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近年來，智能汽車行業(yè)對大型計算能芯片的需求迅速增長，但高芯片成本阻礙了許多汽車企業(yè)，影響了汽車智能發(fā)展的速度。同時，一種被稱為芯粒（Chiplet）該技術突然流行起來。通過將大芯片分成幾個小芯片，然后重新包裝，可以大大降低大計算力芯片的成本，通過相對傳統(tǒng)的工藝實現(xiàn)甚至超過更先進的工藝。

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芯粒技術能解決智能汽車的計算瓶頸嗎？專家們對此有不同的看法，有人認為芯粒（Chiplet）技術不適合汽車市場。這種觀點合理嗎？燕智特別采訪了核心智能創(chuàng)始人兼CEO作為智能汽車芯片領域的先驅，張宏宇就當前行業(yè)的熱點問題分享了以下觀點。

后摩爾時代的路在哪里？

智能汽車的本質是軟件。未來所有的智能汽車都將高度依賴于軟件，軟件定義汽車的基礎是高性能芯片。在智能汽車軌道的白熱競爭中，計算能力不足已成為主要瓶頸。

英偉達剛剛發(fā)布了一則轟動性的新聞，發(fā)布了2萬條 TOPS算力的DRIVE Thor-X中央計算平臺芯片；高通也不甘示弱，隨后發(fā)布了同級計算能力Snapdragon Ride Flex芯片。這標志著智能汽車計算能力競賽的正式開始。

但在后摩爾時代，大算力芯片的研發(fā)和制造成本仍然很高，一個5nm芯片的研發(fā)成本已超過5億美元，3億美元nm研發(fā)費用超過15億美元。在工藝方面，英偉達Thor-X采用臺積電4nm工藝制造的成本可想而知。此外，大計算力芯片的面積不斷增加，良率下降，價格飆升，使汽車公司抱怨。

另一方面，在中國智能汽車市場，許多汽車公司的激烈競爭使得產品的差異化和多樣化越來越突出。隨著市場需求的分散，芯片設計師無法稀釋制造和研發(fā)投資，進一步制約了國內大型計算機芯片的發(fā)展，加劇了汽車行業(yè)對進口芯片的依賴。

后摩爾時代，半導體行業(yè)如何解決保持低成本、滿足不斷增長的計算能力需求問題？誰能承擔這個重任？

時不我待，汽車大算力芯片機會出現(xiàn)

面對計算能力需求越來越大、芯片成本越來越高的客觀形勢，半導體行業(yè)需要領導者站起來，以開放創(chuàng)新的理念開辟智能汽車計算能力競賽的新發(fā)展道路。

2021年11月，清華大學電子工程系出生于90級，擁有25年的國際企業(yè)SoC張宏宇在產品研發(fā)和管理方面有經(jīng)驗，成立了新立智能科技(上海)有限公司(以下簡稱新立智能)，負責使用芯粒（Chiplet）開辟車載大算力芯片開發(fā)新路徑的使命。

作為世界上第一家利用芯粒技術開發(fā)汽車大計算力芯片的高科技初創(chuàng)企業(yè)，新立智能致力于成為智能汽車平臺芯片的全球領導者。在過去的六個月里，公司獲得了近3億元的天使輪和工業(yè)輪融資，公司的產品研發(fā)步伐繼續(xù)加快。

芯礪智能CEO張宏宇在接受采訪時表示:對于半導體行業(yè)來說，這確實是一個百年難遇的好機會，尤其是在智能汽車芯片領域，迫切需要超越摩爾定律的技術創(chuàng)新Chiplet是最實現(xiàn)的選擇。

初心不變，肩負使命再次出山

這是張宏宇第三次創(chuàng)業(yè)。1999年，他加入了在美國創(chuàng)業(yè)的掌微科技（Centrality），做的是車載導航娛樂系統(tǒng)SoC芯片可以說是汽車智能化的第一個號角。而且公司非常成功，到2007年已經(jīng)達到全球市場份額第一(超過70%)，年出貨量超過1000萬輛SoC芯片。那一年，掌微被美國上市公司上市SiRF以近3億美元的價格收購。

2015年，賽靈思（Xilinx）找他去負責SoC因為這個部門的前領導人去了特斯拉和AMD的架構師Jim Keller共同開發(fā)特斯拉FSD芯片。

他在賽靈思服務了五年，制造了兩代高性能計算平臺芯片產品 -- 16nm Ultrascale 和7nm Versal，都通過了車規(guī)和功能安全認證，也讓張宏宇積累了更多的經(jīng)驗。

