我們介紹了在當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)大范圍普及的背景下，汽車(chē)存儲(chǔ)芯片的重要作用和目前主流的存儲(chǔ)技術(shù)。本篇文章我們將對(duì)車(chē)用芯片的制程和供應(yīng)鏈關(guān)系展開(kāi)討論。

制程技術(shù)的革新：異構(gòu)集成與 Chiplet

異構(gòu)集成，無(wú)疑是制程革新的一個(gè)很不錯(cuò)的發(fā)展方向。車(chē)用芯片和消費(fèi)類(lèi)芯片一樣，都在朝著高速傳輸?shù)姆较虬l(fā)展。黃仲宇分享說(shuō)：“基本上具備高速芯片集成能力的異構(gòu)集成封裝電路，被視為后摩爾定律時(shí)代，延續(xù)半導(dǎo)體發(fā)展的動(dòng)能和亮點(diǎn)?！?/p>

異構(gòu)集成不是單一的技術(shù)點(diǎn)，而是包含使用的器件、設(shè)計(jì)、軟件算法等在內(nèi)的多個(gè)技術(shù)點(diǎn)的綜合，在同一個(gè)封裝系統(tǒng)內(nèi)集成多個(gè)芯片，大大提升了系統(tǒng)的整體封裝效果。同時(shí)，系統(tǒng)的總焊接點(diǎn)減少還可以降低系統(tǒng)成本、封裝體積、重量以及傳輸時(shí)的時(shí)間延遲。這對(duì)于有限的汽車(chē)模塊空間無(wú)疑是很大的助力。

?異構(gòu)集成的關(guān)鍵?

異構(gòu)集成的關(guān)鍵在于掌握先進(jìn)封裝技術(shù)，這也被看成是延續(xù)摩爾定律的重要路徑。先進(jìn)封裝是采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和先進(jìn)的集成工藝，對(duì)芯片進(jìn)行封裝級(jí)重構(gòu)。

作為先進(jìn)制程工藝的領(lǐng)跑者，目前臺(tái)積電的異構(gòu)集成電路技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了系統(tǒng)微縮的階段，正在加強(qiáng)芯片和芯片之間的連接密度以及封裝尺寸的大小。不過(guò)，臺(tái)積電當(dāng)前也面臨著兩大問(wèn)題，一是總成本；二是制程的精準(zhǔn)度。黃仲宇表示，這些挑戰(zhàn)是普適性的，所有加入這個(gè)賽道的參與者，都將面臨同樣的挑戰(zhàn)。

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? 小型化、集成化、高性能化

小型化、集成化、高性能化是芯片發(fā)展的趨勢(shì)。Chiplet 也被稱(chēng)為小芯片或芯粒，是近年來(lái)芯片制造領(lǐng)域備受矚目的技術(shù)路線。最早提出這個(gè)概念的，是 Intel 和 AMD。他們最主要的目的是降低功耗，提高制程能效，尤其希望在制程工藝邁向 3nm 之后，還能持續(xù)推進(jìn)半導(dǎo)體的發(fā)展。不過(guò)，目前的代工大廠似乎只是達(dá)到了物理的極限。

? Chiplet 標(biāo)準(zhǔn)亟待解決

在3nm之后，成本的增速非常快。僅通過(guò)制程工藝的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)微縮，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。與此同時(shí)，Chiplet 仍有很多問(wèn)題需要去解決，例如將不同的芯片封裝到一起，散熱也將是個(gè)問(wèn)題。目前業(yè)內(nèi)還沒(méi)有完全統(tǒng)一的 Chiplet 標(biāo)準(zhǔn)，但已有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先者擬商議攜手共同打造全新的 Chiplet 生態(tài)系統(tǒng)，此外，還需要考慮硬件整合、信號(hào)傳遞等問(wèn)題。而且芯片集成后，一旦有一顆出現(xiàn)問(wèn)題，那整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響，因此維修代價(jià)非常高昂。也正是因?yàn)檫@些原因，短期內(nèi)，有能力參與推進(jìn) Chiplet 技術(shù)的廠商少之又少，目前主要是以 Intel、臺(tái)積電、AMD、日月光、三星和高通為主。

? UCle 1.0?

