小芯片是一种模块化的硅片设计方法，可通过增强可扩展性、成本效率和性能使汽车技术受益。

汽车行业正在经历一场深刻的变革，向下一代复杂的软件定义汽车 (SDV)转型。这促使 各种车载电子元件被整合到数量更少的高性能计算单元中。然而，汽车技术的快速发展带来了日益严峻的挑战——如何以资源高效且经济高效的方式提供必要的计算能力。

传统的单片半导体设计已达到极限。自动驾驶、沉浸式信息娱乐和增强互联互通的需求日益增长，传统芯片架构正面临极限。

幸运的是， Chiplet技术可以解决这些挑战。在汽车行业，Chiplet 技术已成为一项关键技术，它能够实现汽车芯片创新的片上系统 (SoC) 设计，同时增强计算的可扩展性和灵活性。

汽车行业领导者已开始积极投资下一代汽车架构，这些架构预计将受益于 Chiplet 集成。这得益于汽车行业近期的趋势和发展，包括：

集中式计算架构：业界正在向包含少量高性能计算单元的集中式架构转型。这种计算能力的集中化使得先进的芯片组架构能够在汽车应用中得到采用。

人工智能的兴起：随着人工智能驱动的决策对于自动驾驶变得至关重要，小芯片使 OEM 能够解耦创新周期，确保其平台能够适应未来的发展。

性能扩展：随着车辆集成更多先进功能，对更高计算能力的需求也随之激增。Chiplet 允许集成专用处理单元，而无需重新设计整个系统，从而促进性能扩展。

标准化工作：Arm 芯片系统架构 (CSA)和imec 的汽车芯片计划 (ACP)等行业举措正在为芯片互操作性树立新的标杆。标准化接口将是确保芯片广泛应用和降低集成复杂性的关键。

与此同时，依赖单片芯片的传统系统往往难以满足日益增长的计算能力、可扩展性和效率需求，主要挑战包括：

系统复杂性不断增加：随着车辆越来越依赖软件，传统的半导体架构无法满足实时数据处理和人工智能驱动决策日益增长的需求。

制造瓶颈：摩尔定律的放缓使得使用传统 SoC 扩展性能变得更加昂贵且困难。

可靠性问题：对于任务关键型汽车应用，在单片设计中实现故障隔离和冗余更具挑战性。

基础计算的灵活性使汽车原始设备制造商 (OEM) 能够推动创新，开发能够随着技术进步而不断发展的定制化解决方案。Arm于 2024 年 3 月发布的汽车计算子系统 (CSS)，通过增强的计算和集成能力，为基于 Chiplet 的设计构建提供了更快的途径。这种模块化方法还使原始设备制造商和芯片供应商能够定制和扩展其汽车技术，以满足特定的区域需求和不断变化的全球法规。

此外，Chiplet 为生态系统提供了众多引人入胜的 SoC 设计可能性。通过我们的汽车增强 (AE) 技术，Arm 使合作伙伴能够将多个可重复使用的组件集成到更大的汽车系统中，从而展示了 Arm 计算平台的适应性和可扩展性。

“ Chiplet 是汽车行业发展的答案，它提供了创建创新 SoC 架构所需的灵活性和可扩展性，可以满足下一代汽车日益增长的需求。”——Imec 汽车副总裁 Bart Placklé。

采用 Chiplet 技术代表着车载中央计算机设计的颠覆性转变。同时，如果单独进行，向基于 Chiplet 的架构过渡对于汽车原始设备制造商而言成本高昂。为了促进整个汽车生态系统的合作并探索 Chiplet 的优势，imec 于 2024 年底启动了 ACP 项目。该项目已获得广泛关注，并已扩展至包括 Arm、ASE、宝马集团、博世、Cadence 设计系统公司、西门子、SiliconAuto、新思科技、Tenstorrent 和法雷奥在内的主要汽车行业领导者。

该项目汇聚半导体供应商、电子设计自动化 (EDA) 组织和一级供应商，致力于解决关键技术挑战，并探索 Chiplet 在汽车应用中的实际用例。这一进展也标志着行业范式的转变，即行业正从竞争前的研究探索阶段迈入实施阶段，汽车公司开始将基于 Chiplet 的设计付诸实践。

Imec 的 ACP 已做好准备，汇集整个汽车价值链的资源和专业知识，以应对关键技术挑战，并确定用于高性能汽车计算的最佳芯片组架构。下一步是基于 ACP 的进展，开发基于芯片组的参考设计。Imec 与德国巴登-符腾堡州政府合作，在海尔布隆的人工智能创新园 (IPAI) 启动了先进芯片设计加速器 (ACDA)。这个新的能力中心将专注于开发尖端的芯片组技术、系统集成、封装和人工智能功能，旨在构建竞争前的参考设计，以加速并降低向芯片组迁移的风险。

ACDA 将在加速汽车领域基于芯片的解决方案的部署、确保芯片技术的更顺畅集成和更快采用以及降低汽车制造商的风险和上市时间方面发挥关键作用。

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