張宏宇說讓我有幸回到車載芯片行業(yè)，從高性能計算平臺的角度重新審視和思考。張宏宇說。

近年來，特斯拉成為汽車智能化的先驅，率先實現(xiàn)了中央計算平臺與汽車電子電氣架構軟硬件的分離，可以通過OTA不斷更新汽車軟件，提升用戶體驗。特斯拉使用IT從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的角度來看，技術顛覆了幾乎一成不變的汽車行業(yè)和傳統(tǒng)商業(yè)模式，給汽車行業(yè)帶來了新的生活。

這讓張宏宇再次看到了這個機會。如果要發(fā)展到軟硬件分離和軟件定義的汽車方向，硬件必須采用中央計算架構，并提供足夠的計算能力�？纯词澜缟蠜]有芯片產品特別適合大型計算機車載中央計算平臺。

時而動，當機立決。2020年，張宏宇離開賽靈思，開始計劃再創(chuàng)業(yè)。

針對智能汽車芯片算力瓶頸靶心的獨特途徑

張宏宇認為，芯片制造商的成功取決于產品定義能否滿足市場需求。市場上有很多汽車公司，會有自己不同的要求，特別是中國市場非常多樣化，一些激進的人希望使用最大的計算能力芯片；有些人一步一步地使用中低計算能力芯片。不同車型的車型也有不同層次的需求。當然，對于芯片公司來說，如果他們想滿足大多數(shù)客戶的產品需求，他們需要一個架構和一個相對通用的平臺，可以方便地擴展計算能力。但從汽車公司的角度來看，每個家庭都希望有自己的差異化解決方案，所以兩者是矛盾的。怎樣解決？

為了解決這一矛盾，芯片的架構設計必須有兩個特點。首先，它具有足夠的通用性和可擴展性，能夠適應不同客戶的需求；其次，它具有足夠的靈活性，可以在一定程度上定制一些特定客戶的需求。張宏宇說。

例如，無論是智能駕駛艙還是智能駕駛，客戶對計算能力的需求都是不同的。換句話說，芯片的市場。CPU、GPU和NPU計算能力單元的配置需求非常多樣化，有少數(shù)芯片無法滿足。同時，每個芯片的銷量也相對有限，研發(fā)成本難以稀釋，導致芯片價格居高不下。顯然，傳統(tǒng)技術路線瓶頸明顯，不能有效提供計算能力的可擴展性和靈活性，以滿足智能汽車市場的多元化需求。因此，芯銳智能選擇了Chiplet作為實現(xiàn)中央計算平臺芯片的核心技術路線。

熱潮涌動，Chiplet摩爾定律天花板能突破嗎？

在過去的幾十年里，依靠摩爾定律，計算能力需求的增長并沒有的價格沒有直接的壓力。如今，摩爾定律已經(jīng)逐漸失敗，依靠更先進的技術無法降低大計算能力芯片的高成本Chiplet技術受到越來越多芯片制造商的青睞。Chiplet超越摩爾的道路能起到多大的作用？

張宏宇認為：它起著非常重要的作用，是未來幾年超越摩爾定律的真正途徑。后摩爾時代，Chiplet異構集成技術被寄予厚望。它是集成多個不同功能的小芯片(裸芯片)，可以采用不同的結構甚至工藝，因此稱為異構集成。之所以說Chiplet最現(xiàn)實的原因是它已經(jīng)成功地應用于服務器領域，AMD由于過去五年業(yè)務發(fā)展良好，原因是Chiplet做得好。

Chiplet解決了服務器領域首先遇到的擴展性和計算能力瓶頸問題。例如，原來CPU它是8核、16核和32核，現(xiàn)在是64核和128核。如果使用單芯片，芯片會越來越大，越來越貴，甚至無法制造。

為此，服務器芯片供應商率先將大芯片拆成小芯片，然后組裝，用先進的包裝和異構集成來解決問題。當然，Chiplet不能完全等同于先進包裝，先進包裝在車載芯片的可靠性方面尚未得到驗證，成本相對較高。先進的包裝概念涉及硅片設計和晶圓制造。不同的小芯片通過硅中間層互連，中間使用TSV互連，挑戰(zhàn)很大。此外，臺積電、英特爾、三星等少數(shù)廠家目前擁有大規(guī)模先進的包裝生產能力。張宏宇說，Chiplet可通過傳統(tǒng)包裝實現(xiàn)，滿足車載芯片可靠性和成本控制的要求。當然，這需要在Chiplet互聯(lián)技術有一定的創(chuàng)新。芯銳智能在這方面有自主研發(fā)IP，減少對封裝技術的要求。

