一直以來(lái)，汽車芯片無(wú)論是工藝制程，還是新技術(shù)的導(dǎo)入，都要落后消費(fèi)類產(chǎn)品幾年時(shí)間。不過(guò)，如今，隨著汽車智能化進(jìn)一步推動(dòng)汽車制造商與上游芯片設(shè)計(jì)公司、晶圓代工廠的緊密互動(dòng)，歷史即將翻篇。
同時(shí)，另一個(gè)更為關(guān)鍵的因素是，車規(guī)級(jí)、功能安全，甚至是最新的信息與網(wǎng)絡(luò)安全的規(guī)范落地，汽車芯片的嚴(yán)苛要求讓不少初創(chuàng)公司需要投入更多的資金和時(shí)間來(lái)完成前裝落地。
不過(guò)，這樣的局面，也將被徹底改變。
最新消息，作為全球汽車芯片的主要晶圓代工廠，臺(tái)積電近日宣布，將推出一款全新的汽車專用芯片設(shè)計(jì)軟件，可以讓芯片設(shè)計(jì)公司提前兩年時(shí)間開(kāi)始設(shè)計(jì)工作，包括臺(tái)積電最新的N3芯片制造技術(shù)的汽車級(jí)版本，這是目前消費(fèi)類領(lǐng)域的最新技術(shù)。
該公司的目標(biāo)是，2025年正式發(fā)布這個(gè)軟件版本?？紤]到汽車級(jí)芯片從設(shè)計(jì)、流片、認(rèn)證等一系列流程至少需要三年時(shí)間，臺(tái)積電此舉勢(shì)必將大幅縮短初創(chuàng)公司推出可量產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間。
眾所周知，目前，7nm已經(jīng)是現(xiàn)有量產(chǎn)級(jí)別汽車芯片的領(lǐng)先主流技術(shù)，今年高通還要首次量產(chǎn)5nm的第四代座艙SoC（8295）；而在智能駕駛賽道，英偉達(dá)Orin同樣是7nm，下一代中央計(jì)算芯片Thor，則是5nm工藝。
有消息稱，N3能夠使用多達(dá)25層極紫外輻射(EUV)光刻流程，根據(jù)配置不同，每臺(tái)EUV光刻機(jī)的成本為1.5億至2億美元。臺(tái)積電正在考慮降低N3芯片的報(bào)價(jià)，以刺激更多的企業(yè)使用N3級(jí)工藝技術(shù)。
公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，臺(tái)積電每塊N3晶圓的收費(fèi)可能高達(dá)2萬(wàn)美元，而N5晶圓價(jià)格為1.6萬(wàn)美元左右。也有報(bào)道，臺(tái)積電的N3還存在良率低的問(wèn)題，一估計(jì)良率在60%到80%之間，部分良率甚至低于50%。
臺(tái)積電預(yù)計(jì)，在高性能計(jì)算和智能手機(jī)等應(yīng)用的推動(dòng)下，3nm產(chǎn)品將在今年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)平穩(wěn)增長(zhǎng)，第二代 3nm（N3E）制程工藝也將于今年第三季度量產(chǎn)。
從目前已經(jīng)量產(chǎn)的消費(fèi)類芯片來(lái)看，與5nm制程相比，3nm制程降低了45%的功耗，提升了23%的性能，并減小了16%的面積。比如，在臺(tái)積電對(duì)手三星看來(lái)，3nm采用的GAA晶體管結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著芯片制造進(jìn)入了新的時(shí)代，并繼續(xù)提升高性能、低功耗計(jì)算能力。
以三星公布的數(shù)據(jù)，該公司即將量產(chǎn)的第二代3nm制程有進(jìn)一步的優(yōu)化，將降低50%的功耗，提升30%的性能，降低35%的面積。同時(shí)，不管是臺(tái)積電，還是三星，汽車行業(yè)客戶都是未來(lái)的重點(diǎn)。
