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制造汽车芯片(围绕汽车级芯片制程工艺的“抢滩登陆战”正在打响)

制造汽车芯片(围绕汽车级芯片制程工艺的“抢滩登陆战”正在打响)

A 抢滩登陆战围绕汽车芯片的制造过程正在开始。

在TSMC宣布推出首款7纳米制程汽车芯片的同时,恩智浦打算在2021年推出基于5纳米制程的下一代高性能汽车计算平台。

与恩智浦目前生产的16纳米工艺芯片相比,恩智浦和TSMC在未来5纳米工艺上的合作是汽车行业的一次重要飞跃。要知道,相比消费电子,传统汽车芯片落后好几代。

具有更高密度和功率效率的5nm工艺旨在高水平的驾驶辅助和自动驾驶应用。上个月,恩智浦宣布与法国多核处理器制造商Kalray合作开发下一代芯片,这将需要先进的工艺支持。

TSMC花了三年时间才意识到7纳米工艺适合通用芯片设计。与此相比,5nm将提升20%的性能,降低40%的功耗。然而,早期成本要高三分之一,但对于需要更多功能安全设计的5nm工艺,其潜在意义甚至更大。

"恩智浦的目标是提供基于TSMC的一流汽车处理平台 5nm工艺,跨域一致的架构,在性能、功耗、安全方面的外形差异化。"恩智浦执行副总裁兼汽车业务线总裁Henri Ardevol表示。

