最近，吉利投资成立芯片公司智芯科技的消息见诸报端，又吸引一波外界对自主汽车芯片发展的关注。而在这之前的一则新闻，更是让人想一探究竟——由吉利投资的智能科技公司亿咖通与安谋中国公司等共同出资成立的芯擎科技，计划2022年量产自研的智能座舱芯片，它将是我国首款7nm车规级芯片。
记者了解到，这款具有里程碑意义的产品为芯擎科技首度公开发布的“龙鹰一号”。芯擎科技方面透露，目前“龙鹰一号”在吉利主力车型上进行充分、全面和大批量应用测试，预计2022年三季度量产。
7nm芯片关乎未来整车配套
在车规级智能座舱芯片领域，7nm工艺制程代表了目前行业的领先水平，而这一直曾是国内汽车行业的短板。
“‘龙鹰一号’真正达到了我们的设计要求，各项性能指标可与国际先进产品媲美。现在，国内汽车行业开始有自己的7nm制程芯片，能够给整车企业提供更多更好的选择，这也给公司研发后续产品带来极大的信心。”芯擎科技董事兼首席执行官汪凯对《中国汽车报》记者表示。官方资料显示，“龙鹰一号”内置8个CPU核心，14核GPU，达到AEC-Q100 Grade 3标准，可实现高达90K DMIPS的CPU算力和900GFLOPs的GPU算力，并具备8TOPS的NPU算力，满足车载多域融合实时应用要求，这使得其能够直接对标目前国际最先进的智能座舱芯片。
“无论从算力还是功耗来看，想让汽车性能达到手机的水准，都需要7nm芯片来实现，7nm制程是高算力车规级芯片的必然趋势。目前市场上的主流产品，包括高通等头部企业的产品也是7nm居多，造车新势力等车企也开始将目光转向高算力智能座舱芯片。从某种意义上，没有7nm芯片，很难进入车企下一代产品的配套体系内。”谈及为何发力7nm芯片时，汪凯这样对记者说。
据悉，车企的旗舰车型应用高算力智能驾驶芯片，正成为一种潮流。现阶段，小鹏P5、威马W6、广汽埃安LX、吉利星越L、长城WEY摩卡等热门车型，都配装了先进的7nm芯片。此外，即将上市的蔚来ET7、智己L7等也确认将使用7nm智能座舱芯片，集度汽车、凯迪拉克LYRIQ等甚至官宣了5nm智能座舱芯片的装车计划。
“相比手机芯片，用在车端的芯片至少落后了一代。今后，只有让汽车芯片的算力与手机匹配，才能真正让车机达到手机的性能。汽车空间比手机大很多，功耗也会更大，而更先进的制程可以实现更好的能耗比，7nm芯片可以降低功耗、满足车身需求。此外，芯片的价格与面积直接相关，长远来看，量产以后随着生产能力与良品率的提升，先进制程的芯片成本优势也将快速显现。”汪凯认为。据了解，目前，80％以上的车用芯片在10nm及以上的工艺制程，7nm工艺制程的高端芯片主要用在智能手机等移动设备上，少数用在PC、智能汽车等设备上。
先进工艺制程带来更大挑战
随着汽车“新四化”的发展，作为“车脑”的高算力芯片发挥着十分关键的作用。在智能化、网联化的趋势下，尤其自动驾驶作为汽车技术发展的重要方向之一，高算力芯片需求将直线增长，峰值算力成为行业的共同追求。对于汽车芯片行业和企业而言，在产品制程和工艺上不断寻求突破、逐步升级，成为黄金生存法则。
“高算力芯片被认为是推动汽车产业变革的最重要因素之一。随着汽车对算力的需求不断提高，今后芯片的设计基本上都是朝更先进工艺制程、更优性能、更低能耗的方向发展，从28nm、14nm到7nm、5nm甚至3nm。”汪凯指出，智能座舱芯片的计算能力，直接决定着汽车安全与驾驶体验，随着汽车电子电气架构由分布式向集中式演变，最终要通过更大算力的芯片来实现对整个车身的控制。他认为，市场对汽车智能座舱运算能力的需求提升，为汽车芯片带来很大的发展空间，智能座舱及自动驾驶是被非常看好的“赛道”。
