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7nm車規級芯片從締造走向量產——對話芯擎科技董事兼CEO汪凱博士

發布時間:2022-08-25 作者:周琦 創投智庫

汽車正從交通工具,演變成一臺具備移動功能的服務器。


汽車智能化的核心是車規級芯片,控制導航、變速巡航等指令,其國產化率目前不足5%。


去年年底,芯擎科技推出國內首款7nm(納米)車規級智能座艙多媒體芯片“龍鷹一號”。今年下半年,該芯片將實現量產,部署到吉利旗下品牌的新車中。


“龍鷹一號在設計、工藝和性能等方面,對標國際市場上最先進的產品,實現了國產技術領域突破。”芯擎科技董事兼CEO汪凱博士在接受《21CBR》記者采訪時表示。


芯擎還很年輕,2018年,由吉利控股集團投資的億咖通科技、半導體IP廠商安謀中國等共同出資成立。


近日,公司完成近十億元A輪融資,為今年上半年,汽車芯片設計領域在國內斬獲的最大單筆融資。



7nm起點



汪凱在芯擎科技成立初期,就立志要做7nm芯片。


原因很簡單——“芯片國產化不能只取代傳統車規芯片,還要驅動市場需求,做真正滿足產業升級的產品。”


汪凱畢業于美國伊利諾伊大學,獲電氣工程和計算機科學博士學位,在半導體行業擁有超25年的從業經驗,曾任華芯通半導體CEO、國際頂級半導體公司Sandisk全球銷售副總裁及亞太區總裁等。


隨著智能汽車的演進,屏幕數量越來越多、分辨率越來越高,保障每一塊屏幕流暢運行不卡頓,對芯片性能具有極高要求。


注:車機測試畫面僅用于展示開發效果,版權歸所有權人


從算力和功耗角度看,7nm制程是高算力車規級芯片的必然趨勢,能幫助汽車車機性能達到手機水準。


當前市場應用的主流產品以7nm為主,包括眾多造車新勢力在內的車企們,正將目光轉向高算力的智能座艙芯片。沒有7nm,很難進入車企下一代產品的配套體系內。


一同入局的競爭者非常多,大部分廠商選擇16nm或28nm的工藝制程,極少國產廠商采用7nm工藝制程,更別提一家初創企業了。


“在車規級智能座艙芯片領域,7nm工藝制程代表了目前行業的領先水平。”汪凱回憶道,“當時還被友商感慨,(芯擎)膽子真大!”


芯擎要克服研發、設計、流片等諸多困難,包含芯片架構、工藝節點、帶寬、存儲等問題。


汪凱舉了個例子,“車規級7nm芯片的安全標準非常高,手機可以死機,但汽車必須有偵測和處理錯誤的機制,需要滿足AEC-Q100、ISO 26262等功能安全標準。”


想靠7nm打開市場,芯擎站在了高起點上。



汪凱帶領團隊專注于自主研發,提高芯片設計軟硬件一體化的核心技術能力。


包括硬件加速器、硬件信息安全處理模塊、圖像處理等,芯片級安全如功能安全和信息安全等;優化多核架構和易構計算方面,提供高速互聯和高速接口,低功耗及電源管理,含實時操作系統,快速啟動技術和虛擬化技術。


令他驕傲的是,經過兩年多的埋頭苦干,龍鷹一號芯片于去年實現了一次流片即成功。回片抵達上海實驗室后,10分鐘CPU啟動,半小時內被順利點亮,24小時全速打通,48小時多核操作系統實現穩定運行。


團隊協力



“(芯片成功研發)有自身和外部雙重原因。”汪凱分析道。


公司團隊70%以上擁有碩士或博士學歷,研發人員大多有10-15年飛思卡爾、AMD、高通等頭部芯片企業研發經歷。目前,芯擎工程師數量超300。


除了自研的核心算法和IP,芯擎還與多位合作伙伴合作開發項目,從需求定義、車載系統設計,到集成測試,形成從產品定義到市場應用的閉環模式,發揮產業鏈上下游協同效應。


“龍鷹一號在兩年多時間內,完成適配研發并快速走向量產,得益于吉利、億咖通科技、安謀中國、一汽等的鼎立支持和通力合作。”汪凱表示。


“龍鷹一號”能為智能座艙應用做什么?


它能讓消費者在新能源汽車里,操控有限空間的多塊顯示屏,實現流暢的車機運行和操作體驗。簡言之,主駕駛開車、導航,同時副駕駛玩電子游戲,后排看電影、智能語音通話等。



以游戲功能為例,其GPU渲染算力和多種圖形硬件加速單元,在高清視頻流暢播放的同時,支持3D游戲迅捷平滑操作,高帶寬、低延遲的LPDDR5內存帶寬,保證多屏之間數據的實時交換。


汪凱告訴《21CBR》,該芯片集成87層電路、88億顆晶體管,芯片內置8個CPU(中央處理器,整數計算力可達90K)、14個GPU(圖形處理器,浮點計算能力可達900G)、可編程NPU內核,INT8算力達8TOPS,并擁有強大的VPU、ISP、DPU、DSP集群。


龍鷹一號內置符合國密算法的信息安全引擎,保障用戶的信息安全需求;內置功能安全島,安全級別可達ASIL-D,實時監控系統運行。


從芯片硬件層面,保證儀表盤的功能安全顯示、與車身的功能安全通信,“這是市場上一些現有的國外解決方案所不具備的。”汪凱介紹。


資本加持



今年7月,芯擎科技完成近十億元A輪融資,由紅杉中國領投,東軟資本、博世旗下博原資本、中芯聚源等跟投。資金計劃用于現有產品的批量供貨以及車規級、高算力車載芯片下一階段的研發和部署。



早在3月,芯擎科技已獲得來自一汽集團的戰略投資。


背靠吉利、一汽等產業股東和戰略投資方,芯擎科技在產品研發和商業化上具備天然優勢。


龍鷹一號在量產車型測試和驗證的各項工作已陸續完成,有望于今年下半年量產,將直接部署到吉利旗下品牌新車中,后續有更多搭載該芯片的國產品牌車落地。


“芯擎還將為客戶提供貼身服務,已準備好參考設計平臺,降低客戶化設計難度,方便開發,支持客戶快速驗證和實現量產。”汪凱說。


下一步,芯擎科技將加速布局車規級高端處理器市場。


通過智能座艙芯片、自動駕駛芯片、車載中央處理器芯片三條產品線,覆蓋智能汽車應用全場景,如L2+至L5級別的自動駕駛系統、車載中央處理器等。


“下一代產品研發工作已展開,預計2024年商用。”汪凱透露。


高算力和研發設計挑戰,對團隊提出更高要求。


“將持續深耕智能汽車高端處理器領域,不斷吸收和培養國際尖端人才,加強核心技術的創新能力,把科技的命脈掌握在自己手中。”汪凱對提高車載芯片的國產替代率充滿信心。

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