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【古交商务模特】汽車大芯片,巨變前夜

时间:2024-09-17 03:30:38 来源:网络整理编辑:坎昆外圍

核心提示

下一代汽車電子電氣架構需要複雜的集中式計算單元來應對日益增長的功能需求。融合芯片Fusion chips)和基於芯粒chiplet-based)的設計是潛在的推動因素。軟件定義汽車 (SDV) 的下一 古交商务模特

這種選擇需要大量資源,巨变前夜因為它們的汽车計算要求因原型而異(例如,利用融合 SoC 創建自己的大芯集中式計算單元設計 。

生態係統對於 Chiplet 的巨变前夜成功至關重要 。

Chiplet 技術尚屬新興技術 。汽车主要采用者是大芯古交商务模特注重成本效益的批量原始設備製造商以及技術遺產有限且對技術創新更開放的顛覆者。幾乎達到極紫外光刻的巨变前夜掩模版極限 ,因此定製重複使用組件將提高目標芯片設計的汽车成本效率 。其他好處包括加快新芯片的大芯上市時間  ,幾家一級供應商正在實施這一戰略,巨变前夜IDM 和無晶圓廠參與者。汽车

通過使用融合芯片,大芯被廣泛接受的巨变前夜標準對於實現樂高原則的理念至關重要 。當信息娛樂和 ADAS/AD 的汽车計算功能組合到一個高度集成的芯片上時,

除了標準化之外,大芯這些生態係統促進了標準化,例如駕駛艙集群、例如通用芯片組互連標準 (UCIe) 。代工廠 、芯片組允許 OEM 為每個子組件選擇最佳技術解決方案,並討論為什麽它們成為首席技術官在製定有關集中計算的戰略決策時的重要因素。隻有 8% 的人預計該技術將更快地發展,並能承受惡劣環境,

UCIe 標準是標準化領域最重要的進步之一。能夠將多個專用芯片模塊化集成到一個封裝中 。為 2026 年至 2028 年即將開始的生產做準備 。價值鏈參與者認為混合搭配的“商店”芯粒創建方法是不切實際的。例如通過基於機架的設置 、

集中式高性能計算單元通常為高級駕駛輔助係統 (ADAS) 或未來的自動駕駛 (AD) 提供功能 ,采用融合 SoC 麵臨的三大挑戰是確保不受幹擾(33%) 、但影響較小(19%)   。

調查顯示 ,因為它們覆蓋的麵積更大 。應該支持什麽級別的自動駕駛 ,以便為實現感知元素的特定神經網絡架構(例如卷積神經網絡和變壓器)優化計算硬件(例如 AI 加速器) 。而各方都提供其構建模塊 。邛崃外围

其次 ,

根據最近的公開公告  ,對汽車安全完整性等級 B (ASIL-B) 和 ASIL-D 功能安全合規性的需求更為明顯,這對於向電池電動汽車 (BEV) 的過渡尤為重要 。BOM基礎上可以節省多少成本?從總擁有成本角度考慮,請記住,該原則的好處包括能夠重複使用組件 。信息娛樂和 ADAS/AD 小組是如何設置的 ?協調開發和發布時間表的可行性如何 ?

采購策略 。例如駕駛員監控和乘員檢測——鑒於歐洲即將出台的新車評估計劃 (NCAP) 法規 ,新興生態係統在促進其采用方麵也發揮著作用 。

本文將討論融合芯片和基於芯粒的芯片設計作為未來 E/E 架構中集中計算的推動因素 ,這意味著 CPU 和加速器子係統可能采用可用的最小節點大小 ,ADAS/AD 和信息娛樂單元的複合年增長率分別為 22% 和 6% 。具有真正的多供應商或多技術節點大小組合 ,

互連標準化(Interconnect standardization) :如前所述,

與此同時,處理組織原因(25%) ,

乍一看 ,而不是針對 L3 及以上應用(例如放手和放眼場景)的場景,動力總成單元甚至會略有下降 。這種方法對於在整個車輛生命周期內促進無線 (OTA) 更新至關重要 ,融合芯片可能是一種特別可行的解決方案 ,因為它們允許芯片在計算需求增加時繞過現有界限,電磁兼容性 (EMC) 的一致性要求更加複雜;單獨優化的可能性有限 ,一級供應商 、

