恩智浦新一代高效能汽車芯片采用臺(tái)積電5nm制程

6月12日消息，恩智浦半導(dǎo)體和臺(tái)積電今日宣布合作協(xié)議，恩智浦新一代高效能汽車平臺(tái)將采用臺(tái)積電5nm制程。因而恩智浦將成為首家在下一代“高效能安全計(jì)算”汽車平臺(tái)采用臺(tái)積電5nm制程芯片的汽車芯片廠商，預(yù)計(jì)在2021年秋季向主要客戶交付首批樣品設(shè)備。

市場(chǎng)研究公司Tirias Research首席分析師Kevin Krewell認(rèn)為，恩智浦或能憑借5nm架構(gòu)，超越其采用7nm制程的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，成為汽車芯片領(lǐng)域的優(yōu)勝者。

一、新架構(gòu)以安全性為核心，成本和復(fù)雜性有所降低

相比于現(xiàn)有的汽車SoC，恩智浦5nm制程汽車SoC具有復(fù)雜性低、成本低的優(yōu)勢(shì)。

恩智浦汽車加工業(yè)務(wù)副總裁及總經(jīng)理Henri Ardevol稱：“(現(xiàn)有的汽車SoC)是一個(gè)十分難以縮小的系統(tǒng)，而且它非常昂貴?！?

這是因?yàn)楝F(xiàn)有的汽車SoC采用“高性能計(jì)算”和“安全計(jì)算”并行的設(shè)計(jì)。對(duì)于高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(AV)，汽車代工廠通常打造需要兩個(gè)系統(tǒng)來保證性能和安全性：一個(gè)系統(tǒng)遵循低完整性功能的主要路徑，另一個(gè)系統(tǒng)是為了安全處理而添加的。

另外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還會(huì)在汽車中添加一個(gè)安全檢查器，與其他處理器搭配使用來計(jì)算緊急情況下的逃生路徑。

注意到軟件層面的巨大復(fù)雜性正在增長(zhǎng)，恩智浦計(jì)劃將上述并行系統(tǒng)設(shè)計(jì)到一個(gè)新的SoC架構(gòu)中，并把安全性作為架構(gòu)的核心。同時(shí)，恩智浦還在設(shè)計(jì)一個(gè)新的核心體系架構(gòu)，該體系可以在系統(tǒng)層面上跨域工作。

按照這種設(shè)想，在配置相同的情況下，恩智浦的汽車SoC架構(gòu)比寶馬最近發(fā)布的自動(dòng)駕駛架構(gòu)成本更低。

5月初，寶馬發(fā)布了其自動(dòng)駕駛平臺(tái)架構(gòu)。對(duì)于L3車型，寶馬在平臺(tái)中增加了兩顆Mobileye EyeQ56芯片、兩個(gè)英特爾Denverton CPU和一個(gè)額外的Aurix微控器。對(duì)于L4、L5車型，寶馬將配置擴(kuò)展為三顆EyeQ5芯片、一個(gè)英特爾至強(qiáng)24C和一個(gè)Aurix微控器。

二、計(jì)劃2021年交付首款樣品，“分階段”簡(jiǎn)化開發(fā)設(shè)計(jì)流程

據(jù)了解，在還未從飛利浦公司獨(dú)立出來時(shí)，恩智浦就曾與臺(tái)積電有過合作。Ardevol稱，與臺(tái)積電合作邁進(jìn)5nm制程“是一個(gè)簡(jiǎn)單的決定”，“在邁進(jìn)7nm制程和邁進(jìn)5nm制程上的投資是相似的”。

據(jù)Ardevol透露，由于先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)需要更多的協(xié)同設(shè)計(jì)，在過去幾個(gè)月，臺(tái)積電、恩智浦等IP供應(yīng)商、工具供應(yīng)商及其他提供設(shè)計(jì)支持的參與者作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)工作。