业内人士表示,TSMC和恩智浦的最新合作证明,汽车半导体将在短短几年内从简单的微控制器发展到复杂的高性能处理器,可与其他行业使用的处理器相媲美。

根据计划,恩智浦的首批样品 5nm汽车芯片预计2021年面向主要客户。这也是全球首家宣布5nm汽车芯片历史性时点的企业。

从一场世纪收购战开始

两年前,一场汽车芯片行业的百年收购战以戏剧性的失败告终。主角分别是高通和恩智浦。当时后者还是全球汽车芯片行业的老大。

如果这笔440亿美元的交易获得批准,高通、世界美国最大的移动芯片制造商,将成为世界美国最大的汽车芯片制造商。

此举将使高通美国芯片业务摆脱已经进入下行周期的智能手机市场,并加强高通的市场份额美国汽车行业的无线专利授权业务。

更重要的是,高通和恩智浦的合并将给本已激烈的汽车芯片市场竞争带来更多不确定因素。然而,现实总是比理想更骨感。

一年后,英飞凌宣布将以每股23.85美元的现金收购赛普拉斯半导体公司,从而带走恩智浦多年来,美国一直是汽车芯片领域的全球领导者。

当然,因为收购失败,高通向恩智浦支付了20亿美元的分手费,相当于后者的21% 的年收入。然而,恩智浦失去了宝贵的两年时间。

在高通提出收购之前,2017年第三季度,恩智浦的总收入为22.8亿美元,其中41%来自汽车芯片,同比增长11%。

2018年,全球营收第十大半导体公司恩智浦的营收为90亿美元,增长率仅为3.6%。截至2019年第二季度,恩智浦实现营收22.2亿美元,与去年同期相比下降3%。

这些看似不尽人意的数据背后是异常汽车芯片行业几乎每隔几个月就会发生一些明显的变化,这在过去几十年中是罕见的。

随着汽车工业加速进入智能时代,尘封了几十年的汽车芯片市场格局被打破。新进入者如Mobileye、Nvidia、Horizon等。抓住新周期的机遇。

过去一个芯片通吃全球汽车市场的时代也走到了尽头。

AI芯片的国产化和创新,汽车厂商对芯片的重视,市场需求的多样化等因素,让恩智浦、TI、瑞萨等传统汽车芯片巨头有些挣扎。

被高通推迟了几年的恩智浦可能也知道,对于曾经的行业老大来说,未来市场受到的冲击会更大。

在今年年初的CES展会上

这是一种表示拿走一切来自未来汽车智能驾驶舱市场。高通称这个新平台为汽车行业宣布的第一个基于人工智能的可扩展平台。

"这是恩智浦可以做到的提供。"在高通看来,它可以为不同汽车制造商不同层次的产品开发提供支持。这让曾经在汽车中控台的恩智浦感到尴尬。

什么此外,高通还首次发布了新的骁龙乘车平台,提供可扩展的开放式自动驾驶解决方案,包括片上安全系统、安全加速器和自动驾驶软件堆栈。

作为高通美国汽车芯片公司在早些时候的一次采访中表示,恩智浦以其在汽车市场的产品多样性而闻名。但在车载信息娱乐市场,我们从未想过恩智浦会成为我们的竞争对手。

现在,高通在7纳米汽车SoC领域处于领先地位。在第三代骁龙汽车系列芯片中,SA8155是7nm的主力芯片,预计今年将达到量产水平。与目前主流的16nm汽车芯片相比,领先优势将不止一代差距。

B计划,开始显示效果

市场的剧烈变化对所有身处其中的企业来说都是公平的,但如何应对,体现的是各自的高手功力。

据一些恩智浦员工称,目前的经济形势已经让管理团队陷入恐慌,裁员的内部氛围已经开始弥漫(尤其是在高通收购交易,内部士气低落)。

此外,因为公司的薪酬竞争力不高,能否跟上汽车行业新的强有力的竞争对手存在很大的不确定性。与此同时,典型的欧洲企业风格对市场变化反应太慢。

甚至有人说,整个公司的管理更像是一个老男孩俱乐部。尤其是对于信息娱乐系统业务板块(之前收购了飞思卡尔)的衰落,恩智浦美国公司的一些员工甚至开始怀念2012年至2015年前CEO格雷格洛的时代。

"最重要的是,恩智浦把业务搞得一团糟,以至于未来的机会都被竞争对手抢走了。"有员工表示,尤其是从iMX6到iMX8,中间发生了对高通的收购,使得产品开发进度存在变数。

什么更有甚者,上述员工表示,那段时间,一些管理层的唯一动机就是让财务数字好看,然后卖掉公司,拿奖金。这不是一个公司长期持续增长的好办法。

然而,a计划B刚刚开始进入正式实施阶段。对于恩智浦来说,这是唯一的自救机会。如果是以后,我恐怕不行很难想象后果。

去年,恩智浦宣布将与Kalray(一家成立于2008年的并行计算芯片制造商,在航空航天领域提供早期服务)合作开发下一代自动驾驶计算平台。

双方合作的目的是弥补恩智浦的软肋,为客户提供从目前L2水平不等的计算平台(然而业界普遍认为恩智浦 S32只能勉强处理L2级别)到L3、L4甚至L5级别。

根据恩智浦的计划,卡雷的大规模并行处理器阵列将在未来集成到自己的BlueBox中央域控制器中。卡雷 MPPA处理器将处理自动驾驶的感知和建模阶段,使用传感器融合、目标检测和其他人工智能技术来建模汽车周围的环境。

恩智浦芯片负责自动驾驶的另一个主要部分:路径规划。这意味着根据周围环境画出车辆应该走的路线,然后告诉车辆应该在哪里,如何驾驶。

一年后,恩智浦宣布对Kalray进行800万欧元(约900万美元)的战略投资,以加速开发安全、可靠和可扩展的智能计算和处理解决方案。

新一代恩智浦BlueBox自动驾驶参考平台将集成Kalray 恩智浦MPPA智能处理器S32系列安全车处理器和汽车级层景处理器。

同时,未来芯片的竞争不仅是硬件,还有软件。

随后,恩智浦宣布与嵌入式安全公司Green Hills建立战略合作伙伴关系,专注于生产级ADAS和自主dri

合作的目的是承载绿山的INTEGRITY实时操作系统(RTOS),拓展围绕恩智浦的ADAS和中央计算系统的生态合作伙伴现有的S32系列。

绿山将其完整的RTOS技术视为双方的安全核心自动驾驶软件平台,这也是嵌入式行业最高认证的RTOS之一。它已经通过了ASIL D级和SIL 4级认证。

此外,恩智浦还收购了汽车以太网子系统技术提供商OmniPHY。后者的接口IP和通信技术,结合恩智浦的汽车产品,将构成汽车以太网的一站式解决方案。

恩智浦的另一个优势是安全网关芯片。

此前恩智浦推出的S32G芯片,性能是恩智浦的15倍目前同类芯片,同时降低功耗。S32G将用于所有新的网关,不仅可以在汽车中传输数据,还可以利用由数据和服务支持的高级驾驶辅助系统,在线诊断更新的软件云。

