BusinessKorea報道，電動汽車和自動駕駛汽車需求快速發展，市場對先進高性能半導體產品需求激增，從傳統成熟制程轉向先進制程，使車用電子的先進制程競爭愈劇烈。

韓國市場人士消息，車用半導體市場10納米以下先進制程競爭正在提升，目前車用電子市場開始轉向有處理運算架構（CPU）的高性能芯片，這種變化是借自動駕駛和車內娛樂等有電子設備車技術進步推動，使市場對高效能半導體需求增加。

三星最近同意供應現代汽車Exynos Auto V920娛樂芯片，采用5納米先進制程，2025年供貨。三星表示Exynos Auto V920特點是快速有效控制高達6個高分辨率顯示器和12個鏡頭傳感器，提供車輛實時狀態和駕駛信息，還有播放高畫質多媒體內容及玩游戲等。

晶圓代工龍頭臺積電最近宣布德國建設首座歐洲晶圓廠，并導入12納米和16納米制程。臺積電著眼點是生產提供先進車用半導體，使歐洲車廠采購到可靠的先進制程半導體。

車載芯片真的需要先進進程嗎？

早前，聯發科方面宣告他們旗下采用3nm制程的“天璣車載平臺”，根據公開資料顯示，“天璣車載平臺”將采用3nm制程打造，它包含了用于驅動8K、120Hz HDR屏幕的MiraVision顯示技術，能夠兼容“多個原生HDR攝像頭”的圖像信號處理單元，可以通過聯發科的APU技術為汽車提供一定程度的ADAS輔助駕駛功能，此外還能外掛聯網模塊，從而實現WiFi7、5G網絡、GPS，甚至是衛星聯網能力。

其實目前關于這個平臺的資料還相當欠缺，聯發科方面也并未公布具體架構等方面的細節，因此大家也基本不用指望它能夠在短期內上市。但即便如此，有個問題也引發了我們的關注，那就是“在車載娛樂平臺用上3nm制程，真的有必要嗎？”

眾所周知，如今最積極追求先進半導體制程的產品莫過于智能手機里的SoC。而這也是因為手機受限于電池容量和產品形態，對于芯片的功耗、發熱都極為敏感，所以芯片的峰值功耗降低個一兩瓦，可能就意味著手機的續航能夠多出兩三個小時，打游戲時機身溫度能降低好幾度。

但是汽車可不是這樣的，無論油車還是新能源車，“車載娛樂系統”里那枚主控芯片的功耗高低，基本上都不太可能會對整車的續航帶來什么實質性影響。

就更不要說芯片發熱量的問題了。要知道，許多車型的中控內部都有大量熱管，甚至是風扇進行主動散熱。別說是幾瓦的低功耗芯片，就是塞個上百瓦的PC處理器進去一樣也能穩定運行，幾乎不太可能存在散熱方面的瓶頸。

在這樣的背景下，說得夸張一點的話，那就是手機上可能需要3nm制程才能“壓住”的SoC，換到車載平臺可能7nm、10nm，甚至14nm都完全夠用。而且眾所周知的是，越落后的制程雖然功耗和發熱會越大，但制造成本也會相應的低不少。

那么在功耗、發熱不會夠成體驗瓶頸的前提下，為什么車載娛樂系統的芯片不干脆去使用更老、更便宜的半導體制程生產呢？其實答案很簡單，可能并非“不想”，而是確實“做不到”。

首先，現階段的許多車載娛樂平臺本身從技術“底子”上來說，與手機、筆記本電腦里所使用的芯片存在著千絲萬縷的聯系。比如大家熟悉的高通驍龍SA8155、SA8195，其實都是“源自”移動端SoC的設計。

而這些手機SoC里的核心部分、也就是它們的CPU，絕大多數都源自ARM的公版架構方案。比如SA8155包含四個Cortex-A76核心和四個Cortex-A55核心，而這些Cortex核心在最初設計的時候，并沒有考慮車載平臺（高功耗、高發熱）的特性，所以它們從最“根源”的架構上，就已經注定要與相對先進、省電，同時成本也更高的半導體制程綁定了。

