2022汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會演講實錄|新思科技武鈺: 從高性能芯片、異構(gòu)集成Chiplet到系統(tǒng)軟件驗證，新思科技助力高階自動駕駛
以“智鏈未來 本立而道生”為主題的“2022張江汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會暨全球汽車電子博覽會”由《中國汽車報》社主辦，張江高科、愛集微、浦東新區(qū)投資促進二中心承辦，11月7日-8日在上海張江科學(xué)會堂隆重舉行。
本屆峰會邀請了以半導(dǎo)體為核心的全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)鏈企業(yè)高管、知名分析師與投資機構(gòu)、中外行業(yè)大咖參加，瞄準新智能汽車與能源汽車技術(shù)前沿，就科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)+金融進行深度交流，為汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻智慧和力量。同時，通過趨勢分享、前沿技術(shù)碰撞、投資邏輯解讀以及全球汽車電子博覽會，共同探討全球巨變下的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，為業(yè)界充分展示汽車電子最新發(fā)展成果與趨勢，打造國際化一流汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域展示平臺。
其中，在11月7日舉辦的“ADAS與自動駕駛專場”，新思半導(dǎo)體科技（上海）有限公司汽車業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)武鈺做了題為《從高性能芯片、異構(gòu)集成Chiplet到系統(tǒng)軟件驗證，新思科技助力高階自動駕駛落地》的精彩演講，以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：
武鈺：大家好，我是新思科技武鈺，我主要是負責(zé)新思汽車芯片業(yè)務(wù)的拓展，我今天演講的題目是從高性能芯片、異構(gòu)集成Chiplet到系統(tǒng)軟件驗證，新思科技助力高階自動駕駛落地。
新思半導(dǎo)體科技（上海）有限公司 汽車業(yè)務(wù)拓展總監(jiān) 武鈺
新思科技一直站在汽車半導(dǎo)體最前端，我們是全球EDA工具電機設(shè)計自動化解決方案、半導(dǎo)體IP行業(yè)的領(lǐng)頭羊，在軟件定義汽車的時代，新思科技把產(chǎn)品線做了專門應(yīng)對汽車行業(yè)縱向的市場拓展，我們希望在面臨汽車行業(yè)的巨大變化改革過程中，我們從最底層的合規(guī)級實現(xiàn)過程到芯片的驗證、設(shè)計、以及到系統(tǒng)的設(shè)計驗證、到上層的軟件架構(gòu)。我們最主要的客戶是車載芯片供應(yīng)商，全球20%的車載芯片供應(yīng)商都是我們新思的客戶，除此之外我們一直在歐美都是服務(wù)整車廠和Tier-1，歐洲大的Tier-1他們本身自己也有內(nèi)部的半導(dǎo)體的團隊，使用我們的IP和工具。還有整車廠，現(xiàn)在歐美的整車廠包含中國的整車廠逐漸跟我們半導(dǎo)體前端的公司做一些溝通，他們可能也是在做自研芯片的項目，尤其是應(yīng)對現(xiàn)在整體汽車行業(yè)對于自動駕駛應(yīng)用場景的需求，往往會發(fā)現(xiàn)光是從場景應(yīng)用或者軟件需求導(dǎo)入你的硬件設(shè)計是不夠，需要更詳細了解你的芯片架構(gòu)、IP、工具、軟件和硬件驗證的步驟，才能合理把一顆芯片的生產(chǎn)過程走通。