目前英特爾牽頭的 UCle 聯(lián)盟已建立 UCIe 1.0 標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)促成 Chiplet 接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化，以形成基礎(chǔ)架構(gòu)供各種芯片互連。而作為一種開(kāi)放的互連規(guī)范，業(yè)界預(yù)期 UCIe 能促成“膠水芯片”生態(tài)系統(tǒng)的建構(gòu)，使 Chiplet 能在封裝層級(jí)實(shí)現(xiàn)普遍互連和開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)，讓業(yè)界突破摩爾定律的限制。

?與傳統(tǒng)封裝技術(shù)的區(qū)別?

不過(guò)，Chiplet 有別于傳統(tǒng)封裝技術(shù)，它帶動(dòng)的是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的改變。除了提升制程工藝外，它也同樣有益于生產(chǎn)封裝所需要的相關(guān)設(shè)備，甚至是相關(guān)的原物料。黃仲宇分享說(shuō)：“并不是每一種芯片都非得需要用到最高最先進(jìn)的制程工藝，我們將電路分割成獨(dú)立的小芯片，各自強(qiáng)化功能，并用相對(duì)匹配的制程工藝來(lái)制作。再通過(guò)先進(jìn)封裝將這些芯片集成在一起才是 Chiplet 的目的”。正是這些先進(jìn)的封裝和異構(gòu)集成技術(shù)大幅助力了汽車(chē)芯片的智能化發(fā)展。

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車(chē)用芯片供應(yīng)鏈關(guān)系的新趨勢(shì)

傳統(tǒng)供應(yīng)鏈關(guān)系復(fù)雜且滯后

在傳統(tǒng)的車(chē)用芯片開(kāi)發(fā)流程中，各車(chē)廠在決定好自己車(chē)型所需要的功能模塊、系統(tǒng)模塊后，會(huì)選擇自我開(kāi)發(fā)或與 tier1、tier2 的系統(tǒng)模塊開(kāi)發(fā)商合作。而系統(tǒng)模塊開(kāi)發(fā)商則是通過(guò)尋找實(shí)力雄厚或是潛力很大的 ECU 廠商進(jìn)行洽談合作。至于芯片廠商，則是遵循車(chē)規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，來(lái)確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

這種復(fù)雜的供應(yīng)鏈關(guān)系，在大多數(shù)的狀況下是不利于芯片廠商推陳出新的。車(chē)載芯片制造商不能直接跟汽車(chē)制造商聯(lián)系，這也就意味著芯片廠商并不能及時(shí)獲取到市場(chǎng)的需求信息，不能及時(shí)捕捉到汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)生的變化。而車(chē)規(guī)芯片的驗(yàn)證往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間，所以芯片廠商很難馬上去針對(duì)市場(chǎng)做出相應(yīng)改變。這也是近兩年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)出現(xiàn)芯片短缺的關(guān)鍵原因之一，由此也引發(fā)了汽車(chē)供應(yīng)鏈關(guān)系的重構(gòu)。

1+1+1=全產(chǎn)業(yè)鏈掌控能力

現(xiàn)在，越來(lái)越多的 OEM 廠商已經(jīng)開(kāi)始選擇與芯片廠商直接合作，共同研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和封裝芯片。此外，越來(lái)越多的車(chē)企也開(kāi)始將觸角延伸至芯片領(lǐng)域，或是與各大芯片廠商深度合作，或是直接投資各大芯片廠商，還有些車(chē)企已經(jīng)成立了專(zhuān)門(mén)的科技公司，以此加強(qiáng)對(duì)包括系統(tǒng)模塊、微控制器甚至芯片在內(nèi)的全供應(yīng)鏈的掌控能力。

