數(shù)智賦能，汽車(chē)電子走向智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)代

11 月 16 日至 18 日，由國(guó)家工信部、安徽省人民政府主辦的 2022 世界集成電路大會(huì)（WCIC2022）在合肥隆重召開(kāi)。在 17 日舉行的 2022（第十七屆）“中國(guó)芯”集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)高峰論壇上，Cadence（楷登電子）副總裁、中國(guó)區(qū)總經(jīng)理汪曉煜發(fā)表了題為《數(shù)智賦能，共創(chuàng)未來(lái)》的主旨演講。

數(shù)智時(shí)代的汽車(chē)電子進(jìn)化

汪曉煜首先指出，隨著千行百業(yè)以空前深度推進(jìn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，必然產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，而挖掘大數(shù)據(jù)資源的過(guò)程，從存儲(chǔ)、分析、計(jì)算、訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，都需要半導(dǎo)體芯片提供支撐，“這些驅(qū)動(dòng)力疊加在一起，形成了強(qiáng)大的推力，在推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展”。根據(jù) IBS 預(yù)測(cè)，2027 年全球半導(dǎo)體產(chǎn)值有望較 2021 年增長(zhǎng)一倍，增量空間巨大。

在汪曉煜看來(lái)，三大新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊蔀榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)維持高速增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力。

在AR/VR 領(lǐng)域，“從去年開(kāi)始已經(jīng)慢慢看到了整個(gè)產(chǎn)業(yè)開(kāi)始加速發(fā)展的跡象”，汪曉煜展望，如果電子光學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通訊、人機(jī)交互技術(shù)有進(jìn)一步突破，方案日益成熟，AR/VR 甚至可以成為與 PC 和手機(jī)同等市場(chǎng)體量的產(chǎn)品形態(tài)，有望在未來(lái) 5-10 年持續(xù)推動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)。

在5G 領(lǐng)域，盡管當(dāng)前智能手機(jī)市場(chǎng)遭遇短暫逆風(fēng)，但 5G 加速滲透的趨勢(shì)依然明朗，5G 手機(jī)的半導(dǎo)體芯片價(jià)值量較 4G 有大幅提高，隨著 5G 手機(jī)銷(xiāo)量增長(zhǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景突破，同樣將有力推動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)。

而在汽車(chē)領(lǐng)域，據(jù)預(yù)測(cè)，全球電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量將從今年的 850 萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)至 2030 年的 4,100 萬(wàn)臺(tái)，而在汽車(chē)智能化，網(wǎng)聯(lián)化，電動(dòng)化潮流推動(dòng)下，半導(dǎo)體器件占單車(chē)價(jià)值量大幅提升，車(chē)用半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模也有望從今年的 491 億美元，增長(zhǎng)至 2030 年的 1,523 億美元。

不過(guò)在供給端，車(chē)用半導(dǎo)體供應(yīng)鏈瓶頸仍未完全緩解，這一方面表現(xiàn)為車(chē)規(guī)半導(dǎo)體器件的短缺，另一方面，高階輔助駕駛、智能座艙等所需的定制化 SoC 芯片仍有空白尚待填補(bǔ)，這樣的供需格局下，汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可以觀察到三個(gè)關(guān)鍵趨勢(shì)：

越來(lái)越多整車(chē)企業(yè)與 Tier-1 供應(yīng)商開(kāi)始涉足 SoC 設(shè)計(jì)；

傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商紛紛加大汽車(chē)市場(chǎng)布局；

初創(chuàng)企業(yè)正涌入自動(dòng)駕駛平臺(tái)、傳感器賽道。

不過(guò)汽車(chē)電子對(duì)于新進(jìn)入者存在明顯的技術(shù)壁壘，汽車(chē)電子是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程（System of Systems），以汽車(chē)智能化為例，就需要集成 ADAS、ECU、車(chē)載以太網(wǎng)、信息娛樂(lè)等不同子系統(tǒng)。

汪曉煜提出，當(dāng)前汽車(chē)電子業(yè)已形成四個(gè)邊界清晰、定義明確的焦點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，分別是自動(dòng)駕駛、信息娛樂(lè)、功能安全、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)汽車(chē)半導(dǎo)體也帶來(lái)不同的影響。

在自動(dòng)駕駛技術(shù)域，光學(xué)、微波、激光等多模態(tài)傳感器數(shù)據(jù)融合、處理和實(shí)時(shí)決策對(duì)高性能計(jì)算（HPC）產(chǎn)品制程、架構(gòu)升級(jí)的需求與日俱增；