由於實現了靈活性 ,原因如下 :

首先,並且一個域的任何計算要求都不能幹擾另一個域 。通過選擇真正需要的組件提高可擴展性,選擇最高效的底層片上係統 (SoC) 或係統級封裝 (SiP) 至關重要,OEM 可以通過加入標準化機構(例如 UCIe)積極參與,OEM 應該考慮以下具有戰略意義的領域 :

軟件專業知識。

采用新的開發模式和開放性(Adoption of new development paradigms and openness):為了確保成功采用芯粒 ,雖然所有參與者都認為這是關鍵要素,價值鏈上的邛崃外围模特各參與者(知識產權、在過去五年中 ,這突顯出並非所有組件都需要在尖端節點尺寸上製造 。例如 ,組織負擔將增加。樂高原(Lego principle)則更為重要。而集中式計算單元(如融合SoC和車輛運動計算單元)的市場價值將達到80億美元。內存、

額外的挑戰在於,並考慮投資頭幾年的要求(例如新的開發模式和新的工具) ,盡管融合芯片設計麵臨著諸多挑戰 ,全麵了解半導體技術以實現自動駕駛和信息娛樂領域的最先進功能對於保持競爭力至關重要。於是 ,功能和集成度的創新技術 ,這種延遲並不令人意外 。汽車微元件和邏輯半導體市場預計將在 2032 年增長到 600 億美元 。通過混合搭配或樂高原理設計最佳芯片的靈活性是業界采用芯粒的主要動機 。通過使用專用 CPU 芯片)的情況下使用芯片 。芯片組架構代表了半導體設計的範式轉變 ,工藝的良率受缺陷密度(單位麵積缺陷數量)的限製 ,因為信息娛樂通常采用這種方法  。L3級係統需要有條件自動駕駛、將他們對芯片的需求納入下一代集中式計算單元的開發路線圖中 。以下戰略領域可能最為相關 :

生態係統 。預計2030年區域控製器的市場價值將達到30億美元 ,汽車 OEM 高度投入,但在 ADAS/AD 領域,一級供應商可能希望盡早與 OEM 接洽,尤其是 OEM  、此外 ,

此外,知識產權模塊將來自同一供應商,融合 SoC 可能會接管兩個領域之間的功能,這種整合的技術要求似乎很合理。這在一定程度上是由於知識產權方麵的挑戰以及有關責任的懸而未決的問題,我們成立了一個汽車工作組 ,邛崃商务模特這些領域變得越來越重要。如前所述,

通過融合芯片推進 ADAS/AD 和信息娛樂領域的集中計算

融合芯片可能被視為提高 SDV 功能和計算整合度的合理下一步  。

在調查中 ,圖形處理器 (GPU)、融合芯片(Fusion chips)和基於芯粒(chiplet-based)的設計是潛在的推動因素。從而降低成本 。例如,

一級供應商提供的芯片選項範圍與 OEM 類似。簡單的輸入/輸出聚合器與成熟的計算單元)。對硬件/軟件 (HW/SW) 進行緊密協同設計的需求尤為明顯 ,同時,此外還提供尖端的信息娛樂服務並支持生成式人工智能 (gen AI) 用例(例如,未來十年內,人們甚至可以考慮在整體芯片設計為支持不同計算負載(例如,還是由提供知識產權的一方負責?

發展 。融合 SoC 上應該承載什麽樣的功能?

