吉利实现造芯梦!对话芯擎科技CEO,揭秘国内首颗7nm汽车芯

发布时间:2021-11-05 作者:James 车东西

10月28日下午3:36,国内首颗7nm车规级座舱芯片“龍鹰一号”成功流片来到芯擎科技的上海实验室。不到半小时,“龍鹰一号”被顺利点亮。
与此同时,这颗芯片也被送到了吉利汽车集团CEO淦家阅的办公室里。
日前,在“智能吉利2025”战略发布会上,淦家阅说:“这颗芯片完成车规级认证后,明年即将量产。”
这也就意味着,吉利布局多年的自研芯片正在走向成熟:亿咖通、安谋中国注资成立仅2年多的芯擎科技首颗芯片成功流片后,将在明年三季度实现量产,明年年底实现前装上车。在智能汽车的浪潮中,吉利已经站在了时代前沿。
在“龍鹰一号”流片成功后,车东西第一时间采访到了芯擎科技CEO汪凯博士,他向车东西讲述了芯擎科技创立故事,同时也首次透露了“龍鹰一号”的研发历程和量产装车细节。在芯擎科技不到300人的研发队伍中,此前成功流片的芯片数量达到200多颗,几乎人均一颗芯片。与此同时,“龍鹰一号”的性能能够对标同为7nm制程的高通8155芯片,达到行业顶尖水平。

那么,“龍鹰一号”流片成功背后,还有哪些不为人知的细节?性能表现究竟如何,量产装车计划是怎样的?吉利汽车对自研芯片的野心到底有多大?车东西与汪凯博士进行深入交流后,找到了问题的答案。

不到三年流片成功 首批芯片全部点亮

从2018年9月芯擎科技成立,到近期流片成功,“龍鹰一号”的实际研发时间还不到三年。
“龍鹰一号”以7nm制程打造,在83平方毫米的芯片内,集成了88亿晶体管。如果与一颗顶级的7nm芯片——苹果A13 Bionic相比,苹果在98.5平方毫米的面积里,仅集成了85亿晶体管,“龍鹰一号”的晶体管密度甚至比苹果最强的7nm芯片A13还要高。

谈到为什么要做一颗7nm芯片,而非国内汽车芯片行业常见的16nm或更大制程的芯片,汪凯博士认为,最根本的原因是汽车智能座舱对算力的需求越来越高。

芯擎科技CEO兼董事汪凯博士

目前,在智能座舱芯片中,仅有少数采用7nm制程,其中一款明星产品就是高通的8155芯片。今年,这颗芯片已经搭载进入吉利星越L、广汽埃安LX、小鹏P5、威马W6等多款量产车中。先进制程、高算力智能座舱芯片的出现,目的就是为了“干掉”车内的手机支架。

