hth华体会体育网页版科技7納米智能座艙芯片:一次性流片成功

發布時間:2021-11-03 作者:杜芹 半導體行業觀察

88億顆晶體管,一次性點亮

hth华体会体育网页版科技重磅推出國內首創7納米工藝制程的全新一代高性能智能座艙SoC—“龍鷹一號”,強勢入局汽車智能座艙市場。關于hth华体会体育网页版科技的“龍鷹一號”芯片,業界對其的關注度頗高,尤其是在當下全球汽車芯片缺貨,國産芯片能否取得突破性進展的關鍵時刻,hth华体会体育网页版科技在這樣的風口浪尖下依然如期帶來了好消息。

10月28日下午3點36分,國內首款車規級7納米智能座艙芯片“龍鷹一號”成功流片返回hth华体会体育网页版科技。這顆88億個晶體管的芯片,在抵達hth华体会体育网页版科技上海實驗室後,10分鍾CPU就啓動了,僅不到30分鍾就被順利點亮!24小時LPDDR5全速工作及主要外設打通,48小時多核操作系統穩定運行。經團隊實測,目前芯片的所有參數均達到設計標准。





“龍鷹一號”凝結了300余位工程師曆時兩年多的心血,創造了國內團隊在7納米工藝車規級超大規模SoC首次流片即成功的記錄,這足以彰顯hth华体会体育网页版科技的技術實力。

“龍鹰一号”采用业界领先的低功耗7纳米车规工艺制程,符合AEC-Q100标准,内置ISO26262 ASIL-D安全等级的“安全岛”和满足汽车功能安全应用,这种安全设计机制更适合国内汽车功能安全的需求。该芯片最大的优势就是其高性能、高可靠性、低功耗、多核异构计算模型的SoC设计,集成了CPU、GPU、NPU、ISP、DSP、VPU、DPU等高性能加速模块,以及与之匹配的高带宽低延迟LPDDR5内存通道。

芯片內置高性能嵌入式AI神經網絡處理單元,提供更多個性化的智能語音、機器視覺及輔助自動駕駛體驗。新一代多核圖形處理單元,可以動態根據負載進行資源分配;一機多屏多系統,支持多個高分辨率高刷新率屏幕同時輸出和強大的3D渲染;內置高性能音頻信號處理單元及豐富的音頻接口,爲用戶提供豐富超凡的音視頻娛樂體驗;專業的硬件加解密引擎爲車載應用提供了信息安全保障。同時,芯片提供了豐富的高速通信接口和高帶寬大容量存儲。

如今“龍鷹一號”芯片的流片成功也爲明年的量産上車打下了堅實的基礎。據悉,hth华体会体育网页版科技智能座艙芯片“龍鷹一號”已得到國內衆多車企和一級供應商青睐,多個量産車型正在系統設計過程中,預計2022年完成上車集成和測試。

現階段國內市場上還沒有真正上車的國産高性能智能座艙芯片,hth华体会体育网页版科技在這方面的努力將打破此前國際供應商在這一市場的壟斷地位,並填補我國在自主設計高端智能座艙平台主芯片領域的空白。


爲何選擇7納米工藝制程


如今主流的車規芯片都在10+納米半導體工藝上百花齊放,“龍鷹一號”是國內首款基于先進7納米工藝制程的車規級智能座艙控制芯片。爲何選擇7納米?此前hth华体会体育网页版科技産品規劃管理總經理蔣漢平博士曾在「2021汽車車載芯片技術峰會」上講到,“7納米工藝是高性能智能座艙車規芯片的必選項”。

在蒋博士看来,相对于10+纳米, 7纳米的工艺节点会带来显著的优点:首先是芯片集成度更高。單位面積的晶圓上可以放置更多的邏輯門,同時封裝面積變小,節約了晶圓成本和封裝成本,進一步節約了成品芯片在單板上所占的面積,使得相同大小的電子産品功能更多,速度更快。其次,芯片耗電量更低。同樣大小的邏輯電路做出來,用更先進的工藝會導致耗電量更低,進而導致功耗變低。最後,響應速度更快。單管開斷速度更快,同樣的邏輯電路能夠跑到的主頻更高,性能大幅提升。

而且,相比10+納米節點工藝,7納米平均晶體管密度接近100MTr/mm2,是10+納米工藝的3.3倍,在同等功耗上提供35~40%的速度提升或者可以降低65%的功耗;同時7納米相對10+納米,可以提供更高占比的動態功耗(>90%),這樣才能真正發揮各個計算單元(CPU、GPU等等)的有效算力,同時降低靜態功耗,減少漏電效應,提供高效的熱管理。所以針對高性能的數字駕艙SoC,7納米車規工藝是必選項。也正因此,目前海內外絕大部分車廠新款車型的智能座艙均選用了7納米工藝的SoC産品。

