凯对提高车载芯片的国产替代率充满信心。

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