No desenvolvimento de carros inteligentes, os sistemas de condução autónoma são uma das tecnologias mais desafiantes da atualidade. Hoje, cada veículo eléctrico utiliza aproximadamente mais de 1.000 semicondutores, dos quais o SoC é um semicondutor essencial para a tecnologia de condução autónoma automóvel e sistemas multimédia, e muitas vezes requerem a mais avançada tecnologia de semicondutores para alcançar capacidades computacionais avançadas. No entanto, à medida que o poder de computação aumenta exponencialmente, o custo dos chips de condução autónoma aumentará inevitavelmente significativamente. Isto representa um grande desafio para a popularização da tecnologia de condução autônoma. Afinal, um carro ainda é um produto final, em última análise, e há considerações rigorosas sobre custo e consumo de energia.
Para resolver este problema, usar o design de Chiplet para construir chips automotivos de alto desempenho tornou-se uma solução viável. Os chips são uma abordagem modular baseada na integração heterogênea que permite aumentar o número de transistores e outros componentes sem afetar as limitações físicas de um único chip. Ele está sendo implementado em diversas aplicações de supercomputação e os carros não podem ficar para trás.
As razões pelas quais os chips de condução autônoma são adequados para o design de chips baseiam-se principalmente nos seguintes aspectos:
1) Requisitos de desempenho: Os sistemas de direção autônomos exigem um poder de computação extremamente alto para processar grandes quantidades de dados de vários sensores (como câmeras, radar, lidar, etc.). O design do chip permite uma combinação mais flexível de diferentes unidades de processamento (como CPU, GPU, NPU) para atender a essas necessidades de alto desempenho.
2) Eficiência energética: Os sistemas de condução autónoma requerem uma gestão eficiente da energia para alargar a autonomia de cruzeiro dos veículos eléctricos. O design do chiplet pode gerenciar o consumo de energia de forma mais eficaz e melhorar a eficiência energética geral, integrando diferentes funções em vários chips menores do que em um único chip grande.
3) Custo-benefício: fabricar sistemas grandes e complexos em um chip (SoC) é caro e a taxa de defeitos durante a produção pode ser maior. O design do chiplet pode reduzir os custos de produção e as taxas de defeitos usando vários componentes de chip menores com processos diferentes, reduzindo assim os custos gerais. Embora os custos de produção mais baixos sejam parcialmente compensados pelos custos de embalagem mais elevados, em geral, espera-se que o uso de chips economize até 40% em comparação com os designs monolíticos tradicionais.
4) Personalização e escalabilidade: a tecnologia de direção inteligente está em constante evolução em direção ao nível L2/L3/L4, e diferentes modelos de carros têm diferentes requisitos para chips. Eles precisam usar vários chips? Neste sentido, o design do chiplet permite uma personalização e expansão mais flexível dos sistemas de condução autónoma. Dependendo das necessidades dos diferentes modelos e níveis de condução autônoma, diferentes combinações de chips podem ser selecionadas para fornecer o melhor desempenho e funcionalidade.
5) Adaptabilidade ao progresso tecnológico: No campo em rápido desenvolvimento da tecnologia de condução autônoma, o design de chips oferece a capacidade de adaptação mais rápida a novas tecnologias. Por exemplo, uma unidade de processamento específica pode ser atualizada individualmente sem substituir todo o sistema.
6) Os fabricantes de automóveis participam na definição de chips: Hoje em dia, para controlar o seu próprio destino, muitos fabricantes de automóveis pararam de fabricar chips, e o Chiplet dá aos fabricantes de automóveis a oportunidade de participar na definição e design de chips, e até mesmo a oportunidade de dominar os principais chips.
Em termos de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de chips automotivos, o Japão é muito poderoso. Em 1º de dezembro de 2023, 12 empresas líderes no Japão formaram um grupo chamado "Automotive Advanced SoC Research" (ASRA) e começarão a instalar SoCs em veículos produzidos em massa a partir de 2030. Esses chips se concentrarão no desenvolvimento de aceleradores de inteligência artificial, motores gráficos e recursos de computação aprimorados, e estão planejados para atingir a produção em massa em 2030. O grupo é presidido pela Toyota e inclui montadoras conhecidas como Nissan, Honda, Mazda e Subaru. Além disso, fornecedores de chips como Renesas Electronics, Mirise Technologies e Socionext, bem como fornecedores de primeira linha como Denso e Panasonic Automotive Systems, também participaram e atuaram conjuntamente como diretores executivos. Ao mesmo tempo, empresas como Cadence Design Systems e Synopsys também estão envolvidas, fornecendo as ferramentas de desenvolvimento EDA (automação de design eletrônico) necessárias para o design de Chiplets. Vale a pena mencionar especialmente que a Renesas Electronics adotou uma arquitetura de chip pequeno em seu SoC automotivo de alto desempenho R-Car X5 de quinta geração.
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