但7納米的芯片設計和流片成本很高,設計難度也很大,很多在10+納米大放異彩的芯片設計公司在7納米工藝節點上舉步維艱。但hth华体会体育网页版科技認爲這正是他們的機會,難度越大,電子行業的馬太效應越凸顯,建立了在先進設計和工藝上的護城河。

针对不同工艺,芯片设计要做的工作也不尽相同,例如冗余电路、备份设计都是需要在芯片设计阶段增加的内容, 这些都是先进工艺才会出现并考虑的问题,需要长期合作积累经验才能完成最终的量产,没有捷径可走。据了解,hth华体会体育网页版科技的技术团队在10纳米及更先进工艺制程上有着开发流片及量产的完整成功经验,这也无疑为其智能座舱芯片的一次性流片成功提供了技术保障。

要達到流片成功,工藝和設計必須要相輔相成,芯片設計公司和代工廠必須要保持密切的合作模式。中間會出現各種各樣的問題。比如:良率低了到底是設計的時序余量不足,還是工藝波動;性能差了是設計的環路穩定性不夠,還是工藝參數設置錯誤?工藝參數的提取,仿真模型的構建與修改,同一芯片不同工藝下的參數對照,最終都是要設計公司和代工廠共同努力的結果。


汽車芯片廠商角逐先進工藝

其實,從制程工藝來講,以往以手機爲代表的消費電子産品要遠遠領先于車載芯片,但是現在一切開始發生轉變。前有恩智浦宣布與台積電合作,將在下一代高性能汽車平台中采用先進制程;後有今年初高通發布第4代先進制程骁龍汽車數字座艙平台。一場汽車芯片工藝領域的新戰場已然在醞釀!而在這場戰爭中,尤以智能座艙芯片爲烈,隨著智能座艙逐步成爲新車的標配,一輪新的市場增長周期即將到來。




目前,智能座艙已成爲各路玩家的新戰場,無論是新勢力造車力量和傳統車企已經主動打破邊界,由被動的接受通用芯片和生態提供的解決方案,轉變到親自下場制定芯片的規格和量産車型。在智能座艙領域,有恩智浦、瑞薩、英偉達、德州儀器這樣的傳統汽車芯片廠商,也有從手機市場進入的芯片廠商,如高通、英特爾、三星、聯發科等。

在工艺方面,高通可谓走在前列。2015年开始,高通切入智能座舱和自动驾驶市场,其14纳米骁龙820A座舱SoC已经拿下不少客户,甚至成了2020年不少中高端车型的标配。2019 CES展上,高通发布基于台积电第一代7纳米制程的第一款车规级数字座舱SoC骁龙SA8155。到今年1月份,高通发布了5纳米的第4代骁龙汽车数字座舱平台,预计将于2022年量产。

2016年,三星宣布以80亿美元收购美国汽车技术制造商Harman International Industries,这也是三星最大的全现金收购,以此来将自己置于汽车技术市场的核心。2019年1月,三星推出了Exynos 旗下首款汽车品牌处理器,采用8纳米制程。

可以看出,在7納米及以上的先進工藝和高算力的智能座艙芯片市場上,主要由高通、英偉達等國際巨頭壟斷。作爲一家初創企業,hth华体会体育网页版科技可以說走在智能座艙芯片先進工藝的前列。隨著“龍鷹一號”芯片的流片成功,會極大的改變國內在高端汽車芯片匮乏的現狀,並帶動相關的産業鏈,支撐國內汽車行業的發展。在智能座艙芯片這個領域,以hth华体会体育网页版科技爲代表的國産汽車芯片廠商有望成爲智能網聯汽車時代不容忽視的“新力量”。


結語

當前汽車産業正在經曆一場全球化的大變革,屹立了多年的汽車行業的半導體供應鏈不再適用,汽車芯片企業在全新的智能汽車供應鏈體系中參與程度越來越高。站在這個時間節點上,hth华体会体育网页版科技的7納米智能座艙芯片的流片成功,交出了國內最領先、也是唯一一張可量産的7納米車載芯片的完美答卷!風口之上,國內的芯片設計企業應該盡快的抓住行業的契機,把握好方向,發展重點行業,解決芯片“卡脖子”問題,進而縮小與先進國家的差距。