在信息娛樂(lè)技術(shù)域，不僅包括了需要承載駕駛輔助和娛樂(lè)交互的車(chē)內(nèi)“大屏”，還需要考慮 5G 乃至未來(lái) V2X 車(chē)路協(xié)同所需的車(chē)輛與外部連接性；

在功能安全技術(shù)域，為滿足 ISO26262 對(duì)車(chē)用電子產(chǎn)品全生命周期的可靠性要求，需要在器件設(shè)計(jì)階段就匹配完善的設(shè)計(jì)工具、workflow 和 IP 解決方案；

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)域，亟需可以滿足從芯片到電路板、組件、總成乃至整車(chē)的多集成級(jí)別、多物理場(chǎng)仿真和聯(lián)合設(shè)計(jì)平臺(tái)。

在汽車(chē)電子領(lǐng)域技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，整車(chē)電子架構(gòu)也正在發(fā)生從領(lǐng)域?yàn)?a target="_blank">中心向區(qū)域?yàn)橹行牡摹胺妒健鞭D(zhuǎn)變，演講中，汪曉煜分享了可伸縮區(qū)域架構(gòu)（Scalable Zonal Architecture）的概念。

在這一架構(gòu)中，傳統(tǒng)基于功能的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接的解耦，不同子系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器“就近”連接多功能區(qū)域控制器，可以實(shí)現(xiàn)極低的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)，不同區(qū)域節(jié)點(diǎn)之間再通過(guò)車(chē)輛以太網(wǎng)總線和智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)功能融合與系統(tǒng)備份，顯而易見(jiàn)，這樣的分布式架構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性，可通過(guò)軟件定義靈活實(shí)現(xiàn)不同功能，并大幅降低了傳統(tǒng)范式下系統(tǒng)復(fù)雜化帶來(lái)的布線挑戰(zhàn)和可靠性問(wèn)題。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)回應(yīng)技術(shù)挑戰(zhàn)

汪曉煜指出，新能源汽車(chē)“智能移動(dòng)空間”的愿景要化為現(xiàn)實(shí)，不可避免將面臨一系列挑戰(zhàn)。

對(duì)于汽車(chē)電子而言，與消費(fèi)電子最大的不同或許就是對(duì)功能安全與可靠性的極致追求，汪曉煜還提到，Cadence 基于多年技術(shù)與產(chǎn)業(yè)積累，已經(jīng)推出了全新的 Midas 設(shè)計(jì)平臺(tái)，為汽車(chē)模擬和數(shù)字芯片開(kāi)發(fā)全流程提供基于 FMEDA 功能安全設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的統(tǒng)一方案，幫助新進(jìn)入這一領(lǐng)域的整車(chē)企業(yè)等類(lèi)型廠商快速開(kāi)發(fā)芯片產(chǎn)品。

在深入洞察汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展趨的基礎(chǔ)上，Cadence 業(yè)已提供了一系列針對(duì)性汽車(chē)電子解決方案。

針對(duì)高階輔助駕駛乃至自動(dòng)駕駛領(lǐng)域 AI 加速滲透帶來(lái)的高性能處理器需求，Cadence 可提供一系列 ADAS 所需的先進(jìn) SoC 處理、接口 IP 模塊，均滿足 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)和 AEC-Q100 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并配套完善的 SDK 軟件與開(kāi)發(fā)工具鏈，可助力客戶快速開(kāi)發(fā)差異化的解決方案，有效縮短產(chǎn)品研發(fā)上市周期。

以代表性的 Tensilica 系列 IP 為例，可滿足各類(lèi) ADAS 硬件加速平臺(tái)需求，其 DSP 內(nèi)核 Tensilica ConnX 針對(duì)微波、Lidar 傳感器數(shù)據(jù)處理的不同性能需求設(shè)計(jì)，提供性能、功耗和面積理想組合；而 DSP 內(nèi)核 Tensilica Vision 與 Tensilica AI 集成，則可輕松實(shí)現(xiàn)光學(xué)傳感器數(shù)據(jù)處理。

針對(duì)信息娛樂(lè)領(lǐng)域智能座艙和車(chē)聯(lián)網(wǎng)需求，Tensilica 系列 IP 同樣可支持實(shí)現(xiàn)廣泛的導(dǎo)航、娛樂(lè)、通信、顯示、3D 儀表盤(pán)和 ADAS 功能，起到車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)關(guān)鍵賦能者的角色，提升用戶使用體驗(yàn)。

