12月22日-23日,在中國集成電路設計業2021年會暨無錫集成電路產業創新發展高峰論壇(ICCAD 2021)上,Socionext中國總經理楊宜博士受邀發表了《重塑人們出行方式的硅基平臺》的主題演講,詳細為大家介紹了Socionext在網絡應用領域的核心IP、大規模SoC的設計能力和經驗,面對當前炙手可熱的新興電動智能車行業的發展,作為一家核心芯片供應商,希望憑借Socionext成熟的車規級硅基平臺能力來賦能這個正在重塑人們出行方式的行業。
圖:Socionext中國總經理楊宜博士發表演講(一)
汽車的發展史是人們出行和生活方式的變革史
科技的不斷創新突破,持續推動汽車產業的不斷迭代、進化、升級;而汽車產業又推動城市、社會、能源等各行各業、以及人們出行與生活方式等方方面面的深刻變革。智能化浪潮已經點燃了汽車行業及人們出行方式的第三次革命。
汽車行業正在從傳統汽車時代向自動駕駛時代演進,汽車的電動化、智能化和網聯化等技術正在迅速的落地和部署。政府和資本也深度參與其中。一定程度上,二者對自動駕駛發展起到了助推作用。
圖:Socionext中國總經理楊宜博士發表演講(二)
智能化浪潮已經點燃了汽車行業及人們出行方式的第三次革命
汽車行業正在從傳統汽車時代向自動駕駛時代演進,汽車的電動化、智能化和網聯化等技術正在迅速的落地和部署。政府和資本也深度參與其中。一定程度上,二者對自動駕駛發展起到了助推作用。
圖:汽車自動駕駛分級:L1~L5
汽車工業的發展趨勢:E/E體系結構的轉變
汽車電子電氣架構(E/E)正在從分布式ECU的架構往分域計算以及將來的集中式計算的方向演進。更人性化的座艙體驗和數量更多、精度更高的傳感器,以及更大帶寬的通信需求,需要有計算能力更強的算力芯片來承載。這對車內的算力平臺和SOC的集成度提出了更高的要求。由此可見,計算SoC平臺成為AD/ADAS和智能座艙的核心。
圖:汽車電子電氣架構(E/E)的演進過程
第一個變化是E/E體系結構的轉變
在傳統的分布式體系結構中,不存在E/E體系結構的概念,系統由數百個需要單獨優化的ECU進行維護。但是,隨著汽車控制變得越來越數字化,ECU的互連也越來越多,采用了域型體系結構來概述和定義整個系統。
域型體系結構允許在域內進行有效的數據傳輸并減少線束,但由于它可能分散在車輛的不同區域,因此采用了分區型體系結構以實現更高效的體系結構。在區域型體系結構中,每個區域包含一個稱為區域控制器(或區域網關)的部分,該部分控制數據通信,高負載過程和整個系統控制整合在中央車輛計算機中。
隨著E/E體系結構的這些轉變,對更高性能半導體SoC的要求越來越高,其中車載計算機要求CPU性能超過100kDMIPS,認知性能超過100TOPS。
圖:E/E體系結構的轉變
Socionext的目標汽車細分市場(MS)主要包括傳感邊緣、駕駛艙HMI和汽車計算。傳感邊緣是檢測汽車外部狀態的傳感系統,Socionext專注于激光雷達領域。駕駛艙HMI是人機交互界面其中的汽車顯示系統,Socionext專注于顯示控制器。汽車計算是自動駕駛/ADAS域型體系結構和分區體系結構系統,Socionext專注于環繞視圖監控和分區/HP計算。
圖:Socionext在汽車領域的目標市場和細分市場
除了在汽車市場20多年的經驗外,Socionext在系統開發方面擁有豐富多樣的技術訣竅,如低功耗、大規模、高速和高性能設計,涉足領域包括:消費、網絡、數據中心和工業市場。為了適應CASE時代的變化,Socionext有能力將采用舊工藝技術的現有汽車SoC開發模式演變為以汽車SoC為旗艦、使用先進工藝技術的新模式。
圖:楊宜博士講解Socionext在汽車領域的優勢