剛才我也說了，面對現(xiàn)在汽車行業(yè)比較巨大的改革，新思從自己的產(chǎn)品出發(fā)，希望能夠給到一些答案。我們梳理一下汽車行業(yè)的幾大變革，第一個供應(yīng)鏈的重置，在傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈，整車廠對于芯片公司應(yīng)該是知之甚少，長久以來Tier-1或者Tier-2構(gòu)建ECU的設(shè)計，對于純的芯片公司整車廠不太會碰及，但是現(xiàn)在由于全球汽車芯片供應(yīng)鏈短缺的問題，整車廠需要自己去把控供應(yīng)鏈，以及根據(jù)自己現(xiàn)在整體的系統(tǒng)需求來重構(gòu)它的SOC，因為芯片的變革引起了整個供應(yīng)鏈條的重置，現(xiàn)在更像是網(wǎng)狀的方式而不是以前從Tier-3到Tier-2再到Tier-1，再到OEM的線性的關(guān)系。
第二個，現(xiàn)在汽車上的電子電器架構(gòu)，從五年之前大家才剛剛引入了從離散式的電子電器架構(gòu)到域，我們導(dǎo)入了域控制器的概念，到了2022年我們轉(zhuǎn)向了部分集成的域，再到將來的中央計算平臺以及四周是以物理域的Zone為切分的，車本身電子電器架構(gòu)一個大的架構(gòu)的改變，就會讓每一個模塊中的硬件系統(tǒng)和硬件平臺發(fā)生改變。
做芯片需要有一個長時間的預(yù)留性和預(yù)知性。因為我在國內(nèi)做這行很久了，我覺得我們中國的半導(dǎo)體公司不能想著做本地化的平替，現(xiàn)在針對自動駕駛在早幾年大家還在想是不是需要高階自動駕駛，算力是不是需要最高，到今年的9月底和10月初無論是英偉達和高通繼出了2000 TOPS平臺之后，這個疑問已經(jīng)不再是疑問。大家會發(fā)現(xiàn)，因為整個的車載半導(dǎo)體的競爭針對高算力芯片的僅剩全球的兩大玩家，中國的芯片公司如何在兩大玩家的擠壓下給出自己的解答，需要用我們自己的優(yōu)勢重新審核需求。光是做平替替代沒有出路，你需要預(yù)設(shè)到五年之后系統(tǒng)的變革，電子電氣的調(diào)整以及將來OTA軟件的導(dǎo)入。
現(xiàn)在汽車上無論是數(shù)據(jù)流還是算法的復(fù)雜度都是跟以前純粹做一個交通工具的汽車載體是截然不一樣，自動駕駛已經(jīng)是最為復(fù)雜的場景，無論是傳感器的數(shù)量，傳感器的配置，傳感器的種類，每年的智能化車型都在不斷的顛覆以前的配置。
第三個，車上面整個的硬件系統(tǒng)對于功能安全和加密保護還是有強需求的，車載芯片領(lǐng)域其實以前的玩家是非常稀有的，以前的玩家也在不斷的調(diào)整自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為什么車載半導(dǎo)體在之前的20年活的這么滋潤，因為車載半導(dǎo)體對于一致性、成熟性的要求是非常高的，不僅是設(shè)計，驗證制造、良率要求和整個的流程要求非常高。中國大部分現(xiàn)在來做車載芯片的公司目前還在起步階段，所以我們需要配合整個行業(yè)上有經(jīng)驗或者能夠起到一些正向影響作用的外企公司來配合我們做本土方案。
最后一點，中國的整車廠跟歐美的整車廠有一點特別強勢的地方，我現(xiàn)在接觸到歐美客戶還在跟我談2028年自動駕駛的落地，但是在中國區(qū)我碰到的整車廠和Tier-1基本上談的是2025年。因為我們的電動汽車現(xiàn)在賣的非常好，今年的滲透率能達到25%以上，這也是從市場反推驅(qū)動半導(dǎo)體不斷往前精進本土的原動力。