不过，高级别自动驾驶也对汽车智能化技术的演进形成挑战。据介绍，当产品达到10nm级别制程时，越往上探索，门槛更高、难度越大、所需投入也越多。未来，国内汽车芯片行业仍有“星辰大海”需要奔赴。
“未来，芯片行业的发展一定是产品制程越先进越好，但是由此带来的挑战也会越来越大。”汪凯表示，以7nm为例，产品本身的设计要求更高，除要更好地掌握芯片架构、工艺节点外，还需解决设计过程中的带宽、存储等问题，并且前期投入较大；而且，车规级7nm芯片的安全标准非常高，需要满足AEC-Q100、ISO 26262等功能标准，克服包括研发、设计、流片等在内的诸多困难。
芯片制程越先进，芯片的生产难度就越大。要想实现7nm芯片领域的全面突破，必须过技术和设备的关卡。“在技术方面，芯擎科技目前已完成7nm芯片研发、流片，掌握了核心技术，接下来要做的就是量产化，通过与整车企业联合测试验证，继续优化可靠性、安全性、良品率，才能说这款产品是真正落地了。”汪凯表示。
在全球范围内，目前能够生产制造7nm及以下制程芯片的企业，目前仅有台积电和三星，其中，EUV光刻机是芯片制造的核心，目前全球仅有荷兰ASML掌握该项技术。“未来，还需产业及政策的共同助推解决芯片制程进一步发展的阻碍。”汪凯表示。据悉，“龙鹰一号”也是国内惟一由台积电代工生产的车规级7nm芯片。
自主供应商应瞄准高端化发力
汽车芯片的发展潜力巨大，而在竞争激烈的“赛道”上，无论包括芯擎科技在内的创业公司，还是以英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、德州仪器为代表的国际芯片巨头，都在不断探寻新技术、新应用和新模式。
近两年，在国内产业政策频出和供需矛盾突出的形势下，越来越多的企业入局汽车芯片领域，以期获得市场赋予的难得机会。回首刚刚过去的2021年，汽车“芯片荒”客观上也促使我国加强自主研发、扩大产能等工作的推进，行业板块的成长预期不断升高。短短一年时间，涌入芯片制造领域的资金就达到了上千亿美元，并且投资规模仍在加大。
有研究显示，汽车行业“缺芯”的状况今年有望得到一定程度的缓解。而汪凯则强调，汽车芯片行业未来发展的根本在于创新：“芯片危机最终会得到解决，但更重要的是创新，只有不断进行技术创新，才能保持行业领先地位。目前，国内有不少创业企业在做车规级芯片，大家应该清醒地认识到，高技术含量的芯片十分重要，是汽车智能进化的核心驱动力，因为能够设计出高端芯片才真正拥有话语权，有更好的利润空间。从这个意义上说，高端芯片企业制定了行业规则。”
“技术和利润是维持企业继续发展的关键，今后，我们也一定会朝着高端化的方向一直前行。当然，除了产品性能指标达到要求外，芯擎科技也在积极开展生态链的建设，放眼未来，芯擎科技后续将携手全产业链合作伙伴，包括上游的晶圆厂、封测厂，以及下游的一级零部件供应商和车企等，在资本、产品、应用等领域展开全方位的深入合作，以满足消费者对智能汽车的多样化需求。”汪凯表示。
“‘龙鹰一号’只是我们的一个起点，为助力智能汽车演进，芯擎科技的下一代产品——‘龙鹰二号’和‘龙鹰三号’也在同步规划中。”据汪凯介绍，目前，芯擎科技规划了智能座舱芯片、自动驾驶芯片、车载中央处理器芯片三条产品线，覆盖了完整的汽车电子解决方案。目前，面向自动驾驶应用的“龙鹰二号”系列产品正在设计过程中，该款芯片将在现有的DMS等功能上做进一步扩展，优化视觉处理、算力等，以满足更多L2＋＋自动驾驶功能，预计2024年推出。另外，部分研发团队成员已经投入到第三代产品“龙鹰三号”车载中央处理器芯片的预研中。