這是什么概念呢？簡單來說，比如ARM尚未正式公布的下一代“超大核”Cortex-X4，它從一開始的架構設計、電路特性可能全都是建立在“以3nm制程去打造”這個前提上。就算芯片廠商覺得3nm太貴、不需要這么低的功耗，那么能不能換成5nm或者7nm去把它造出來呢？大概率是不能的。因為ARM很可能沒法提供“7nm Cortex-X4”的設計資料，如果非要生搬硬套去放大制程，那么極大可能會以失敗告終，芯片是生產不出來的。

換句話說，只要高通、三星、聯發科這些芯片廠商，是基于“最新款移動SoC架構”去設計、制造他們的車載平臺，那么幾乎就注定了只能使用與“新款移動SoC”相同的半導體制程。哪怕這種制程對于車載芯片來說完全是浪費、是徒增成本，也幾乎沒辦法避免。

Chiplet技術應用爐火純青

目前，半導體行業的共識是，先進制程的流片費用越來越高昂，流片成功率也變得越來越低；同時，芯片良品率也開始大幅下降。而相比于手機賽道，汽車行業正處于智能化加速提升的周期，對于芯片的性能要求被無限放大。

此外，以特斯拉為代表的車企自研芯片趨勢盛行，不同車企對于計算平臺的同質化，仍然是有所顧忌。比如，在座艙領域，高通近乎壟斷的格局，也讓更多的車企和芯片廠商在思考替代方案。

一方面，對于芯片廠商來說，繼續選擇單芯片、更先進制程工藝，還是選擇Chipet（小芯粒高速互聯）方案，是一個戰略抉擇。目前來看，后者正在成為主流趨勢。

舉個簡單的例子，在Chiplet的系統級架構設計下，通過2.5D/3D堆疊等先進封裝技術，使用10nm工藝制造出來的芯片可以達到7nm芯片的集成度，同時研發投入和一次性生產投入則比7nm芯片的投入要少的多。

此外，模塊化的芯粒可以減少重復設計和驗證環節，降低芯片的設計復雜度和研發成本，加快產品的迭代速度。同時，降低對先進工藝制程的依賴，對于車載應用市場來說，本身也是一種降本策略。

眾所周知，特斯拉在全球率先啟用AMD的座艙計算平臺方案（Ryzen APU和基于AMD RDNA 2架構的GPU），后者便是Chiplet技術應用的排頭兵，從2015年就開始布局相關技術產品落地。

比如，在AMD的Ryzen 3000系列CPU上，每4個CPU核心組成一個CCX，兩個CCX構成一個CCD——也就是一片die/chiplet。多個CCD，外加I/O die，就構成了完整的芯片。

去年，AMD正式發布了采用RDNA 3架構的新一代旗艦GPU，這是該公司首度在GPU產品中采用Chiplet技術，擁有多達580億個晶體管，每瓦特性能提升了54%，并且提供高達61TFLOP的算力。

而這只是第一步。

按照計劃，AMD將尋求在芯片設計方面更符合客戶喜好的產品，比如，基于Chiplet技術，客戶可以靈活配置第三方IP（基于不同工藝）。尤其是汽車智能化的需求不斷釋放，未來異構集成（比如，X86、Arm和RISC-V同時并存）的模式，或許會成為市場主流。

看到這個機會的，還有英偉達。該公司此前推出的NVIDIA? NVLink?-C2C，也是一種超高速的芯片到芯片、裸片到裸片的互連技術，支持定制裸片與NVIDIA GPU、CPU、DPU、NIC和SOC之間實現一致的互連。

借助先進封裝技術，NVLink-C2C互連鏈路的能效最多可比PCIe Gen 5高出25倍，面積效率高出90倍，可實現每秒900GB乃至更高的一致互聯帶寬。

“為應對摩爾定律發展趨緩的局面，必須開發小芯片和異構計算。“站在英偉達的角度，這家已經在自動駕駛賽道占據先發優勢的芯片巨頭，同樣覬覦市場規模巨大的跨域市場。

比如，英偉達去年正式亮相的“超級汽車芯片（DRIVE Thor）”，單顆芯片算力達到2000TFLOPS，并通過多顆芯片的NVLink-C2C互連來支持多域計算，以分離自動駕駛等關鍵安全功能和信息娛樂等功能的處理。

有意思的是，2024年量產、2025年上車的最新一代DRIVE Thor采用的是5nm制程，這一工藝早在2020年就已經開始量產。而英偉達與聯發科的聯姻，更是將Chiplet進一步推向舞臺中央。

