比利時微電子研究中心(imec)日前在美國底特律舉行的2024年車用Chiplet論壇中,正式發起車用Chiplet計畫(Automotive Chiplet Program, ACP),並獲得安謀(Arm)、日月光、BMW、博世(Bosch)、益華電腦(Cadence)、新思科技(Synopsys)等半導體業者與汽車供應鏈業者力挺。ACP集結橫跨整個汽車生態系的關鍵要角,致力於進行汽車製造業界前所未見的聯合競爭前研究(Pre-competitive Research)。其計畫目標是評估最適合用來支援汽車製造商達到特定高性能運算及嚴格安全標準的Chiplet架構和封裝技術,同時盡力拓展Chiplet所帶來的優勢,例如更多彈性、更高性能和節省成本,讓Chiplet可以被廣泛應用於整個汽車產業。
汽車製造商自1970年代晚期以來,便持續把晶片整合到他們所生產的車輛中。然而,傳統的晶片架構最近在面對要求日益嚴苛的車用解決方案時,不斷受阻而難以滿足這些要求,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)與車載資訊娛樂(IVI)服務晶片功能的需求正在快速成長,但傳統晶片架構越來越難以追上需求變化的腳步。改用Chiplet,亦即專門設計用來高效率執行特定功能的模組化晶片,可望解決此一困境。Chiplet可以帶來更多彈性,透過先進封裝技術整合出更複雜的運算系統。
imec汽車技術VP Bart Placklé 解釋,Chiplet技術是車輛中央電腦設計的破壞性轉變,可提供勝於傳統SoC設計的顯著優勢。Chiplet能促進快速客製化和升級,同時減少開發的時間和成本。然而,如果代工廠獨自轉用小晶片架構,其費用會高到令人卻步。因此,商用可行性取決於業界圍繞著一系列Chiplet標準所取得的一致性,這能讓汽車製造商從市場採購Chiplet,並將這些市售Chiplet與針對自家需求量身訂做的專用Chiplet整合,最終製出獨特的產品。
這其實是Chiplet想實現的終極願景之一:不同IC供應商各自將自己的矽智財(IP)製作成Chiplet,供客戶自行挑選。客戶挑選出一系列Chiplet之後,再透過先進封裝技術,將Chiplet整合成可滿足其特定需求的晶片產品。許多鎖定超級電腦、資料中心和智慧手機等應用市場的公司,在開發自己的晶片產品時,都已經或多或少採用Chiplet這種設計理念。但汽車產業對於採用Chiplet卻有些遲疑,因為汽車產業有其獨特的挑戰。首先,車用解決方案必須滿足在韌性與可靠性方面的嚴格要求,確保在10~15年的標準車輛使用壽命期間維持連續運作及乘客安全。另外,成本也是需要考量的一大要點。最後,優異的性能和出色的能源效率都是保護車輛電池壽命的關鍵。這些都是ACP未來會處理的一些當務之急。
Placklé總結,汽車產業要導入Chiplet,必須要靠聯合研發,才能克服種種導入障礙。事實上,這套方法與半導體產業過去四十年來所建立的成功慣例有許多雷同之處。imec在設計、建構和改良晶片架構和技術方面擁有40年的經驗,而且從未偏袒汽車生態系的任何要角,imec的獨特地位能引領汽車製造產業開發出滿足汽車產業特定需求的創新Chiplet技術。