新思科技 Multi-Die 方案攜手車企步入汽車電子新時代

汽車行業正加速駛向智能座艙、電驅與完全自動駕駛并存的未來。背后的核心挑戰在于：如何設計能夠在車輛生命周期內實現更好性能與高可靠性的芯片。

與此同時，汽車芯片正面臨日益嚴苛的功能安全標準和行業規范 。任何失效都可能引發召回甚至道路險情。為了應對這些挑戰并在快速發展的市場中保持競爭力，汽車制造商和芯片設計者正在轉向多芯片封裝——這一架構正重塑汽車電子的技術路線，也帶來了一系列必須解決的全新的技術與業務挑戰。

復雜度、安全性與可靠性的三重挑戰

汽車芯片的要求一直很高。與智能手機出現故障不同，汽車芯片的失效可能導致生命安全風險。

如今，車輛需要在 15 年甚至更長時間內穩定運行且無任何故障。電動汽車和混合動力車因充電周期的特性，通常處于“始終在線”狀態，進一步加劇了這些要求。

從高級駕駛輔助系統（ADAS）到全數字化座艙，再到提供更好容錯能力和更易軟件更新的集中式電子系統，芯片復雜性與日俱增——滿足這些要求并非易事。而傳統芯片架構已難以適應這一趨勢。

傳統單芯片的局限性

歷史上，汽車芯片通常設計為單片系統級芯片（SoC），將所有功能集成在單一硅片上。該架構在功能離散、集成度較低的時代尚可勝任，但現代車輛所需的高度復雜且深度集成的數字系統則要求更高。

隨著行業向更高水平的自動駕駛發展——自動駕駛汽車幾乎無需人工干預——顯著增強的計算能力、更集成的傳感器以及更優的實時數據處理能力成為必需。

除了技術復雜性，汽車企業及其供應商還面臨著制造挑戰。傳統芯片從未被設計用于應對惡劣環境、長年道路磨損或車輛平臺的年度升級周期。

因此，需要新的芯片設計，提供更高的可靠性、靈活性和可擴展性。

Multi-Die 設計的興起

汽車行業如今正轉向 Multi-Die 架構，即在單個封裝中集成多個異構或同構裸片（也稱為芯粒）。這種變革使制造商能夠自由組合不同芯片、融合不同技術，并構建針對特定汽車需求的可擴展解決方案。

多芯片封裝的優勢顯而易見：

• 實現更高性能：封裝內的芯片間實現 Die-to-Die 互連，帶寬遠高于傳統 PCB 級互連。
• 降低系統功耗：更少的 PCB 信號能顯著降低功耗，但單位面積功耗的增加導致的功耗管理依然需要。
• 提高產品靈活性：可混合不同供應商和工藝節點的芯片，提供靈活性并支持快速創新。
• 加速擴展系統功能：可創建適用于不同車型和功能的芯片家族，并隨時間進行升級與迭代。

設計與驗證：新架構下的新規則

多芯片封裝在釋放系統級新可能性的同時，也帶來了新的挑戰。將系統功能劃分到多個芯片上需要先進的架構探索，通常借助數字孿生技術模擬和優化各種“假設”場景。

物理實現涉及硅通孔（TSV）、中介層和細間距凸點等技術，需依賴尖端的電子設計自動化（EDA）工具。

測試和生命周期管理也更為復雜。單芯片故障或者 Die-to-Die 連接問題都要檢測到。硅生命周期管理（SLM）——通過集成傳感器和監視器來追蹤芯片整個生命周期內的電壓、溫度和性能——至關重要。

預測性診斷和空中下載（OTA）更新有助于在故障危及安全之前進行預防，從而降低維護成本和召回風險。

打造高可靠 Multi-Die 汽車系統

Multi-Die 創新領域的領導者新思科技正站在變革的前沿，幫助 OEM 及其供應商轉變傳統的開發模式，轉向 Multi-Die 設計，充分利用最新的創新。

新思科技提供面向汽車級 Multi-Die 架構的全面 EDA 和 IP 解決方案，具備高度可擴展性。新思科技的 IP 解決方案符合汽車行業標準（如 UCIe 標準）和行業計劃（如比利時微電子中心的 imec Automotive Multi-Die Initiative）。我們正在推出在特定工藝節點實現的 ASIL B UCIe Controller 和 Grade 2 UCIe PHY，用于滿足嚴格的汽車行業標準。

新思科技的先進 EDA 解決方案可全面支持汽車應用中 Multi-Die 架構的全周期設計，具體包括 ：

• 使用 Platform Architect for Multi-Die 進行早期架構探索
• 借助 3DIC Compiler 平臺實現芯片/封裝協同設計與優化
• 通過生命周期管理（SLM）實現實時系統監控和預測分析

前景展望

汽車電子正進入一個新時代，Multi-Die 不再是可選項，而是必然趨勢。

通過 Multi-Die 先進封裝，制造商要能夠滿足對可擴展性和性能日益增長的需求。借助合適的技術伙伴和解決方案，加速創新、建立差異化優勢，并提供能夠創造持久價值的下一代汽車體驗。