5月29日，英偉達與聯發科宣布，雙方將共同為新一代智能汽車提供解決方案，合作的首款芯片鎖定智能座艙，預計2025年問世，并在2026年至2027年投入量產。

在這款芯片設計上，聯發科將開發集成英偉達GPU芯粒的SoC，搭載NVIDIA AI和圖形計算IP，基于chiplet實現主芯片與GPU芯粒間高速互連。

而從車企端來看，一方面，定制化需求正在出現，車企越來越多開始與上游芯片設計公司進行互動，提出自己的明確需求。但后者，更多是通過提供工具鏈以及構建Tier1生態伙伴圈，來協助車企加速系統開發。

同時，并不是所有的芯片廠商都可以像英偉達、高通那樣通過多個規模化的應用市場來平攤高昂的先進制程工藝芯片的研發成本。

另一方面，結合智能座艙以及智能駕駛輔助算力的快速增長，算力預埋、生命周期內OTA不斷升級的驅使下，市場迫切需要兼具大算力、高性價比、靈活可擴展的車載芯片平臺。

在芯礪智能看來，芯粒（Chiplet）技術的出現，也意味著通過架構創新實現算力跨越成為可能。而在高工智能汽車研究院看來，由于不同車企的產品定位差異，實際上對于芯片的性能要求并不相同。

但，現實情況是，市面上能拿到的芯片，都是標準化的產品。車企只能在功能定義、軟件算法層面進行差異化的開發，同時，產品路線圖必須與芯片廠商保持一致。此外，為了拿到最新一代產品的首發，車企往往需要支付不菲的費用。

這就給了Chiplet技術以及類似芯礪智能這樣的車載智能芯片平臺供應商新的機會。在這種全新的芯片開發模式下，芯礪智能可以根據不同數量、種類的芯粒所組合而成的芯片，滿足市場和不同客戶對芯片算力的多樣化需求。

6月15日，芯礪智能自主研發的Die-to-Die Interconnect IP拿到了ISO 26262 ASIL-D Ready認證證書，這意味著，該公司的IP滿足最高功能安全要求，可以應用在安全性要求最高的車載場景。

而Chiplet技術的核心之一，就在于如何實現小芯粒間的高速互聯，從而實現大帶寬下的多芯片算力合并，完成異構復雜高性能SoC的高效集成。

同時，智能汽車電子架構從分布式ECU到集中式多域控制器，再到未來的中央計算平臺（艙駕一體）演進，Chiplet技術更是具備了獨特的優勢。


臺積電將是7nm以下工藝最大的受益者

臺積電是全球領先的芯片代工企業，早在2018年4月就實現7nm芯片的量產，2019年實現7nm EUV工藝，如今更是實現了3nm工藝的量產。市場占有率方面，臺積電更是當仁不讓，60%的市占率讓對手瑟瑟發抖，排在第二的三星電子市場占有率為13%，中芯國際僅為5%。

此外，臺積電的制造水平更勝一籌，相同面積的晶圓上晶體管數量最多，良品率更高、漏電率更低。

根據最新數據，目前14款先進工藝的汽車芯片中，有11款已采用或計劃采用臺積電代工，僅有3款選擇三星電子代工，而聯電、格芯、中芯國際連湯都喝不上。

2020年，臺積電推出了基于7nm汽車設計支持平臺（ADEP）。該平臺包攬了汽車芯片設計、制造、應用、生態等全流程、多體系。

2022年三季度，臺積電推出5nm汽車芯片平臺“N5A”。該平臺針對汽車座艙和自動駕駛，符合三大汽車工藝標準。

此外，臺積電還計劃在2024年業界第一款基于3nm的汽車芯片平臺——“N3AE”。

N3AE是在消費級的N3E基礎上，進行了改造和升級，計劃在2025年量產3nm汽車芯片。而作為第一個吃螃蟹的高通，仍然是第一批客戶，預計驍龍8755將是全球第一款3nm汽車芯片。

可以看出，“臺積電+高通”模式，將在汽車芯片領域刮起一陣風，想要成功、想要盈利就只能站在風口上。

臺積電不出意料地再次引領芯片革命，成為先進汽車芯片的最大受益者。