對(duì)于芯片供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，在與 OEM 廠商締結(jié)聯(lián)盟之后，雙方可以對(duì)某一特定車(chē)型共同開(kāi)發(fā)，打造量身定制的最適用的產(chǎn)品。同時(shí)，因?yàn)槟芗皶r(shí)掌握汽車(chē)市場(chǎng)的一手需求信息，芯片廠商也可以開(kāi)發(fā)出高度相融的跨車(chē)款共用平臺(tái)，不局限于僅為某一家 OEM 或某一款車(chē)型開(kāi)發(fā)生產(chǎn)專(zhuān)用芯片。對(duì)于 OEM 廠商來(lái)說(shuō)，這種供需合作關(guān)系也是很有吸引力的，不僅可大大提高自己對(duì)車(chē)載芯片的掌握能力，同時(shí)還能打造最獨(dú)一無(wú)二且適用的產(chǎn)品。

不過(guò)，黃仲宇也特別指出：“這是非常理想的狀態(tài)。不得不說(shuō)，這些都需要時(shí)間的發(fā)酵，并不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的?！?/p>

結(jié)束語(yǔ)

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近幾年，V2X 蜂巢式車(chē)聯(lián)網(wǎng)正以每年30%的年復(fù)合成長(zhǎng)率增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在 2027 年，市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到 188 億美元。在數(shù)字化逐漸普及之后，未來(lái)交通工具間的彼此溝通是最基本的。V2X 應(yīng)用的最終目標(biāo)是提升行人以及行車(chē)的道路使用安全，并且通過(guò)有效的設(shè)備間溝通來(lái)改善整體交通狀況、提高行車(chē)效率。所有的通信都仰賴(lài)信息流的傳遞、接收和解讀。信息的數(shù)字化及信息流的收集和儲(chǔ)存將是未來(lái)自駕車(chē)發(fā)展至關(guān)重要的一環(huán)。

? 高速傳輸閃存不可或缺

隨著數(shù)字化提升，需要存儲(chǔ)的代碼體積也越來(lái)越大，對(duì)算力水平的考驗(yàn)也越來(lái)越嚴(yán)格。不過(guò)，系統(tǒng)的算力取決于處理器或芯片的算力。只要芯片的處理單元越多，算力就越強(qiáng)。黃仲宇特別解釋說(shuō)：“這也是為什么大家都一直往 5nm、3nm 等先進(jìn)制程前進(jìn)的原因，因?yàn)樗诠潭娣e內(nèi)可處理的運(yùn)算更多更復(fù)雜。但除了處理器芯片算力增加之外，周邊內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸能力也要跟著提升，這也是華邦開(kāi)發(fā)高速傳輸閃存的原因之一?！?/p>

? 車(chē)載芯片的質(zhì)量驗(yàn)證更加嚴(yán)格

車(chē)載芯片不同于一般消費(fèi)芯片，它需要有高規(guī)格的生產(chǎn)和質(zhì)量驗(yàn)證與更嚴(yán)格的測(cè)試流程，滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定供貨的需求，還需要有專(zhuān)業(yè)的背景和技術(shù)做支撐。此外，車(chē)規(guī)產(chǎn)品在工廠管理、測(cè)試規(guī)格以及質(zhì)量驗(yàn)證方面甚至比工控工規(guī)產(chǎn)品的更為嚴(yán)苛。

黃仲宇介紹說(shuō)：“作為 IDM，華邦電子有兩座 12 寸晶圓廠。目前，臺(tái)中工廠是主要的生產(chǎn)基地，產(chǎn)品線覆蓋 Flash 和 DRAM，而全新的高雄工廠今后將主攻先進(jìn) DRAM，可以有效地調(diào)節(jié)產(chǎn)能利用率，并合理安排整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程?！?/p>

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如今的自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)足以面對(duì)大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景了，但是仍有一些需要被進(jìn)一步討論，包括它的流程以及法律規(guī)范等議題，特別是在半自動(dòng)駕駛階段的肇事責(zé)任歸屬與賠償，將會(huì)是一個(gè)待長(zhǎng)時(shí)間研究討論的法律課題。未來(lái)的改變并不是單一項(xiàng)目或是單一汽車(chē)品牌就能做到的，它是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)整個(gè)生態(tài)鏈的改變，包括汽車(chē)生產(chǎn)、再生能源和材料、信息數(shù)字化等等。當(dāng)然，在提升行車(chē)效率之后，自動(dòng)駕駛還將會(huì)改善整體使用環(huán)境，免去不必要的能源浪費(fèi)。

編輯：黃飛