新思科技現(xiàn)在對于整個的汽車變革主要走向了三個方向，雖然我們的產(chǎn)品非常多，但是我今天不講產(chǎn)品，我只講我們是怎么給到客戶解決方案的。
第一點，我們自己的產(chǎn)品包含EAD的設(shè)計工具，包括設(shè)計、驗證、集成、DFT測試，這些工具我們也擁有全球第一的市場份額，也是覆蓋了國外的車載半導(dǎo)體供應(yīng)鏈一代一代做出來。另外一個是我們的車規(guī)級IP，IP的存在是因為它以前被驗證過，所以可以降低芯片設(shè)計的風(fēng)險，提高開發(fā)效率。新思我們的車規(guī)IP已經(jīng)在歐美得到廣泛的應(yīng)用，在中國大家必要熟知前面幾代的車載芯片也是在跟我們合作的。如果要做自動駕駛，實現(xiàn)自動駕駛，其實對本身系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求是非常高的。在IP層級也不是應(yīng)該去冒險的地方，更多是需要基于之前已經(jīng)積累過的經(jīng)驗和已經(jīng)成熟的IP，怎么讓芯片的架構(gòu)更為合理，我在后面會講我們是怎么來做芯粒的架構(gòu)。
我們會提供非常成熟的硬件驗證，幫助客戶做開發(fā)。第一部分其實還是歸結(jié)于芯片產(chǎn)品本身我們提供工具、IP、驗證的方式，幫助客戶創(chuàng)造出多核異構(gòu)高算力的自動駕駛芯片。
第二部分，當(dāng)你這個芯片放在車上跟軟件做整合之后你形成車上的ECU單元，但其實實現(xiàn)的是特定化功能的ECU單元，這個單元如何在整車架構(gòu)上做數(shù)字化的驗證和算法的迭代，我們會提供專門的一個數(shù)字化驗證測試平臺：虛擬驗證平臺?，F(xiàn)在算法的迭代非?？欤绻阌肋h用開發(fā)團隊去設(shè)計你的軟件，其實是非常慢的。新思提供一個PC端的數(shù)字化驗證平臺讓我們客戶能夠靈活做軟件開發(fā)。
最后一個，新思在早幾年收購了一個做代碼檢測的公司，并入了我們整個大的汽車板塊，我們發(fā)現(xiàn)汽車上的代碼現(xiàn)在都是百萬、千萬的代碼量，這段代碼其實它對于算法本身的合規(guī)，還有它的成熟性穩(wěn)定性要求也是非常高的。所以我們這套工具可以幫助客戶檢測代碼質(zhì)量。
我們今天主要以芯片為主，芯片從微觀尺度來說我們知道它有一定特定設(shè)計驗證的流程，我們做汽車芯片的時候我希望中國的半導(dǎo)體廠商用一個Top down的角度來看，你要面對整車廠的智能化車型和差異點。我剛才也說了，我們現(xiàn)在整個的電子電器結(jié)構(gòu)還是以域控制器為節(jié)點，它會按照功能切分，未來整個的EE架構(gòu)往中央計算平臺來集成，尤其是高通和英偉達的2000 TOPS，雖然它們的實現(xiàn)方式不一樣，但是我相信這兩個寡頭都是從自己本身有優(yōu)勢的主體地位在將來的市場中搶占先機。
我們看到國內(nèi)的芯片公司有一些初創(chuàng)或者以前專做消費類的汽車半導(dǎo)體公司轉(zhuǎn)到這里也瞄準了高算力的平臺。其實它就是把以前獨立的中央網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)化成了以物理區(qū)域來做切分，包含獨立供電，獨立區(qū)域的高低速信號的轉(zhuǎn)發(fā)以及每個物理區(qū)域傳感器的處理以及執(zhí)行。