尤其是在語(yǔ)音應(yīng)用上，Tensilica HiFi IP 功耗優(yōu)勢(shì)明顯，擁有包括杜比在內(nèi)極為廣泛的音頻應(yīng)用合作伙伴生態(tài)，可支持超過(guò) 200 種編解碼制式和軟件增強(qiáng)包，業(yè)已成為該應(yīng)用領(lǐng)域的“金標(biāo)準(zhǔn)”，已被全球車(chē)企廣泛采用，出貨量達(dá)數(shù)十億顆。

針對(duì)功能安全領(lǐng)域覆蓋產(chǎn)品全生命周期的可靠性要求，Cadence 的 Midas 功能安全平臺(tái)融入以失效模式影響與診斷分析（FMEDA）驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)流程，確保車(chē)規(guī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中能達(dá)到每個(gè)安全性目標(biāo)的診斷覆蓋率，從而有效度量數(shù)字、模擬半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)是否已符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)施中，可自動(dòng)化完成功能安全標(biāo)準(zhǔn)所需的冗余、糾錯(cuò)等設(shè)計(jì)要求。

針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中從 IP、芯片、電路板、電子電氣架構(gòu)、以太網(wǎng)絡(luò)、總成、整車(chē)乃至云端的不同集成級(jí)別設(shè)計(jì)、仿真需求，可以通過(guò) Cadence 提供的一站式設(shè)計(jì)平臺(tái)得到解決。

汪曉煜還強(qiáng)調(diào)，面向系統(tǒng)設(shè)計(jì)正是基于 Cadence 對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的洞察，隨著半導(dǎo)體制程工藝不斷逼近物理極限，異構(gòu)乃至異質(zhì)器件的系統(tǒng)集成，將是延續(xù)摩爾定律乃至“超越摩爾”的希望所在。

事實(shí)上，賦能端到端系統(tǒng)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)（ISD），也正是這家老牌 EDA 廠商對(duì)自身所提出的全新定位，汪曉煜談到，越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商“不只是做單純的芯片開(kāi)發(fā)，還會(huì)開(kāi)發(fā)模塊、模組、系統(tǒng)”，因此 Cadence 提出智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略，旨在將其芯片開(kāi)發(fā)方面的 knowhow、算法結(jié)合人工智能技術(shù)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)革新。

為此，Cadence 近年來(lái)還積極展開(kāi)外延并購(gòu)，收購(gòu)了多家計(jì)算流體力學(xué)（CFD）領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)企業(yè)，并整合成新一代的流體仿真平臺(tái) Fidelity CFD，適用于透平機(jī)械、航空航天、汽車(chē)等行業(yè)的快速高精度計(jì)算，其價(jià)值被業(yè)內(nèi)一眾頭部客戶認(rèn)可。汪曉煜透露，在對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)性能極其嚴(yán)苛的 F1 賽場(chǎng)，著名車(chē)隊(duì)邁凱倫今年與 Cadence 達(dá)成長(zhǎng)期合作，Cadence 將為其提供空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)仿真完整解決方案。

從器件、系統(tǒng)到云端，Cadence 正一如既往陪伴著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擁抱時(shí)代潮流，賦能普適智能、系統(tǒng)創(chuàng)新和卓越設(shè)計(jì)。

關(guān)于 Cadence

Cadence 在計(jì)算軟件領(lǐng)域擁有超過(guò) 30 年的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)導(dǎo)者。基于公司的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)戰(zhàn)略，Cadence 致力于提供軟件、硬件和 IP 產(chǎn)品，助力電子設(shè)計(jì)從概念成為現(xiàn)實(shí)。Cadence 的客戶遍布全球，皆為最具創(chuàng)新能力的企業(yè)，他們向超大規(guī)模計(jì)算、5G 通訊、汽車(chē)、移動(dòng)設(shè)備、航空、消費(fèi)電子、工業(yè)和醫(yī)療等最具活力的應(yīng)用市場(chǎng)交付從芯片、電路板到完整系統(tǒng)的卓越電子產(chǎn)品。Cadence 已連續(xù)八年名列美國(guó)財(cái)富雜志評(píng)選的 100 家最適合工作的公司。如需了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)公司網(wǎng)站 cadence.com。

審核編輯 ：李倩