治理。IDM 和無晶圓廠廠商的影響

雖然融合芯片的影響和興起很可能對代工廠、兩種原型——獨立的、複雜芯片的芯片麵積不斷增大,AI 加速器、

價值鏈中的大多數高層領導預計 ,以滿足其特定需求。從驗證和確認的角度來看 ,此外,信息娛樂域不需要額外的計算能力。向融合芯片的過渡也將帶來一些挑戰 。並且這兩個領域都旨在以非常小的節點尺寸(即小於 10 納米)實現,即 858 平方毫米 。ADAS/AD 和信息娛樂領域的兩個新興趨勢在即將到來的 E/E 架構的概念階段獲得了關注 :融合芯片和基於芯粒的芯片設計 。在專用 ADAS/AD 和信息娛樂芯片以及融合芯片中都可以使用基於芯片組的設計。全球生產的所有汽車中 30% 將采用帶區域控製器的 E/E 架構(圖 1)。討論和交流汽車芯粒設計進展的想法。這個問題變得尤為突出 ,

在所有情況下,崇州外围即最終製造的芯片的責任和“所有權”。而 38% 的行業領導者則預測將在 2030 年至 2035 年之間出現。芯片設計必須滿足所有必需的設備和製造規範(例如 AEC-Q100 和 IATF 16949) ,即在 2025 年至 2027 年之間。用於車載助手)。而是使用最適合應用且經濟可行的技術節點大小分別實現芯片組的各個組件(圖 3)。

三 、

因此,並使用專有或既定標準 ,由於相關的功能安全要求,計算冗餘、受訪者表示 ,因此 ,預計整個汽車半導體市場將在同一時期內從 600 億美元增長到 1400 億美元。很可能在 2030 年代中期及以後出現。考慮到汽車行業的整體增長和發展時間 ,並更積極地參與組件 、

這一趨勢對汽車半導體領域的所有參與者都有影響,後座娛樂和電子後視鏡 。中央堆棧和乘客顯示器 、使用芯粒可避免單片設計方法增加芯片尺寸(麵積)。對於汽車垂直行業來說,如今,芯粒將得到更廣泛的采用。

融合芯片和芯粒對整個汽車半導體價值鏈參與者的影響

SDV 的興起和供應鏈問題促使汽車 OEM 更深入地涉足半導體價值鏈。他們可以使用這些設計向 OEM 展示潛在的技術和商業利益。包括振動和溫度 。放眼和有條件自動駕駛)的車輛推動的 。但第一批芯片設計很可能是同質的 。以提高計算能力和能效 。雖然樂高原則很有吸引力,以及信息娛樂和車輛運動任務 。行業內的大型參與者正在組建不同的聯盟和標準 。在這些設計中,這是因為信息娛樂和 ADAS/AD 必須分開,即使一個缺陷也會導致芯片無法正常工作 。

采用Chiplet進行汽車定製芯片設計

從廣義上講,並進一步簡化計算邏輯的整體集成和整合 。

具體而言 ,並在 SDV 環境下宣揚其優勢。到 2032 年,較大的芯片更有可能包含一個或多個缺陷  ,以便可以組合設計。並營造了鼓勵 Chiplet 在不同垂直行業(例如數據中心和汽車)采用的環境。OEM 可以積極自行開發芯粒;然而 ,利益相關者就應該量化當前應用場景的收益和機會。OEM 認識到,

在過去的兩年中,有三種可行的做法:首先 ,這些單元甚至可能會出現下降 。融合芯片非常適合控製廣泛的功能,除了技術主題之外 ,IDM 和無晶圓廠廠商產生有限的影響 ,SoC 和 SiP 是成本的主要驅動因素  ,不斷提高計算能力和效率 。汽車半導體價值鏈中的大部分受訪者(61%)表示,由於汽車行業的製造量低於其他細分市場 ,這也有助於解決責任問題 。適用於針對 L0 到 L2 應用(例如自適應巡航控製 [ACC]、但芯粒的相關性將引發更廣泛的問題,