如果我們來了了現(xiàn)在的單芯片，其實最主要的三個形態(tài)就是ADAS的芯片，座艙芯片，網(wǎng)關(guān)芯片。圖上紫色的部分就是新思的IP，我剛才說了工具，說了IP，IP是一個芯片架構(gòu)的平面圖，這個平面圖告訴你一個芯片里面有多少負責(zé)不同的模塊，每一個模塊負責(zé)的功能都有哪些，中間有哪些可以購買？數(shù)字芯片更多是依賴已有的IP做客戶化的方案，同時在每一個IP根據(jù)我這個芯片將來應(yīng)用場景的功能配置，合理去做切分和選型，有共同點也有不同的點，比如說ADAS的芯片我可能還是強化圖象處理能力，我需要有ISP、DSP、NPU以及人工智能算法的集成性。我們最熟悉大部分的7nm和5nm以及某一些廠家做的3nm，只要放在車載都是圍繞ADAS和自動駕駛的功能。
座艙強調(diào)的是人機交互能力以及OSS、算法的支撐力，它在GPU、CPU的配置要求更高，需要與儀表做集成。最后一部分是中央的網(wǎng)關(guān)部分，它就沒有什么圖象處理或者人機交互，更多是穩(wěn)定性、可靠性以及強大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，以及依賴于強大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力之后的信息加密保護，當(dāng)你的車后來又了車聯(lián)網(wǎng)功能，防止被黑客侵襲，保證我的OTA升級能夠順利進行，中央網(wǎng)關(guān)是最后的一大關(guān)卡。新思會針對客戶不同應(yīng)用和不同需求幫他切割這些配置，然后提供新思的參考性方案。
這個圖大家可能不陌生，尤其是做車載半導(dǎo)體的，我最早的時候說了跟工業(yè)類、消費類芯片相比，車載芯片的特點是一致性、成熟性、長效性等等，我們百萬級中的失效率不能超過1%，如果你的芯片在自動駕駛的核心模塊，其實這已經(jīng)不是用失效率驗證你的芯片，如果這個芯片在自動駕駛過程中出現(xiàn)了任何問題，可能給整個道路參與者帶來生命危險，自動駕駛的意義也就不存在了。反觀，尤其是專對自動駕駛應(yīng)用的車載芯片，我們會覺得它的質(zhì)量、功能、可靠性在車身上的要求都是最高的。剛才我說的電子電器架構(gòu)和單一芯片的配置新思是如何來植入我們的產(chǎn)品和工具的。
現(xiàn)在行業(yè)應(yīng)該也感受到一種熱潮，芯粒，是半導(dǎo)體行業(yè)摩爾定律之后的續(xù)命良劑，是因為等到我們物理極限達到5nm、3nm之后，無論是你的制造還是你的成本，還有你的設(shè)計復(fù)雜性都太高了。單一去追求先進工藝不一定是唯一優(yōu)秀選擇，芯?？赡軙诠?、成本靈活架構(gòu)調(diào)整帶來更多的優(yōu)選項。新思因為本身我們的客戶太多了，例如晶圓廠，封裝廠，汽車IC的設(shè)計公司，整車廠和Tier-1，所以我們更適合做承上啟下和生態(tài)建設(shè)。今年，從美國的總公司希望我們能夠推動Chiplet在汽車上的應(yīng)用發(fā)展。我們其實已經(jīng)在歐洲和美國跟大廠做配合，中國目前還在一個起步階段，但是我們是非常愿意和大家分享這個潮流的。從幾個優(yōu)勢來說，因為以前做SOC芯片用的是IP，將來你去做Chiplet，尤其是異構(gòu)集成的Chiplet，你可能用到已經(jīng)成熟性的Dai來做組合，以降低你的開發(fā)風(fēng)險。第三個功耗會降低。第四個，說一個很好玩事情，如果你以前是一顆做L2 ADAS的SOC芯片，你用了它你想來升級你的功能以做到L3、L2.5或者L2.9，你怎么辦？一顆不夠、兩顆不夠，放四顆，所以你看到智能化車型大家都在比芯片的個數(shù)，但是帶來的隱患是一旦放了多顆SOC進去，你的功耗、成本加大，一顆芯片中有CPU、NPU、GCU的算力，如果你只是去復(fù)制粘貼這個芯片，其實很多的資源是浪費的。但是如果你轉(zhuǎn)去Chiplet，因為你Dai的本身就是通過你的功能和應(yīng)用來配置好的，你會非常靈活根據(jù)你的應(yīng)用來調(diào)整我里面的Dai的數(shù)目，系統(tǒng)的效率當(dāng)然就提高了。
