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7nm国产芯片成功上车,EDA如何赋能——西门子EDA对话芯擎科技

时间:2024-01-31 阅读:
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

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