新思科技Multi-Die方案助力车企迈向汽车电子新时代

汽车行业正加速驶向智能座舱、电驱与完全自动驾驶并存的未来。背后的核心挑战在于：如何设计能够在车辆生命周期内实现更好性能与高可靠性的芯片。

与此同时，汽车芯片正面临日益严苛的功能安全标准和行业规范 。任何失效都可能引发召回甚至道路险情。为了应对这些挑战并在快速发展的市场中保持竞争力，汽车制造商和芯片设计者正在转向多芯片封装——这一架构正重塑汽车电子的技术路线，也带来了一系列必须解决的全新的技术与业务挑战。

复杂度、安全性与可靠性的三重挑战

汽车芯片的要求一直很高。与智能手机出现故障不同，汽车芯片的失效可能导致生命安全风险。

如今，车辆需要在 15 年甚至更长时间内稳定运行且无任何故障。电动汽车和混合动力车因充电周期的特性，通常处于“始终在线”状态，进一步加剧了这些要求。

从高级驾驶辅助系统（ADAS）到全数字化座舱，再到提供更好容错能力和更易软件更新的集中式电子系统，芯片复杂性与日俱增——满足这些要求并非易事。而传统芯片架构已难以适应这一趋势。

传统单芯片的局限性

历史上，汽车芯片通常设计为单片系统级芯片（SoC），将所有功能集成在单一硅片上。该架构在功能离散、集成度较低的时代尚可胜任，但现代车辆所需的高度复杂且深度集成的数字系统则要求更高。

随着行业向更高水平的自动驾驶发展——自动驾驶汽车几乎无需人工干预——显著增强的计算能力、更集成的传感器以及更优的实时数据处理能力成为必需。

除了技术复杂性，汽车企业及其供应商还面临着制造挑战。传统芯片从未被设计用于应对恶劣环境、长年道路磨损或车辆平台的年度升级周期。

因此，需要新的芯片设计，提供更高的可靠性、灵活性和可扩展性。

Multi-Die 设计的兴起

汽车行业如今正转向 Multi-Die 架构，即在单个封装中集成多个异构或同构裸片（也称为芯粒）。这种变革使制造商能够自由组合不同芯片、融合不同技术，并构建针对特定汽车需求的可扩展解决方案。

多芯片封装的优势显而易见：

实现更高性能：封装内的芯片间实现 Die-to-Die 互连，带宽远高于传统 PCB 级互连。

降低系统功耗：更少的 PCB 信号能显著降低功耗，但单位面积功耗的增加导致的功耗管理依然需要。

提高产品灵活性：可混合不同供应商和工艺节点的芯片，提供灵活性并支持快速创新。

加速扩展系统功能：可创建适用于不同车型和功能的芯片家族，并随时间进行升级与迭代。

设计与验证：新架构下的新规则

多芯片封装在释放系统级新可能性的同时，也带来了新的挑战。将系统功能划分到多个芯片上需要先进的架构探索，通常借助数字孪生技术模拟和优化各种“假设”场景。

物理实现涉及硅通孔（TSV）、中介层和细间距凸点等技术，需依赖尖端的电子设计自动化（EDA）工具。

测试和生命周期管理也更为复杂。单芯片故障或者 Die-to-Die 连接问题都要检测到。硅生命周期管理（SLM）——通过集成传感器和监视器来追踪芯片整个生命周期内的电压、温度和性能——至关重要。

预测性诊断和空中下载（OTA）更新有助于在故障危及安全之前进行预防，从而降低维护成本和召回风险。

打造高可靠 Multi-Die 汽车系统

Multi-Die 创新领域的领导者新思科技正站在变革的前沿，帮助 OEM 及其供应商转变传统的开发模式，转向 Multi-Die 设计，充分利用最新的创新。

新思科技提供面向汽车级 Multi-Die 架构的全面 EDA 和 IP 解决方案，具备高度可扩展性。新思科技的 IP 解决方案符合汽车行业标准（如 UCIe 标准）和行业计划（如比利时微电子中心的 imec Automotive Multi-Die Initiative）。我们正在推出在特定工艺节点实现的 ASIL B UCIe Controller 和 Grade 2 UCIe PHY，用于满足严格的汽车行业标准。

新思科技的先进 EDA 解决方案可全面支持汽车应用中 Multi-Die 架构的全周期设计，具体包括 ：

使用 Platform Architect for Multi-Die 进行早期架构探索

借助 3DIC Compiler 平台实现芯片/封装协同设计与优化

通过生命周期管理（SLM）实现实时系统监控和预测分析

前景展望

汽车电子正进入一个新时代，Multi-Die 不再是可选项，而是必然趋势。

通过 Multi-Die 先进封装，制造商要能够满足对可扩展性和性能日益增长的需求。借助合适的技术伙伴和解决方案，加速创新、建立差异化优势，并提供能够创造持久价值的下一代汽车体验。