『新四化』的Chiplet技術在汽車及自動駕駛中的具體應用實踐。

Chiplet技術近來備受矚目,該技術是將原本一塊復雜的SoC芯片,從設計時就先按照不同的計算單元或功能單元對其進行分解,再將每個單元選擇最適合的半導體制程工藝進行分別制造,再通過先進封裝技術將各個單元彼此互聯,最終集成封裝為一個系統級芯片組的技術。

AMD等通過Chiplet取得的巨大成功令業界對這一技術的發展充滿信心。

據預測,全球Chiplet市場將在未來幾年迎來爆發式增長,預計2026年市場規模可達193億美元,年復合增長率可達45.7%。

從技術層面來講,除了以先進封裝技術作為支撐,統一的接口標準是發展Chiplet生態的重要突破口。

2022年3月2日,ASE、AMD、ARM、Google雲、Intel、Meta (Facebook)、微軟、高通、三星、臺積電十大行業領導者宣佈成立Chiplet行業聯盟,共同打造Chiplet互連標準、推進開放生態。

中國也有眾多企業加入了該組織。

『新四化』的Chiplet技術在汽車及自動駕駛中的具體應用實踐。

其中,芯原微電子股份是最早加入的一家。

近日,芯原微電子股份創始人、董事長兼總裁戴偉民博士在一場行業公開活動中以『Chiplet在智慧出行領域的產業化之路』為主題,分享了他對Chiplet發展趨勢的思考,並帶來了芯原微電子的具體實踐。

以下為其演講精華內容的分享。

Chiplet帶來了『新四化』

在高性能復雜計算領域,Chiplet將兼顧芯片設計的高性能、設計靈活度和成本。

在摩爾定律放緩,高性能計算的設計成本、風險和設計時間不斷攀升的前提下,Chiplet技術是『後摩爾時代』集成電路技術發展的最優解。

這種方式可以使得芯片中的各個功能模塊與最合適的工藝制程相匹配,從而實現最優的性價比,也大幅縮減芯片設計迭代的周期和風險。

Chiplet帶來了『新四化』,包括IP芯片化、集成異構化、集成異質化和IO增量化。

具體包括:

IP芯片化:Chiplet是矽片級別的IP重用。

基於先進封裝技術,SoC中的IP硬核將以Chiplet的形式被封裝在芯片中;

集成異構化:可將多個基於不同工藝節點、單獨制造的Chiplet封裝到一顆芯片中;

集成異質化:將基於Si、GaN、SiC、InP等材料的Chiplet通過異質集成技術封裝到一起;

IO增量化:水平互聯(RDL)和垂直互聯(TSV)的I/O接口增量化。

Chiplet在汽車芯片快速應用的驅動力

Chiplet最先落地的三大應用場景包括自動《智能》駕駛、數據中心和平板電腦。

Chiplet在汽車芯片中獲得快速應用的主要驅動力有三:

當把計算和功能模塊以Chiplet的方式單獨做好車規驗證工作,然後通過增加特定Chiplet來升級汽車芯片,可以大幅簡化汽車芯片迭代時的設計工作和車規流程;

由於幾顆Chiplet同時失效的概率遠遠小於一顆汽車芯片失效的概率,因此也增加了汽車芯片的可靠性;

Chiplet架構支持將高安全等級的相關功能放在一顆Die內,娛樂交互相關功能集成於另一顆Die,實現不同安全等級的子系統之間的有效隔離,從而有效提升汽車的安全性。

芯原微電子在汽車領域的佈局

作為一家芯片IP公司。

芯原在汽車半導體領域深耕多年,從智慧座艙到自動駕駛技術均有佈局,目前,芯原的ISP IP獲得了汽車功能安全標準以及工業功能安全標準等的認證,其芯片設計流程也獲得汽車功能安全管理體系的認證。

同時,芯原的GPU IP和NPU IP在汽車上獲得了廣泛的應用,包括信息娛樂系統、儀表盤、車身環視、駕駛員狀態監控系統、ADAS、自動駕駛汽車等。