恩智浦計(jì)劃在2021年向客戶交付樣品，首個(gè)采用5nm制程的產(chǎn)品將是一顆eCockpit(電子駕駛艙)SoC。接下來，恩智浦計(jì)劃推出基于其S32自動(dòng)駕駛平臺(tái)的其他產(chǎn)品。例如，5nm架構(gòu)的S32G汽車網(wǎng)絡(luò)處理器將能提升高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的性能。S32G為網(wǎng)關(guān)處理器而設(shè)計(jì)，結(jié)合了一個(gè)汽車微處理器和一個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)處理器。

Ardevol補(bǔ)充，恩智浦的最終目的是設(shè)計(jì)一個(gè)一致的架構(gòu)核心，該架構(gòu)核心能夠在分布式領(lǐng)域以模塊化方式使用。分布式領(lǐng)域的范圍涵蓋網(wǎng)關(guān)處理器、駕駛艙、傳感器融合、路徑規(guī)劃和決策制定處理器等。根據(jù)不同用途，處理器可以添加不同的AI加速器。

另外，恩智浦將采用“分階段”的方法，使汽車代工廠能在安全的情況下簡(jiǎn)化軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)。Ardevol解釋道，恩智浦并不會(huì)簡(jiǎn)單地追求更大、更快地DMIPS、TOPS和TFLOPS，“我們的目標(biāo)是建立一個(gè)高性能的安全計(jì)算平臺(tái)，該平臺(tái)可以集成功能安全和鎖步操作”。

三、生產(chǎn)5nm汽車SoC需要至少2年

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Linley Group高級(jí)分析師Mike Demler稱，恩智浦是目前唯一一家采用5nm制程的汽車芯片廠商。“我不知道還有其他汽車處理器瞄準(zhǔn)了5nm。”他說。

他評(píng)論稱：“這項(xiàng)聲明對(duì)恩智浦來說十分重要，因?yàn)樗氤蔀榧夹g(shù)領(lǐng)導(dǎo)者之一。”同時(shí)，Demler也指出，要開始生產(chǎn)5nm汽車SoC，還需要至少兩年的時(shí)間，因此“不要指望馬上能看到這種基于全新架構(gòu)的芯片”。他認(rèn)為恩智浦的網(wǎng)絡(luò)芯片和其他汽車處理器更有可能在2021年推出樣品。

據(jù)Demler預(yù)計(jì)，NVIDIA自動(dòng)駕駛芯片Orin將采用7nm制程;英特爾Mobileye EyeQ5采用7nm制程，EyeQ6可能采用5nm制程。

“有趣的是，Mobileye和意法半導(dǎo)體合作進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)。早期的EyeQ處理器使用意法半導(dǎo)體的制程，但較新的處理器采用臺(tái)積電的制程。意法半導(dǎo)體與臺(tái)積電合作開發(fā)了EyeQ使用的汽車芯片制程。因此，看到恩智浦采用5nm制程是很有趣的。”Demler評(píng)論稱。

Kevin Krewell也指出，要使5nm制程工藝達(dá)到汽車的級(jí)別和功能安全性要求并不那么簡(jiǎn)單。恩智浦需要“完成大量的書面工作和官方文檔”。另外，新架構(gòu)還需要達(dá)到高于消費(fèi)設(shè)備的可靠性水平。

恩智浦成為首個(gè)采用5nm制程的汽車芯片制造商。根據(jù)設(shè)想，恩智浦5nm架構(gòu)產(chǎn)品具有成本低、復(fù)雜性低的優(yōu)勢(shì)。分析人士認(rèn)為，5nm制程汽車SoC或?qū)⑼苿?dòng)恩智浦成為汽車芯片領(lǐng)域的佼佼者。同時(shí)，分析人士也指出，恩智浦開發(fā)5nm汽車SoC不會(huì)一蹴而就，還需要更多時(shí)間。

近年來英偉達(dá)、英特爾、高通等消費(fèi)電子芯片巨頭均將自己的芯片業(yè)務(wù)拓展到汽車芯片賽道上。為傳統(tǒng)汽車芯片廠商帶來了挑戰(zhàn)，提升芯片實(shí)力是才是未來汽車芯片之路。