在 ADAS/AD 領域,

根據麥肯錫分析 ,需要一個通用接口標準,便利的開發模式(如開發環境和工具鏈)和成本原因(如節省知識產權和封裝成本)是他們決定采用結合 ADAS/AD 和信息娛樂功能的融合芯片的首要因素(分別為 28% 和 57%) 。部署第二個芯片可能會產生開銷。增強現實顯示器、該方是否負責製造芯片和處理互連,複合年增長率為 6%(圖 4) 。超越了傳統的封裝方法 。集中化和整合趨勢導致車身和底盤領域的增長有限  ,許多創建這些標準的努力正在進行中  。與汽車製造相比,OEM 必須考慮使用 Chiplet 的挑戰 ,

麥肯錫與全球半導體聯盟(GSA)合作 ,驗證工作)才能保證不受幹擾 ,融合芯片需要更高的技術複雜性(例如,此外 ,從而可以增強計算能力和處理能力。並且極大地影響了整體物料清單 (BOM) 。

在汽車領域,可能不需要部署第二個芯片,汽車應用的芯粒將在 2027 年至 2030 年之間出現,串行器和反串行器)並非都集成在一塊矽片上,

汽車計算單元市場預計將從 2023 年的 960 億美元增長到 2030 年的 1480 億美元 ,對一級供應商的影響

一級供應商可能會跟進融合 SoC 趨勢 ,SoC 和 SiP 實現了自動駕駛汽車所需的基本計算(例如 ,為了確保單獨製造的組件仍能協同工作,並確保納入具體要求;第三 ,這種整合的幾個方麵揭示了這兩個領域的不同之處 :

雖然信息娛樂領域有一些與功能安全相關的應用(例如 ,但無晶圓廠半導體廠商和新進入者已經將這一理論想法變成了現實 。預計芯片的過渡將是漸進的。環視停車 、相反,功能和規格的選擇 。幾家一級供應商已經展示了使用融合芯片的計算單元設計 ,而其他功能可能在更大的節點大小上實現 。對整個汽車半導體價值鏈的利益相關者進行了調查 。在調查中,

在信息娛樂方麵 ,OEM 可以減少物理計算單元的總數 ,OEM 正在深入汽車半導體價值鏈,這是 SDV 的關鍵推動因素。融合芯片將信息娛樂和 ADAS/AD 的功能合並到一塊矽片上 ,但汽車芯片預計在 2030 年代中期之前不會達到這樣的尺寸 。在信息娛樂和 ADAS 域之間的協調需求方麵 ,定價和許可方案是什麽樣的 ?誰會得到什麽補償?

未來,對融合芯片和基於芯片的設計技術 、

一 、因為該領域必須執行許多實時關鍵功能(例如,一個全球性的、下一步很可能是使用來自外部一方的構建塊進行設計,采用融合芯片的決定很可能需要在未來兩到四年內做出,車道偏離警告 [LDW] 和自動緊急製動 [AEB])的部署場景 ,自 2022 年 3 月發布第一個標準 (UCIe 1.0) 以來 ,半導體將在集中式計算單元中發揮越來越重要的作用。也就是說 ,集成設備製造商和封裝)可以尋求新的合作模式 。從長遠來看具有預期的成本優勢 。計算能力方麵的可擴展性以及物理和製造難度(分別有 13% 和 10%)被認為挑戰性較小  。這種轉變將需要集中的高性能計算單元。區域控製器也可能構成一個有趣的應用領域,此外,鑒於這些單元的功能將在區域控製器或集中式計算單元(如車輛運動計算單元)中實現 ,為標準的修訂做出了針對汽車的貢獻 。每年僅增長 1% 至 2%  ,在這種情況下 ,

下一代汽車電子電氣架構需要複雜的集中式計算單元來應對日益增長的功能需求。根據這種性質,從長遠來看 ,

在未來十年內,例如確定哪一方將負責芯片的整體可靠運行 ,“chiplet”是指一種先進的封裝形式—即用於增強半導體器件性能、誰將持有用於製造最終芯片的知識產權“樂高積木”組合?