因此,在芯擎科技成立之初,研发团队就已经明确了研发7nm智能座舱芯片的目标,并且设定了研发时间表。
汪凯博士表示,相对于研发10nm+的芯片,7nm芯片的研发有非常多的挑战。
面临最直接的问题就是,有没有公司能造?汪凯博士透露,“龍鹰一号”为台积电代工生产,而能使用台积电7nm产线的汽车芯片企业,国内仅有芯擎科技一家。
同时,芯片成本同样需要考虑。汪凯博士介绍,在大规模生产阶段,7nm芯片的成本并没有显著变化,反而是研发流程的成本会相对较高。而将研发成本分摊在每一颗芯片中,其实7nm芯片在性能和成本上达成了平衡。
在解决外围困难之后,研发团队的7nm芯片设计经验也是一个难题。汪凯博士做了一个形象的比喻:“如果一个建筑师之前只会盖10层的楼房,那如果要建100层的楼房是难以完成的。”这也就要求,芯擎科技的7nm芯片研发团队既要有丰富的芯片研发经验,还要懂车规芯片的设计流程。
因此,在2019年4月汪凯博士加盟芯擎科技时,打造了一个七八十人的核心研发团队,都是汪凯博士在芯片行业从事研发几十年形成的骨干力量。按照汪凯博士的话来说:“这是一个能打硬仗的团队。”如今,芯擎科技研发团队已经扩大到接近300人。
先说这个团队的构成,研发人员大多有飞思卡尔、AMD、高通、英伟达、瑞萨电子、海思、展锐等国内外头部芯片企业的研发经历。在加入芯擎科技之前,许多研发人员已经有10~15年的芯片行业研发经历。在芯片架构、设计,以及软件架构、设计的专家汇集在芯擎科技之后,研发进度明显更快。
汪凯博士介绍说:“芯擎科技拥有的核心团队,让芯片研发的时间至少缩短2年。”
就在上周四(10月28日),“龍鹰一号”首批芯片流片返回芯擎科技的上海实验室。
汪凯博士说,这颗芯片像是整个团队的小宝宝,在出生前,华体会hth体育官网每个人心里都非常紧张。在芯片返回实验室前,实验室的PCB板已经做了很多轮测试,保证外部硬件的性能表现。
“仅用了不到半小时时间,芯片上电之后顺利点亮,所有人都非常激动。尤其是看到系统在屏幕上跑起来的时候,大家欢欣鼓舞。”汪凯博士这样描述道,“第一颗芯片顺利点亮之后,第二颗也能跑起来,第一批返回接近20颗芯片,运行都没有问题。”
至此,国内首颗7nm车规芯片流片成功。
三天后,也就是10月31日,吉利汽车宣布了“智能吉利2025”战略,并首次亮相了“龍鹰一号”。







吉利汽车集团CEO 淦家阅

谈到芯擎科技为什么能有这么快的研发速度,汪凯博士说道,团队实力强大、团队研发效率高,以及团队非常坚定地做7nm芯片是获得成功的关键。说到底,做芯片必须要一个强大的团队。

汪凯博士说:“造芯片一定要从比较高的位置开始做,第一,能在行业中能起到领军作用;第二,能有好的毛利收入;第三,好的平台才能吸引更多好的人才做出好的产品。”

性能对标高通旗舰 吉利将大范围装车


吉利汽车集团CEO淦家阅的演讲中,首次公布了“龍鹰一号”的参数。这颗芯片采用7nm制程,芯片面积仅有83平方毫米,集成了87层电路、88亿个晶体管。

这颗7nm SoC,就是要全方位对标高通的8155芯片。“龍鹰一号”的CPU算力能够达到90~100K DMIPS,GPU算力900+GFLOPS,NPU算力达到8TOPS。此外,还有显示处理器VPU、DDR5内存、PCIe 3.0通道、UFS存储以及DSP处理器等。

“龍鹰一号”的CPU采用Arm Cortex-A76核心,拥有很强的整数和浮点运算性能,能够辅助提升机器学习时的综合性能。此外,更高的主频能够以非常优秀的效能比实现计算。
GPU部分采用多核心策略,通过提升微架构效率,并且配置大容量的缓存。在相同的时钟速度下,浮点运算、纹理和像素吞吐量都得到更好的提升。
此外,“龍鹰一号”还配备了一个显示处理单元(VPU),通过在固定功能硬件中进行迭加、旋转、高品质缩放等图像处理任务,能够减少GPU的工作负载,图像显示会更加绚丽。
在AI性能方面,“龍鹰一号”专用AI处理器,采用适用于AI算法的指令集,通过指令驱动向量处理单元、固定AI算法处理单元,能够实现复杂网络的组合的操作。例如,在AR导航内可以高效识别出道路标识、交通标识,并可以有效准确的实现对象分离操作。
汪凯博士介绍,“龍鹰一号”不仅会负责中控屏幕的计算与显示,还会负责汽车仪表、功能屏幕甚至HUD的显示。“龍鹰一号”支持输入11路相机数据,最高可支持7块高清显示屏显示。
这就要求,芯片的性能以及安全性、稳定性方面都要有优秀的表现。
在实际应用中,“龍鹰一号”会同时运行三个操作系统,分别是仪表的RTOS操作系统、HUD的Linux系统以及中控屏幕的安卓系统。
汪凯博士对“龍鹰一号”的性能非常有信心:“国内肯定没有比华体会hth体育官网这么好的芯片,如果要做出来,至少是三年以后。”
汪凯博士透露,“龍鹰一号”流片成功后,将持续做性能优化以及安全性、稳定性验证。明年三季度,“龍鹰一号”将实现量产,明年年底就会前装量产上车。
他说道:“目前,芯擎科技的部分研发团队已经投入到下一款产品的研发中。其他研发人员正在对流片成功的‘龍鹰一号’进行性能测试和软件调优。”
谈到量产上车的首款车型,汪凯博士表示现在已经确定是吉利旗下的一款车。
他说道:“吉利旗下的热门车型,包括领克在内的子品牌都会搭载华体会hth体育官网的芯片。”
吉利实现造芯梦 中国是ARM上车突破口