而在高工智能汽車研究院看來(lái)，隨著2024年開(kāi)始，高通和英偉達(dá)率先量產(chǎn)下一代高性能中央超大算力芯片，高端市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)將進(jìn)入一個(gè)新的周期。同時(shí)，受益于集中式架構(gòu)規(guī)?；髱?lái)的可能降本效應(yīng)，汽車芯片的需求也可能會(huì)發(fā)生根本性變革。
事實(shí)上，這也可以從這幾年分布式ECU到域控制器的快速轉(zhuǎn)型設(shè)計(jì)，可見(jiàn)一斑。比如，以高通8155為例，無(wú)論是高端豪華車型，還是主打中低端市場(chǎng)的一些車型，都在大規(guī)模搭載。此外，基于高通第四代座艙平臺(tái)，多家中國(guó)本土供應(yīng)商也已經(jīng)獲得多個(gè)項(xiàng)目定點(diǎn)。
「在汽車智能化、整車OTA還處于快速增長(zhǎng)周期，對(duì)于芯片算力的需求，還處于上升階段?！乖谝恍┢囆袠I(yè)人士看來(lái)，即便是目前市面上最強(qiáng)的汽車級(jí)量產(chǎn)芯片，可能一兩年后，由于軟件功能的多元化繼續(xù)擴(kuò)大，算力不夠用或是短期內(nèi)的常態(tài)。
尤其是車企推陳出新的頻率越來(lái)越高，很多時(shí)候，剛剛量產(chǎn)的旗艦車型搭載的芯片，可能不到一年時(shí)間就落伍了。這意味著，對(duì)于車企來(lái)說(shuō)，在可接受的成本區(qū)間內(nèi)，誰(shuí)都希望用上最好的芯片。
而中央計(jì)算架構(gòu)，將是下一代高性能汽車芯片的「用武之地」。
目前，行業(yè)內(nèi)一致的看法是，將過(guò)去在不同域（比如，座艙與智駕）功能轉(zhuǎn)移到集中的計(jì)算平臺(tái)，可以更容易地進(jìn)行整車OTA，以及靈活部署新功能。相比而言，目前的分布式域架構(gòu)只是完成了域內(nèi)的集成和軟硬件初步解耦。
就在今年初，大眾集團(tuán)對(duì)外透露，正計(jì)劃在改款的MEB Plus電動(dòng)平臺(tái)以及高端PPE平臺(tái)上率先啟用高通下一代中央計(jì)算芯片。原因是，支持單芯片多域（包括輔助駕駛、智能座艙等功能）計(jì)算能力芯片，可以減少單車搭載芯片的數(shù)量（尤其是周邊配套芯片數(shù)量的減少，可以降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)）。
按照高通公司披露的信息，大眾集團(tuán)的大部分主流車型將使用Ride Flex芯片支持中央計(jì)算架構(gòu)。大眾集團(tuán)的率先入局，意味著，這場(chǎng)跨域中央計(jì)算的市場(chǎng)先發(fā)戰(zhàn)，已經(jīng)打響。而該公司每年全球千萬(wàn)輛級(jí)別的新車交付能力，也在幫助中央計(jì)算平臺(tái)的成本快速下降。
目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)自主品牌（包括理想、小鵬、埃安、路特斯等）也已經(jīng)正在開(kāi)發(fā)全新一代中央計(jì)算E/E架構(gòu)核心技術(shù)與車型。其中，車身區(qū)域控制器的加速上車，也為中央計(jì)算平臺(tái)鋪墊落地。
此外，在今年CES展上，采埃孚推出多域功能版本的ProAI高性能計(jì)算平臺(tái)，可以在不同的單板上支持基于域的ADAS、信息娛樂(lè)以及車身控制功能，并適配不同供應(yīng)商的系統(tǒng)芯片以及并行多個(gè)操作系統(tǒng)。
按照高工智能汽車研究院的測(cè)算，30萬(wàn)元以上車型將是首批升級(jí)中央計(jì)算+區(qū)域控制的細(xì)分市場(chǎng)，2022年在這個(gè)價(jià)位區(qū)間的全年交付「智能駕駛+智能座艙同時(shí)標(biāo)配」超過(guò)115萬(wàn)輛，到2025年有望突破350萬(wàn)輛規(guī)模。