責任 。因為更大的芯片尺寸允許容納更多晶體管,誰將對芯片的最終功能負責?此外 ,執行器(製動和轉向)和電源  。生態係統參與者應考慮製定一個共同的標準,參與者還指出,尤其是在考慮係列部署時 。純基於安全島的方法在這裏可能不夠,例如功能安全要求和專用加速器;以及失去為兩個領域選擇最佳供應商的能力和更高的鎖定效應 。從同一家供應商采購 ADAS/AD 和信息娛樂芯片是否會妨礙任何戰略采購決策和供應鏈彈性主題?

BOM 與總擁有成本經濟性。同時保持成本效益 。如果問題隻出現在現場 ,尤其是在 2030 年之前 。OEM 可以簡化信息娛樂和 ADAS/AD 領域的工具鏈和開發框架,真正的異構設計 ,支持駕駛艙集群),

【來源 :半導體行業觀察】

以及解決 ADAS/AD 的冗餘要求(19%)。數據中心當前的用例提供了更穩定的環境和更少的挑戰 。形成一個單一的“融合”芯片 。因此,因為在主芯片發生故障的情況下 ,其 10% 的複合年增長率超過了半導體市場的所有其他垂直市場。通過實現識別其他車輛和交通參與者的感知功能) ,特定領域的計算單元和跨領域的中央計算單元——將主導下一代 E/E 架構(圖 2) 。最後,OEM 和一級供應商可以通過不同的方式實現集中式計算單元 ,麥肯錫分析估計 ,需要哪些額外的工具和方法來促進多供應商芯片生態係統 ?基於芯片的係統的設計驗證和確認流程需要如何改變 ?

商業模式。OEM 可以簡單地依靠其 IDM 和無晶圓廠合作夥伴來推動芯粒的發展;其次 ,其優勢和挑戰以及潛在考慮因素的深入了解將使整個汽車半導體價值鏈的利益相關者在下一代軟件驅動汽車中保持靈活性和競爭力 。商業案例是什麽樣的 ?

關於芯粒 ,針對係列車輛的融合芯片預計將在 2026 年至 2027 年期間首次部署,前者是由越來越多的具有 L2+ 及以上功能(例如放手 、首先,對於半導體行業來說 ,

軟件定義汽車 (SDV) 的下一代電氣/電子 (E/E) 架構正在向集中化發展 。

現代芯片的所有功能(例如 CPU 、包括建立專門的專業團隊。如後文所述,較小的芯片尺寸可以提高良率 ,一旦芯片生態係統和標準得以實現,因此 ,而實施芯粒的問題可能會在未來進一步解決 。是否有足夠的專業知識和對這兩個領域的軟件架構的控製來滿足集成需求  ?

ADAS/AD。

二、目前,AI 加速器和數字信號處理器 ,對代工廠 、例如外圍組件互連快速 (PCIe) 。專家最常提到基於芯粒的芯片設計的兩個優點 :

整體芯片尺寸減小 。

汽車就緒性(Automotive readiness) :為了滿足汽車就緒性,對於數據中心使用的 GPU  ,執行器控製任務)。帶有多個芯片的印刷電路板 (PCB) 或用於多個域的融合芯片。它們的功耗可能在確保車輛節能運行方麵發揮作用 ,

考慮到更高級別自動駕駛的冗餘要求,對原始設備製造商的影響

在決定是否采用融合 SoC 時,

基於芯片的設計的重要性顯而易見 ,哪些生態係統和標準是成功的 ?哪些標準值得早期投資和參與?

知識產權所有權 。ADAS/AD 和信息娛樂領域都需要最先進的多核中央處理器 (CPU) 、以及為加速器等專用芯片提供更多供應商選擇。

雖然這種效應是芯粒的一個重要優勢,重要的是,

二是滿足L3及以上自動駕駛係統的冗餘度要求的問題 。48% 的行業領導者預計,

樂高原則(或由標準實現的模塊化芯片設計)允許汽車 OEM 混合搭配現有設計池或庫中的組件,但可能難以及時實現。由獨立納米電子研發中心 Imec 讚助的汽車芯粒聯盟聚集了 50 多家汽車半導體價值鏈參與者,降低總運營成本和提高單個 IP 組件的產量被視為基於芯粒的設計的重要優勢 ,