2016年,李书福和沈子瑜共同创立了亿咖通科技,聚焦车载芯片、智能座舱和智能驾驶等技术,打开了吉利汽车智能网联的大门。
2018年,亿咖通看到了汽车智能化、电气化的价值,而这些价值需要自研芯片实现。与此同时,特斯拉等智能化领域领先的车企已经开始布局自研芯片。汽车行业内逐渐形成一个共识,要让汽车实现功能上的差异化,必须要自研芯片。
汪凯博士介绍,当时安谋中国(ARM中国)同样有进入汽车领域的意愿。然而,欧洲和美国两大汽车市场的汽车芯片巨头非常强势,ARM的先进IP难以进入汽车行业。因此ARM找到了中国这个突破口,希望能够将其先进IP应用于汽车。
2018年底,亿咖通和安谋中国等公司共同出资成立芯擎科技,公司专注于设计、开发并销售先进的汽车电子芯片。
汪凯博士介绍,“龍鹰一号”中除了大的IP是使用ARM的核心之外,有很多都是自研的。
汪凯博士说道:“芯片最重要的是架构,需要在设计的时候做进优秀的核心。在‘龍鹰一号’中创新型的IP已经申请授权。”
2019年4月,汪凯博士加盟芯擎科技,并出任CEO。加盟芯擎科技之前,汪凯博士曾任华芯通半导体首席执行官,SanDisk亚太区销售副总裁,Freescale半导体销售和市场副总裁兼亚太区总经理,在芯片行业从事研发工作已经近30年。
目前,芯擎科技在武汉、北京、上海以及美国都设立了研发中心。汪凯博士介绍,几个研发中心是根据人才的特点和专长安排分工,且都有软件、硬件团队。其中北京、上海研发中心的各有上百名研发人员,武汉研发中心有六七十人。
芯擎科技已经有了明确的产品规划。汪凯博士透露,接下来芯擎科技将自研自动驾驶芯片,面向L2/L3级自动驾驶。而对于未来汽车,汪凯博士认为会是一个移动的服务器,芯擎科技未来会做汽车大脑,也就是车载中央计算芯片。
在芯擎科技的规划中,还有中央网关处理器和车规级MCU。也就是说,芯擎科技要做汽车会用到的大部分主要芯片。
吉利汽车集团CEO淦家阅此前表示,2024到2025年,吉利会陆续推出5纳米的车载一体化超算平台芯片,以及高算力自动驾驶芯片,算力达到256TOPS。
结语:国产汽车芯片加速迈进先进制程


在智能汽车大潮中,车企已经认识到软件和服务的重要性,然而硬件同样也是重要一环。2019年,特斯拉推出自研自动驾驶电脑Hardware 3.0,至今仍是汽车行业的头部自动驾驶硬件,同时也能实现更多自动驾驶功能,自研芯片的意义不言而喻。
近年来,国内芯片行业遭遇挫折,也正催生一批汽车芯片的新势力。除芯擎科技外,地平线、黑芝麻智能、芯驰科技等芯片企业也正将智能座舱、自动驾驶、中央网关芯片带入汽车行业。国内汽车芯片业正一步步迈向先进制程,造芯梦正逐步实现。




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