蒋汉平:高性能汽车计算芯片技术发展趋势及国产化路径

8月28日-29日,2025智能汽车基础软件生态大会暨第四届中国汽车芯片大会在重庆举办。本届大会以“开源拓界,众行致远”为主题,由中国汽车工业协会和中国电子科技集团有限公司联合主办。本届大会聚焦智能汽车产业发展关键环节,设置了“1场闭门会、1场基础软件生态大会、1场芯片大会和1场开放原子开源基金会园区行”,旨在凝聚各方力量,促进协同创新,为全球贡献智能汽车生态“中国方案”。其中,在8月29日下午举办的“第四届中国汽车芯片大会”上,芯擎科技副总裁蒋汉平发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

感谢主委会给这个机会,代表湖北芯擎科技介绍一下高性能计算芯片的技术发展趋势和它的国产路径。

首先,我们现在国家的芯片发展,MCU领域是欣欣向荣的,从市场来说它已经接近红海领域了。

针对高性能大算力的芯片,实际上在国内的厂商来说竞争还是非常激烈,这块的挑战也非常大。因为我们从整个服务器芯片、手机芯片纷纷进入车里面的计算芯片,它给我们带来的性能成本的压力非常大,形势很严峻。

另外,包括摩尔定律大家应该都知道,大概65年的时候,摩尔说了18个月整个芯片的性能会提升一倍。这里面其实有一个限定条件,在同等面积情况下,在芯片密度提高一倍,可能大家现在看到服务器芯片、HPC芯片都说6个月芯片性能就要提升一倍,也就说现在芯片创新的过程不完全是制造的,还在于架构和算法本身。也就说现在芯片提升的能力由单纯的芯片制造变成了架构以及整个算法、软件、生态。

挑战一个是SOC的挑战,另外一个是集成、芯片、节点、通用性包括软件分离、算力、应用安全,红色是对应的一些策略,待会儿我会说。

这是工艺节点的变化,因为我们是做车规级芯片,我们关注更多的是车规级芯片的生产制造过程。大家可以看到N7A、N6A是目前存在的,N5A也量产了,到明年才有N3A。所以现在大家看到市面上所谓的4纳米、3纳米车规工艺并不是真正生产制造所带来的车规结果。

另外有一个AUTOMOTIVE,在传统的N4AE,N3AE,这些都不是车规的,所有车规的芯片还要等待N3A、N5A,N7A。

一个芯片从生产制造要变成车规级,有几种路径,一种路径就是从N3E、N3P做一些增强,另外就是做一些偏软件性的。

这个图实际上大家可以看到,为什么我们做高性能大算力的芯片特别关注制程,可以以N71来比对,性能提升从频率来说,从1倍到1.38,从Power的1倍到1.85,这是省下来的。逻辑的密度会变到2.88,整个各个系统,包括CPU系统,GPU系统,包括DSP、还有一些公共安全的核,它的频率都会相应的提升。也就说这个军备竞赛存在是有合理性的,相关制程的提升确实会带来频率和算力的提升。中间有一个约束就是300亿晶体管,大家可以看到,现在7纳米有一条线,今年是300亿个晶体管,明年大概会340亿个晶体管,国际上对这些高性能的HPC的制程有一些晶体管数和密度以及面积的约束,随着往下走,相关的生产的Density会降低。

我们经常说芯片随着目前的阶段会出现存储强,包括功耗强,到了一定的时候,你芯片的存储,DDR带宽会成为你芯片的约束,同时功耗会成为你的约束,比如手机芯片就在追求高制程上一直走下去,原因是因为它的功耗敏感,DDR带宽敏感,所以就不断追求3纳米、2纳米、1纳米。但是在车规级芯片里面,我们可以看到,车规级芯片跟手机是大有不同的,我们所在的空间比手机芯片宽松一点;另外一个,商业模式要灵活一点,这种情况下带来的结果就是车规级工艺的芯片不能够套用手机芯片的芯片架构,我们经常看到现在很多国际上的手机大厂都开始进入车规级芯片了。但是实际上首先第一它是不是车规级,这是要考虑的;第二,芯片的架构是不是为车规场景定义和设计的,这点我们要甄别。我们经常跟各大车厂的芯片部门联系、沟通,他们经常问我们,感觉A芯片的算力很大,但是实际我使用的时候性能其实并不是特别好,原因是什么呢?原因是架构上带来功耗的约束,带来一些频率的约束,实际上你得到的算力并不是标称的算力,这对中国的芯片设计公司其实是带来了一个机会。也就说通过我们对中国智能化车子的理解,我们可以在车规的高算力芯片上做出有车规架构特点的算力芯片。

同时,在摩尔定律大到一定的时候,一般生产质量会提升,也有Chiplet方式,比如高算力的CPU单元,计算单元我可以用5纳米,像NN、GPU单元可以用7纳米,这样在实现芯片带重用的时候也降低了芯片的成本,也重用,同时也提高了它的量产良率。其实我看很多开源社区里面,谈芯片的时候就是一个芯片放在那里面,其实我们现在的芯片,包括我们芯擎科技的高算力芯片,里面同时跑下的操作系统,至少都有4-5个,比如安卓系统一个,仪表盘一个实时性高的,公共安全岛,信号安全部分有一个信息安全的OS等等,这种分布式异构的芯片架构对软件的灵活性也提出了要求。

