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安谋科技:汽车芯算力,车载融合计算IP平台助力新智驾未来

2023-11-23 23:43:14 赵明灿 阅读:
在“2023中国临港国际半导体大会”同期举办的“汽车半导体峰会”上,安谋科技汽车业务线业务发展与方案总监曾霖发表了“汽车芯算力,车载融合计算IP平台助力新智驾未来”的主题演讲。

11月23日,上海浦东临港,在由临港集团主办、临港科投与AspenCore承办的“2023中国临港国际半导体大会”同期举办的“汽车半导体峰会”上,安谋科技汽车业务线业务发展与方案总监曾霖发表了“汽车芯算力,车载融合计算IP平台助力新智驾未来”的主题演讲。Sgyednc

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据介绍,汽车半导体芯片中的融合IP包括两个维度:一是纵向,即整个设计开发流程,也即从芯片规格进来一直到产生GDS文件,然后送到后方做生产;二是横向,即从CPU、GPU、ISP到总线,有哪些横向IP可以共同配合起来。Sgyednc

作为国内最大的半导体IP厂商,安谋科技依托Arm在全球的良好生态,汽车是其中的重点发力方向。安谋科技在2017年左右正式把汽车作为发展方向,背后驱动因素是汽车电子电气架构在迅速发生变化,而让半导体从业人员有了更多的业务机会。“举个例子,2003年汽车市场和现在确实不太一样,当时投标流程更稳健一些。现在则变成特别是国内整车的开发周期非常快,现在大家希望24个月就能正式出来。这意味着:首先,半导体芯片规格和以前不一样;第二,迭代周期也不一样;第三,每台车上的半导体成本也会进一步上升。”他补充说。Sgyednc

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驱动力是党和国家非常前瞻性地提出了“新四化”。现在电气化已经做得非常好,智能化已经开始。因此,对于芯片从业人员来讲,要做到智能化,如果芯片的品类过多,那么车上可能就会装很多芯片。对于主机厂商,特别是在总装车间,料号已经是非常多了。传统上,主机厂商会仰仗Tier-1,Tier-1会去找Tier-2,甚至Tier-2又会去找Tier-3。安谋科技希望配合客户把品类尽量减少,这样整车生产成本可以进一步下降。这就是为什么安谋科技认为现在芯片可以保驾护航,帮助把“新四化”快速进行下去。Sgyednc

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安谋科技提供的车载芯片计算IP对从功能要求比较高的动力域和驾驶域到功能要求比较低的车身都有全面覆盖。11月份,Arm在美国纳斯达克上市。从Arm季报来看,该公司在座舱上的市占率相对较高,超过50%。在高阶辅助驾驶/ADAS上接近50%。Arm现在重点要提高市占率的部分是MCU——在这方面,有些厂商会有自己私有化的方案。Arm也在配合国内外的芯片设计厂商,打造基于Arm技术和IP的芯片。Sgyednc

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传统上,车载MCU通常都是基于130nm、90nm、40nm和22nm等成熟工艺,在这种情况下它的芯片面积经常会在40mm2左右甚至更低。然而,到了高阶驾驶,甚至到了以后要全面落实的无人出租车,它的芯片面积在7nm、5nm甚至3nm等先进工艺的情况下都将超过200mm2,甚至更高。Sgyednc

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具体怎么不一样?首先来看纵向融合。从芯片规格输入到GDS出来,是芯片设计的纵向流程。再往后就涉及到芯片生产制造的纵向流程——将GDS交给晶圆代工厂,他们在此基础上还会有进一步复杂工艺,直到把晶圆做出来切割成裸片再做封装。Sgyednc

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安谋科技的重点在于芯片设计。理论上,在整个芯片的设计上,IP厂商从芯片规格进来做到RTL语言即可。然而,安谋科技的服务不止于此。“我们提供的是用RTL语言描述的每一个逻辑门电路应该怎么送时钟,出来时应该怎么和其他门电路配合。芯片设计公司拿到了IP厂商提供的IP,从这再开始一路走下来,当中分割点就在于出一个网表。网表出来以后会把上面的芯片特别是数字电路上所有逻辑全部描述清楚。之后再进入到后端,即物理设计,也就是芯片出现反光金属层的样子。包括前面所说的面积到底是到40mm2还是200mm2,这都是要在网表之后做floor planning时才开始的。”曾霖谈道。Sgyednc