其次,是Socionext的SoC設計技術
在需要高級SoC的5G、數據中心和汽車市場中,由于所需規格(如計算和網絡)的增加,SoC架構已更改為類似的架構配置。Socionext作為一家獨立的半導體公司,對市場應用有著更廣闊的視野,可以利用自身優勢而不是垂直集成模型中特定產品所需的半導體部件,提供更具競爭力的SoC。此外,通過靈活的IP陣容,包括來自其他公司的IP,可以迅速響應客戶需求,并使用基本SoC架構技術開發靈活的ASIC。
憑借豐富的SoC設計經驗,Soiconext可以為汽車市場提供極具競爭力的SoC。
圖:Socionext SoC設計技術
Socionext先進工藝倡議:傳統上,為了確保汽車質量,通常使用落后一代的工藝技術開發汽車半導體。近年來,由于電動汽車和E/E體系結構的變化,在需要計算資源的汽車領域,能夠實現大規模、高性能和低功耗的先進工藝是必不可少的,并且在需要其他先進工藝的同時,市場也有需求。這一趨勢在AD/ADAS領域是顯著的,盡管Socionext目前正在開發5nm的SoC,但未來需要先進的3nm工藝開發。
圖:引領全球汽車市場的Socionext先進工藝技術
圖:Socionext汽車產品技術
Socionext的先進技術可分為三類:首先是硬件技術,Socionext提供SoC架構、系統集成和IP技術,以開發ASIC中的Spec。第二是軟件技術,Socionext有從低級到高級的軟件工程師和技術。最后是汽車級質量保證,Socionext團隊豐富的開發經驗支持產品符合ISO26262/ISO21434功能安全體系。
通過這三個要素,Socionext可以使用具有汽車級質量的硬件和軟件技術提供SoC解決方案。Socionext為SoC解決方案提供具有汽車級質量的硬件和軟件技術,以滿足客戶需求。
圖:Socionext的先進技術
Socionext通過以下環節確保了汽車的更高質量和可靠性:
設計策略(DFM/DFT)
測試策略
可靠性試驗(AEC-Q100)
生產過程控制(汽車服務包)
功能安全體系(ISO26262)
文件(PPAP)
客戶投訴(8D報告)
圖:Socionext定制化汽車SoC
Socionext可用于定制SoC的IP能夠有效地將這些IP與第三方的IP結合起來,以提供針對客戶需求的系統優化的解決方案。
OMNIVIEW是一個用于環繞視圖監控系統的軟件庫,該系統是一種合成多個攝像頭圖像并從自由視點顯示的技術。
對于2D圖形IP,Socionext正在準備2D-BLT處理功能、抖動/雜波等顯示功能和視頻捕獲功能,以控制攝像頭視頻輸入,作為顯示控制器的IP。
ISP+AIIP是一種高精度的圖像識別IP,使用ISP IP和AI引擎,精確地再現圖像,以便根據監控和檢測等要求實現最佳性能。這是未來人工智能引擎中實現圖像高識別性能的技術。
高性能、高精度模擬IP是一種高度可靠的IP,在ADC/DAC中實現了硅演示和大規模量產。
對于低功耗技術,我們擁有抑制和控制時鐘、電源控制、標準單元和SRAM等元件功耗的技術。
圖:業內領先的IP相關技術
在演講的最后,楊宜博士總結,汽車市場的增長,特別是ASIC市場的增長,為Socionext提供了可持續發展的絕佳機會。Socionext憑借強大的前端專業知識、精湛的7nm/5nm設計實施技能、先進的車內IP為客戶提供高品質高性能的定制化SoC平臺。此外,擁有汽車領域的廣泛知識,尤其是功能安全方面的知識,使Socionext在自主領域處于領先;此外,豐富的合作伙伴生態系統使Socionext能夠與IP合作伙伴一起擴大市場規模,加快上市時間。
圖:Socionext的主要汽車市場