S32G基于Cortex-M7微控制器和Cortex-A53微处理器的锁步集群,支持ASIL-D标准。它还配备了专用的网络加速器和加密核心,可以通过can、以太网等网络发送和保护车内数据。

这种芯片集成了20个CAN接口,而当前一代汽车网络芯片只有8个。该芯片还具有四个千兆以太网接口,在当前的网关处理器中从100千兆以太网增加到4千兆以太网。

它还支持嵌入式电子产品的最高功能安全标准ASIL-D,高于上一代的ASIL-C。恩智浦表示,它已经开始向包括奥迪在内的早期客户提供这种新芯片。

更重要的是,S32G是公司的一部分S32平台,该平台基于通用架构,因此客户可以将其软件从上一代平台转移到下一代平台,并重用高达90%的软件开发工作。

面子和里子很重要。

但是,这些都不够性感。

芯片技术的发展一直跟随着摩尔定律,即在价格不变的情况下,集成电路上可容纳的元件数量每18-24个月就会翻一番,性能也会翻一番。从90 nm到16 nm,汽车芯片已经可以连续两年迭代发展。

然而,这并不是结束。

"汽车应用一直要求最高水平的质量。随着ADAS和自动驾驶技术的逐渐成熟,现在也需要强大高效的计算能力,让人工智能推理引擎能够感知道路和交通状况,实时帮助决策。"研发中心高级副总裁侯凯文博士;TSMC科技发展局局长说。

随着智能汽车对更高性能和更复杂的汽车级SoC的需求在未来几年迅速增加,上游芯片制造商需要加快在车辆层面引入更先进的制造工艺。

随着半导体制造技术的进步,40nm和16nm技术已经应用于生产符合L1、L2要求的汽车芯片。为了满足2级及以上的要求,主流汽车芯片也在向7nm及以下推进,这也将带来成本和性能的提升。

比如2018年Mobileye发布的第五代SoC EyeQ5,用于全自动驾驶。该芯片基于汽车级7纳米工艺,将于2021年开始大规模生产。

驱动AGX Orin,Nvidia发布的下一代自动驾驶汽车平台。它提供了200 TOPS的性能,是上一代Xavier的7倍。预计DRIVE AGX Orin将在三星2022年8纳米LPP工艺。

对于恩智浦来说,2021年基于5nm技术的下一代汽车芯片的推出,将是夺回汽车芯片行业制高点的绝佳机会。

目前,汽车业务不仅占恩智浦的一半以上的总业务,而且是绝对增长领域。过去一年,恩智浦高管一再强调他们对开发下一代雷达、电池管理和驾驶安全系统的兴趣。

即使面临许多不确定因素,恩智浦美国追求汽车创新的战略似乎是明智的。这可能要归功于公司新任首席执行官库尔特西弗斯(Kurt Sievers)。

Sievers自2018年9月起负责管理恩智浦所有业务线。他加入了恩智浦(当时是Phi

2015年,他在恩智浦和飞思卡尔的合并中发挥了重要作用,使该公司在汽车半导体和安全边缘处理领域发挥了突出作用。在有利可图的细分市场保持领先,并继续发展高度差异化的业务,这是Sievers带领恩智浦迈向新篇章的双轨之路。

当然,这是一个冒险的举动。

对于任何一个企业来说,想要在汽车行业继续生存下去,就必须能够比竞争对手更快的前进,努力跟上快速变化的行业形势,在成本和性能上规模化,在技术上不断领先行业。

标签:汽车恩智浦芯片


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