还有吴院士他们正在做的SDSOW,也就是软件定义晶圆系统,从CP完就可以直接进入片上系统来做。

从车规芯片来看,一个是目前的市场规模扩张得比较厉害,包括芯擎科技7纳米的智能座舱芯片,我们上市两年多,到今年已经量产了200万片了,有接近200万台车在路上跑,也就说这个市场规模给国产芯片一个巨大的空间。另外一个就是需求提升,现在可以看到整个芯片行业,大算力芯片行业的技术迭代,规格都是以3年左右的时间来替换。我们也领头制定了智能座舱的行标,在这个过程中我们深刻感觉到产业对高算力芯片的要求。

另外就是关于车企和Tier1,现在车企造芯虽然很多,但是真正下厂直接做芯片,而且做完这个芯片是开放给整个行业的,少之又少。也就说他们也只是针对于自己特定的规格,特定的产品来做一些特定的量产处理,这对于一个芯片公司的存活成本是压力巨大的。所以我们还是主张一个芯片公司能够开放给整个行业。

从我们现在在智能座舱领域,大模型的场景也是非常丰富,不管是做舱内大模型和舱外大模型。这一块也是快速提升智能座舱的一个需求点。这一点,我们公司根据这个做了一些深度的定制。

可以看到,在我们支持比如说1B、2B包括7B以及20B场景的时候,实际上对芯片延迟的整个要求是完全不一样的。针对这个要求,不同的芯片所能够发挥得作用也是不同的,在这一点上我们可以看到国内相关的,特别是新势力厂商,已经用智驾的芯片在AI大模型上做各种的适配,做各种需求的探索。但事实求是的说,现在目前刚性需求还是并没有看得很清晰。

这是我们芯擎科技对AI智能化的一个路线图,我们会提供单芯片的8TOPS1.5B的能力,同时我们还有一款专门的加速器,有100G以上的带宽,有接近于100T的算力以及支持7B大模型,这个是可以无缝和我们的龙鹰一号互通,可以支持7B大模型。大家知道其实现在最旗舰的芯片,量产的,也只能支持1.5-2B,我们会用低成本的方案来提供更多的AI座舱的可能性。后期,我们也会做一些AI××,座舱的功能大家往往想的更多的是娱乐,人机交互,实际上在AI××上面有大量的车控,我们叫做全域AI,就可以做相应的魔毯,我们有星辰一号200G算力,后期龙鹰二号就会形成单芯片,同时支持7B以及非常高端的数字座舱的应用。这个是我们相关性能的比对,以后有机会跟大家介绍。

这个是我们NN AI加速器的规格,我们芯擎科技所有的产品都是从车规、公共安全,所以我们的座舱在2019年的时候芯片就通过了蓝鹰的认证,因此我们这个芯片进入了德国大众,得到了定点。同时我们的加速器产品也是公共安全级别的,同时我们这里面也定制了国密的算法,做这样的融合,保证以后的数据安全,包括大模型安全。

下面快速回顾一下芯擎科技,芯擎科技是在2019年成立,2021年就做了龙鹰1号7纳米的车规,我们持续吉利、一汽,红杉领头,目前整个公司星辰1号,天宫1号都已经面市,7纳米的产品序列已经从智能座舱到自动驾驶,以及到AI加速器,AI座舱,以及贯穿全线了。

这是我们目前的市场占有,基本上龙鹰1号目前在国内智能座舱里面,国产芯片里面排第一,在高端产品里面。

这是我们的解决方案,不管从龙鹰1号还是双龙鹰1号,以及龙鹰1号PRO等等,会形成一套完整的AI座舱舱架融合以及智能座舱的方案,这里面所有的芯片,除了龙鹰2号还在设计阶段以外,其他的全部量产。

这个是我们自动驾驶芯片,这个芯片是以星辰1号为基础,星辰1号是512的算力,200G的带宽,250K的算力,这个芯片我们正在快速上车过程中,明年就会实现城市OA的量产应用。

芯擎科技的产品有一个思路,和开源的思路很接近,不管是智能座舱产品,AI座舱产品,以及舱驾产品,我们都采用架构同源,我们的软件是统一生态链,作为国产的芯片公司不可能为不同的产品做不同的底层架构,所以在此基础上我们系统软件、中间件、算法、工具链这一套都是完整的,我们也和普华“小满”,以及普华的虚拟化软件都有深度合作。

另外,作为一个自主的芯片公司,我们所有产品都是把信息安全作为我们的高量,我们支持SM234,把整个加密的强度都作为行业内最高的,放到我们芯片中去了。

总结一下:从国产高算力车规级芯片路径的选择,第一个,我们认为7纳米是性价比最高,尽管我们下一代的产品是5纳米,但是我们还认为7纳米是性价比最高,而且我们国家7纳米的生产良率正在提升,我们也希望国家在这方面逐步赶超国外,逐步解决卡点问题的时候尽量发挥7纳米的生命周期。同时,我们非常关注车规SOC的架构,一定要是独特性。另外就是PPA的约束,没有性价比,客户就不会采用,他不敢用,他不喜欢用,一定是好的性价比才会带来最终的使用。功能安全、可靠性以及算法。另外就是算力融合优于器件的融合,我们经常谈一个芯片把MCU放进来,网关放进来,谈很多融合,但是我们认为以功能安全、信息安全要求一致的算力进行融合,才是电子电气架构可以接受的方式,这是我们的逻辑。

另外从舱驾融合来说是智驾融合,并不融合高阶的智驾,舱和高阶智能还是1BOX的融合。

芯擎科技从目前国内主要的高性能算力的公司,我们也配合了很多国家法规和标准化工作,以及专项政策和产业基金,希望也在这个场合和普华、中国电科做更加深入的合作,我们也跟普华签了战略协议,希望形成一个化学反应,国产芯片、国产OS能够提前在芯片这个赛道上进行融合。

谢谢大家!


(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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