恩智浦新一代高效能汽车芯片采用台积电5nm制程

6月12日消息，恩智浦半导体和台积电今日宣布合作协议，恩智浦新一代高效能汽车平台将采用台积电5nm制程。因而恩智浦将成为首家在下一代“高效能安全计算”汽车平台采用台积电5nm制程芯片的汽车芯片厂商，预计在2021年秋季向主要客户交付首批样品设备。

市场研究公司Tirias Research首席分析师Kevin Krewell认为，恩智浦或能凭借5nm架构，超越其采用7nm制程的竞争对手，成为汽车芯片领域的优胜者。

一、新架构以安全性为核心，成本和复杂性有所降低

相比于现有的汽车SoC，恩智浦5nm制程汽车SoC具有复杂性低、成本低的优势。

恩智浦汽车加工业务副总裁及总经理Henri Ardevol称：“(现有的汽车SoC)是一个十分难以缩小的系统，而且它非常昂贵。”

这是因为现有的汽车SoC采用“高性能计算”和“安全计算”并行的设计。对于高级辅助驾驶系统(ADAS)和自动驾驶系统(AV)，汽车代工厂通常打造需要两个系统来保证性能和安全性：一个系统遵循低完整性功能的主要路径，另一个系统是为了安全处理而添加的。

另外，系统设计人员还会在汽车中添加一个安全检查器，与其他处理器搭配使用来计算紧急情况下的逃生路径。

注意到软件层面的巨大复杂性正在增长，恩智浦计划将上述并行系统设计到一个新的SoC架构中，并把安全性作为架构的核心。同时，恩智浦还在设计一个新的核心体系架构，该体系可以在系统层面上跨域工作。

按照这种设想，在配置相同的情况下，恩智浦的汽车SoC架构比宝马最近发布的自动驾驶架构成本更低。

5月初，宝马发布了其自动驾驶平台架构。对于L3车型，宝马在平台中增加了两颗Mobileye EyeQ56芯片、两个英特尔Denverton CPU和一个额外的Aurix微控器。对于L4、L5车型，宝马将配置扩展为三颗EyeQ5芯片、一个英特尔至强24C和一个Aurix微控器。

二、计划2021年交付首款样品，“分阶段”简化开发设计流程

据了解，在还未从飞利浦公司独立出来时，恩智浦就曾与台积电有过合作。Ardevol称，与台积电合作迈进5nm制程“是一个简单的决定”，“在迈进7nm制程和迈进5nm制程上的投资是相似的”。

据Ardevol透露，由于先进制程节点需要更多的协同设计，在过去几个月，台积电、恩智浦等IP供应商、工具供应商及其他提供设计支持的参与者作为一个团队工作。

恩智浦计划在2021年向客户交付样品，首个采用5nm制程的产品将是一颗eCockpit(电子驾驶舱)SoC。接下来，恩智浦计划推出基于其S32自动驾驶平台的其他产品。例如，5nm架构的S32G汽车网络处理器将能提升高级辅助驾驶系统的性能。S32G为网关处理器而设计，结合了一个汽车微处理器和一个企业网络处理器。

Ardevol补充，恩智浦的最终目的是设计一个一致的架构核心，该架构核心能够在分布式领域以模块化方式使用。分布式领域的范围涵盖网关处理器、驾驶舱、传感器融合、路径规划和决策制定处理器等。根据不同用途，处理器可以添加不同的AI加速器。

另外，恩智浦将采用“分阶段”的方法，使汽车代工厂能在安全的情况下简化软件开发和设计。Ardevol解释道，恩智浦并不会简单地追求更大、更快地DMIPS、TOPS和TFLOPS，“我们的目标是建立一个高性能的安全计算平台，该平台可以集成功能安全和锁步操作”。

三、生产5nm汽车SoC需要至少2年

市场研究机构Linley Group高级分析师Mike Demler称，恩智浦是目前唯一一家采用5nm制程的汽车芯片厂商。“我不知道还有其他汽车处理器瞄准了5nm。”他说。

他评论称：“这项声明对恩智浦来说十分重要，因为它想成为技术领导者之一。”同时，Demler也指出，要开始生产5nm汽车SoC，还需要至少两年的时间，因此“不要指望马上能看到这种基于全新架构的芯片”。他认为恩智浦的网络芯片和其他汽车处理器更有可能在2021年推出样品。

据Demler预计，NVIDIA自动驾驶芯片Orin将采用7nm制程;英特尔Mobileye EyeQ5采用7nm制程，EyeQ6可能采用5nm制程。

“有趣的是，Mobileye和意法半导体合作进行芯片设计。早期的EyeQ处理器使用意法半导体的制程，但较新的处理器采用台积电的制程。意法半导体与台积电合作开发了EyeQ使用的汽车芯片制程。因此，看到恩智浦采用5nm制程是很有趣的。”Demler评论称。

Kevin Krewell也指出，要使5nm制程工艺达到汽车的级别和功能安全性要求并不那么简单。恩智浦需要“完成大量的书面工作和官方文档”。另外，新架构还需要达到高于消费设备的可靠性水平。

恩智浦成为首个采用5nm制程的汽车芯片制造商。根据设想，恩智浦5nm架构产品具有成本低、复杂性低的优势。分析人士认为，5nm制程汽车SoC或将推动恩智浦成为汽车芯片领域的佼佼者。同时，分析人士也指出，恩智浦开发5nm汽车SoC不会一蹴而就，还需要更多时间。

近年来英伟达、英特尔、高通等消费电子芯片巨头均将自己的芯片业务拓展到汽车芯片赛道上。为传统汽车芯片厂商带来了挑战，提升芯片实力是才是未来汽车芯片之路。