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“作为IP厂商,如果在纵向上没有做任何的上下融合,这也没问题,因为很多芯片公司非常有经验。但是从我们的角度来讲,整个汽车工艺要求复杂度比较高,对时续要求比较高,而且我们也希望它尽快量产。因此,安谋科技做到的是从头到尾陪着客户从规格进来,不仅把我们的IP、RTL做完,还会提供相应工具,比如fast model,帮助大家做后端的模拟和综合。我们在出了网表之后还会有专门做后道设计的同事,陪着大家跟不同的晶圆厂做车规(除了台积电之外,GlobalFoundries在车规上的市占率也很高,国内的中芯国际在这方面做得也很好)。因此,安谋科技哪怕在出了网表之后,也会跟不同的晶圆厂不同的工艺一个一个把所提供的IP磨合出来。换言之,选用安谋科技的IP,你从头到尾至少有一件事肯定可以做到,即芯片一定能够做出来。”Sgyednc

再来看横向融合。IP有多种。拿车载芯片来看,除了CPU以外,如果做座舱,还需要有GPU。GPU是不是只能做座舱呢?它还可以用来做GPGPU通用计算。如果希望使它的效率更高一点,就会有专门针对不同场景的从DNN、CNN到后来的RNN再到LSTM等各种算法,现在主机厂比较喜欢做的是BEV+Transformer,在这个基础上还有大模型。因此,安谋科技现在配合走得比较前面的是BEV+Transformer+大模型。这时,如果用GPU做通用加速,可能效率就没有NPU好。因此安谋科技还会在横向上提供NPU。然后,摄像头一定有ISP,后面还有专门做视频的VPU以及做显示的DPU。Sgyednc

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有了上述的单独计算类IP,下面就需要把这些IP连在一起。因此安谋科技还会提供片上连接总线(NoC),并且根据不同的情况,一致性和非一致性都会提供。在此之下,安谋科技还会提供功能安全岛,因为功能安全/ISO26262也是刚需。此外还会提供信息安全,因为国内还需要提供国密。“因此,除了纵向之外,安谋科技从设计规格进来一直到GDSII,我们的IP是第二个框。”曾霖说。Sgyednc

IP从横向展开也就对应几个大的产品方向。“安谋科技这些都有,而且互相做过配合。什么意思呢?就是前面我们提到它下面要做综合。如果某一家IP厂商只能提供这张图上的某一个,而没有和其他IP做过配合,那就意味着将芯片厂商和不同供应商拉在一起就会有问题。这些IP之前在哪个代工厂的哪个节点上跑过没有?在哪个EDA工具上跑过没有?如果都没有跑过或者大家跑得不一样,那放在一起做综合时难度会非常高,整个时序收敛的时间也会非常长。所以安谋科技除了有纵向融合以外,第二个提供的就是横向融合。横向融合就是具体到某一个IP、某一个RTL,我们基本上把车载芯片需要的主力IP都实现了,而且互相之间也都做过配合。”曾霖解释说。Sgyednc

再细化一点,安谋科技在车载IP方面会有不同的产品型号。以下是车载芯片多核多类IP常见的搭法。“现在有一些国际领先厂商也计划把服务器架构直接放到车上来,那样芯片架构就会不一样,而和服务器架构一样。为了进一步强调计算密度和计算效率和原来的多核多类不同,它是把每一个计算单元直接连在总线上,因此就需要更快的总线。”曾霖透露说。Sgyednc

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如果需要做人工智能加速,安谋科技还有专门的NPU。“我们紧跟算法要求,从刚开始做的时候还是DNN、CNN,一直到现在,我们做BEV+Transformer+大模型全都能做到。”曾霖表示。Sgyednc

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如前所述,国内需要做国密,因此安谋科技会做信息安全而专门符合国密标准。安谋科技会有专门的车载CPU,这也过了车规认证。前面所说的DPU和VPU,则单独取了名字叫玲珑。Sgyednc

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总结

作为国内最大的IP厂商,安谋科技受到众多芯片设计公司的青睐,背后有着很多原因,其中一点就是安谋科技提供的纵向和横向融合能适当帮助特别是想进入汽车芯片的芯片公司,让他们在工作当中能稍微轻松一点。这样就能赶的上目前国内主机厂商24个月出一台新平台车(而非便携车)的节奏。Sgyednc

责编:Franklin
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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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