另外，要真正做好Chiplet，還有創(chuàng)新的架構設計。

由于芯片面積越大，良率越低；良率越低，成本越高。拆卸芯片解決了產品良率問題，降低了成本。然而，客戶不僅需要更低的成本，還需要更高的性價比。成本下降是好事，但芯片拆分后性能也會下降。由于芯片內部的通信效率必須高于多芯片之間的通信效率，因此拆卸小芯片后保持性能穩(wěn)定也是一個難題。

要解決這個問題，首先是如何從架構設計中拆卸，充分了解不同的系統(tǒng)架構和數(shù)據(jù)流，知道在哪里切割；然后是關閉的問題 -- 集成采用合理的互連和包裝技術。

貴在創(chuàng)新，Chiplego開辟新的算力競賽路徑

智銳智能原創(chuàng)Chiplet連接技術可以提供高帶寬和低延遲的片間（die-to-die）連接總線，結合嵌入式高性能計算平臺的創(chuàng)新（eHPC, embedded High Performance Computer）芯片架構可以利用相對成熟的半導體制造和包裝技術突破對先進技術的依賴。

eHPC該平臺主要針對需要高計算能力和低成本的新興需求。最初，兩者是矛盾的，因為高計算能力通常意味著高成本，如服務器芯片；低成本通常意味著低計算能力，如移動計算芯片；如果像車載計算能力平臺芯片，高計算能力和低成本，需要創(chuàng)新eHPC架構以及Chiplet實現(xiàn)技術。

車載中央計算平臺芯片的性價比非常重要，生態(tài)也非常重要�？蛻粼敢鉃槿魏萎a品買單，兩者缺一不可。如果用Chiplet實現(xiàn)芯片異構集成，同時集成底層軟件和工具鏈�？蛻裟米吆�，只需將上層軟件和算法放在上面運行即可。不同計算能力配置的系統(tǒng)軟硬件基本兼容，無論是2萬TOPS還是100TOPS的NPU無論是10，算力TFLOPS還是1TFLOPS的GPU客戶不需要改變他們的開發(fā)環(huán)境。這樣既簡化了系統(tǒng)集成，又方便了應用創(chuàng)新。

智能產品是車載中央計算平臺芯片，技術路線是Chiplet異構集成，堅持開放的心態(tài)：Chiplet集成的多個小芯片不一定是自己的，其中一些可以打開，就像特斯拉中央計算平臺計劃中的自主研發(fā)一樣FSD芯片，也有其他廠家的芯片。

我們要做的就是賦能整個行業(yè)，不能一個人戰(zhàn)斗，不能智慧Chiplet張宏宇說：互連接口可以向更多的制造商開放。

哪個更重要？半導體企業(yè)的大和強

半導體企業(yè)如何做大做強？張宏宇認為:半導體企業(yè)最重要的是做強。只有做強了，才能做大。如果我們依靠國內替代品，我們可以解決從0到1的問題，但要解決企業(yè)從1到100的問題，我們必須首先依靠優(yōu)秀的產品才能在競爭激烈的市場中生存，然后通過不斷積累的技術優(yōu)勢逐來越大的市場份額。

做企業(yè)不能急功近利。建立一些差異化的核心競爭力需要時間。光靠買一些技術是不可能做強做大的。

據(jù)張宏宇介紹，公司成立不到一年，團隊有150多人，到年底將近200人。在產品研發(fā)進度方面，速度至少是國外大公司的兩倍，因為團隊具有豐富的實踐經(jīng)驗、高士氣和戰(zhàn)斗精神。

芯行遠，賦能智能車更高效、更芯的替代

Chiplet技術路線具有靈活擴展、降低成本、提高利率、加快產品上市等優(yōu)點。它被公認為后摩爾時代半導體行業(yè)對大計算力芯片的最佳解決方案之一。在產業(yè)鏈上下在旅游企業(yè)的共同推動下，Chiplet其商業(yè)應用領域不斷擴大。

核心智能對智能汽車市場的需求有自己獨特的見解，并具有一系列差異化的核心競爭力，特別是在Chiplet核心技術的積累和創(chuàng)新。不僅有先進開放的并行計算架構、計算能力核心和高效完整的工具鏈，CTS代理此外，與生態(tài)合作伙伴密切合作，可以為客戶提供全球領先的車載計算平臺芯片和解決方案，具有差異化特點、靈活定制和解決方案。隨著智能駕駛、智能駕駛艙和駕駛艙集成的不同應用和大跨度差異化需求的快速增長，新立智能正在幫助智能汽車行業(yè)有效地更換核心，開辟智能汽車計算能力競爭的新發(fā)展道路！

消息來源：智能汽車