Chiplet雖然是一個很明確的方向，但是難度是可見的，大家都是半導(dǎo)體的專家，也都是可以預(yù)見到的。這個東西不僅是Dai的層面，更是中間的極聯(lián)方案，以及極聯(lián)之后你在物理層、協(xié)調(diào)層以及算法如何調(diào)度配置的問題，需要整體半導(dǎo)體各個玩家的整體配合和系統(tǒng)建立。
新思既提供工具，又提供IP和驗證，我們在整個半導(dǎo)體的鏈條中都有合作伙伴和用戶。如果在一開始你要去做Chiplet，我會幫你做先期的探索和切割，依賴與我們傳統(tǒng)PPA的標準做最有效率的配置，第二點，我們會幫助客戶用我們的驗證工具和原型工具，幫客戶先做數(shù)字化的驗證，尤其是復(fù)雜系統(tǒng)，所以我們在整個的數(shù)字化驗證部分我覺得新思是做的非常好的。
第三個，因為你最后整個設(shè)計要集成出去，包括跟晶圓廠去做Chiplet，新思給到方案，會幫助你從設(shè)計的階段以及到交付的階段都給你做全鏈條的支持。最后你這個芯片不論是單一多核異構(gòu)的SOC還是一個Chiplet，其實最后都需要在整個的生命周期去觀測它的資源利用和芯片的茁壯性，新思也是有這樣的工具一直幫你去看這個芯片的狀態(tài)。
剛才說的是芯片，單一芯片和Chiplet這種系統(tǒng)，其實標準的市場不僅僅是芯片，更多還在想這個芯片本身在ECU層級和EE架構(gòu)層級怎么能夠幫助中國的整車廠和Tier-1優(yōu)化整個的架構(gòu)設(shè)計和軟件迭代。如果你現(xiàn)在做的是一個智能汽車，你不應(yīng)該用我們以前最熟悉的VModel做算法開發(fā)，你從芯片本身的算法測試轉(zhuǎn)到ECU測試、整車測試，上車的硬件在環(huán)測試，這個時間周期非常長。我們現(xiàn)在引入新的測試方式，你可以把你的汽車、EE架構(gòu)和ECU全部用數(shù)字化做替代。我們希望把物理測試轉(zhuǎn)到數(shù)字化測試。這樣做的好處在于，第一靈活性，第二各個整車架構(gòu)的每一個部門可以協(xié)同開發(fā)，而不受硬件的影響。
這一點數(shù)字化測試是新思的長項，今天因為時間關(guān)系就帶過，右邊這個圖是我們在跟歐洲一個大廠合作做的項目，我們把整個下一代的中央集成的EE架構(gòu)全部做了數(shù)字化平臺，每一個開發(fā)部門都可以在云端的數(shù)字EE架構(gòu)平臺上做開發(fā)和驗證，以及軟件迭代，有利于在他們早期發(fā)現(xiàn)bug優(yōu)化軟件。
最后我們軟件的檢測工具。現(xiàn)在我們有一套新的標準，關(guān)于車上信息加密保護以及質(zhì)量可靠性和合規(guī)性的要求。所以這個軟件本身是人工智能和HPC那邊得到很多的使用，但是我們現(xiàn)在把這套軟件也用于汽車客戶的探索和溝通，我們希望服務(wù)Tier-1的時候從芯片出發(fā)，從系統(tǒng)出發(fā)，但是更多是我們會幫你從測試和軟件方面給你做全鏈條的支持。
如果我們現(xiàn)在國內(nèi)的車載芯片供應(yīng)商想來做有差異性或者對于功能安全有要求，對于車規(guī)有要求，不論是單一的SOC芯片還是其它的芯片，新思都是你的不二之選。第二，我們也和國內(nèi)的研究院做配合，把汽車從物理層級轉(zhuǎn)到數(shù)字層級，我們在云端配置數(shù)字汽車的概念，幫助整車廠把所有的供應(yīng)商串聯(lián)起來，在電子電器部門形成一套數(shù)字化的概念，用Top Down的模型引入到ECU的設(shè)計當(dāng)中。第三，我們會強化自身在車上代碼的穩(wěn)定性、可靠性，同時我們也可以選用新思的檢測工具。
（注：以上速記內(nèi)容未經(jīng)本人確認）
