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汽车芯片进入5nm制程时代:究竟货色如何?

2021-02-03 09:30:05 【东智精密】   来源: 智车科技IV     阅读

本文泉源:智车科技 作者:刘洪

/ 导读 /

半年前,要找车规5nm芯片只有恩智浦(NXP)曾宣布下一代汽车芯片选用台积电5nm制程,预计2021年秋交付首批样片;今天却已不只一个,2018年7月高通收购NXP失败,现在也挺进了5nm车规芯片,产物有望最快在2023年底量产上市;特斯拉也在备战“芯片升级”,与三星电子互助为全自动驾驶开发5nm芯片。

刚刚,IT行业5nm芯片被曝团体翻车余音未了,车规5nm芯片又甚嚣尘上了。汽车芯片真的进入了5nm时代?我们来剖析一下,这炙手可热的车规5nm芯片事实货色怎样?

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5nm团体“发烧”为哪般?

和手机、电脑等装备相比,汽车运行情况的恶劣水平不是一点半点,尤其是热情况。现实是,别说车规,就是消耗装备用的5nm也还存在问题。由于10年前困扰台积电和三星的问题又回来了。

5nm是现在EUV(极紫外线)光刻性能实现的最先进芯片制程,也是手机厂商的主要卖点,2020年下半年,苹果A14、麒麟9000、骁龙888等5nm制程芯片相继面世。不外,公然信息显示,上述芯片无一幸免被曝现实功耗不低,发烧未减:“一度达80℃”、“发烧降频”、“变身火龙”、“高烧不退”。一时间,5nm芯片团体翻车成为热议。

厂商一直在追随甚至想逾越摩尔定律,遇到的最大问题是芯片内部的晶体管泄电。进入深亚微米制造制程时代之前,动态功耗一直是芯片设计的焦点,而在深亚微米制程,动态功耗在总功耗中的比例越来越小,静态功耗比例则越来越大;进入纳米时代,泄电流功耗对整个功耗的影响变得很是显著。在90nm制程电路中,静态功耗可以占到总功耗40%以上。

为什么呢?原来每一代制造制程的前进都是由缩短CMOS晶体管的沟道长度实现的。不停缩短沟道长度使电源电压、阈值电压、栅极氧化层厚度等制程参数随之按比例缩小,而短沟道效应(SCE)、栅极隧穿电流、结反偏隧穿电流等泄电流机制越来越显著,引起芯片泄电流功耗的上升。另外,沟道长度越短,泄电流功耗增添越快。

在5nm制程之前,由于接纳了其时创新的FinFET(鳍式场效应晶体管)来替换传统平面式晶体管,台积电、三星和英特尔都乐成抑制了泄电流功耗。

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智能坐舱vs.自动驾驶

2015年最先,高通切入智能座舱和自动驾驶市场,近年来依附其的强盛算力,其14nm骁龙820A座舱SoC已经拿下不少客户,甚至成了2020年不少中高端车型的标配。

2019 CES展上,高通公布基于台积电第一代7nm制程的第一款车规级数字座舱SoC骁龙SA8155,入局车载市场。其强盛之处在于优异的运算能力和协同匹配能力,高通将其界说为“一机多屏多系统”的最终解决方案。今年伊始曝光谍照的长城WEY全新车型将是首款搭载8155的量产车型。

那么,智能座舱和自动驾驶能否相提并论呢?谜底是否认的,前者与后者高度相关,但不行等同。智能座舱主要包罗高清显示、仪表、自动宁静报警(驾驶员监控)、实时导航、在线信息娱乐、紧迫救援、车联网以及人机交互系统(语音识别、手势识别)等。其主要作用在于通过改变人机交互方式,提升驾驶者和乘员体验,有助于将产物属性升级为服务属性。毫无疑问,(AI)将赋强人车交互的智能化升级。智能座舱在半导体手艺的支持下照旧比力容易一步步实现。

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制程和用途与芯片算力参考示例

自动驾驶呢?应该没有马斯克说的那么容易在不久的未来就能实现。由于它涉及的问题着实是太多了。就说芯片的算力吧,不行与智能座舱同日耳语。据称,高通8155芯片CPU处置惩罚器和GPU图形处置惩罚器算力是同级产物的3-5倍。而CES 2020上公布基于5nm制程Snapdragon Ride自动驾驶平台焦点SoC基础算力为10TOPS,其中单颗SoC支持NCAP尺度下的L1/L2级自动驾驶,多颗SoC组合可以实现L4级自动驾驶,最大算力可达700TOPS以上。

2020年11月,华为智能驾驶专家电话集会纪要中关于芯片的讨论就很能说明问题:“自动驾驶未来需要大算力芯片,市场一是自动驾驶,二是智能座舱。智能座舱里也会有许多人工智能应用,好比语音识别,以前用科大讯飞的方案是在云端做,体验感很差。现在用智能座舱芯片,像高通或华为基本上都有七八个T算力,地平线也一样,其征程二也有或许6个T算力(现实上是4TOPS)。大算力盘算芯片一定是一个大趋势,也是一个门槛……自动驾驶有三个焦点要素,第一是数据,第二是场景,第三是算力。特斯拉已经远超海内的自己在那里吹牛逼的公司了。”

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