瑞薩率先推出采用車規(guī)3nm制程的多域融合SoC

全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子近日宣布推出全新一代汽車多域融合系統(tǒng)級芯片（SoC）——R-Car X5系列，單個芯片可同時支持多個汽車功能域，包括高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）以及網(wǎng)關(guān)應(yīng)用在內(nèi)的多個車載應(yīng)用。備受期待的R-Car X5H SoC作為R-Car X5系列中的首款產(chǎn)品，采用先進(jìn)的3nm車規(guī)級工藝，擁有高集成度與出色性能，推動OEM和一級供應(yīng)商向集中式電子控制單元（ECU）的轉(zhuǎn)型，簡化開發(fā)流程，打造面向未來的系統(tǒng)解決方案。得益于其獨(dú)特的硬件隔離技術(shù)，瑞薩R-Car X5H SoC成為業(yè)界率先在單個芯片上實(shí)現(xiàn)同時支持多個車載功能域的高度集成及安全處理的解決方案之一。此外，這款全新的SoC還提供通過Chiplet（小芯片封裝）技術(shù)擴(kuò)展人工智能（AI）和圖形處理性能的選項。

作為第五代（Gen 5）R-Car產(chǎn)品家族中性能最強(qiáng)的一員，R-Car X5H直面在軟件定義汽車（SDV）開發(fā)中日益增長的復(fù)雜性難題，可克服包括優(yōu)化計算性能、功耗、成本、硬件和軟件集成在內(nèi)的相關(guān)挑戰(zhàn)，同時確保車輛安全。通過在單個芯片上緊密結(jié)合應(yīng)用處理、實(shí)時處理、GPU和AI計算、大型顯示功能和傳感器連接功能，使得自動駕駛、IVI以及網(wǎng)關(guān)等應(yīng)用提高到一個新的級別。

全新SoC系列實(shí)現(xiàn)高達(dá)400TOPS的AI算力和業(yè)界卓越的TOPS/W性能，同時支持高達(dá)4TFLOPS^（注1）的GPU處理能力。其搭載總計32個用于應(yīng)用處理的Arm^? Cortex^?-A720AE CPU內(nèi)核，提供超過1,000K DMIPS的CPU算力。產(chǎn)品還配備6個Arm Cortex-R52雙鎖步CPU內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)超過60K DMIPS的性能，無需外部微控制器（MCU）即可支持ASIL D功能。該系列SoC采用臺積電最先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)之一制造，在達(dá)到更高CPU性能的同時，功耗卻比5nm工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)計的產(chǎn)品降低30-35%^（注2）。這些高能效特性不僅消除對額外冷卻解決方案的需求，顯著降低整體系統(tǒng)成本，同時也延長了車輛行駛里程。

Chiplet擴(kuò)展，提升了靈活性與更高的性能

盡管R-Car第五代SoC已配備強(qiáng)大的原生NPU和GPU處理引擎，但瑞薩仍為客戶帶來基于Chiplet技術(shù)擴(kuò)展來提升性能的能力。例如當(dāng)通過Chiplet擴(kuò)展將400-TOPS片上NPU與外部NPU相結(jié)合時，可以將AI處理性能提升3-4倍，甚至更多。為實(shí)現(xiàn)無縫的Chiplet集成，R-Car X5H提供標(biāo)準(zhǔn)的UCle（通用小芯片互聯(lián)通道）芯片間互聯(lián)接口及API，促進(jìn)多芯片系統(tǒng)中與其它組件的互操作性，即使這些組件并非瑞薩芯片。這種靈活的設(shè)計方法允許OEM和一級供應(yīng)商能夠混合并搭配不同的功能，并跨車輛平臺定制其系統(tǒng)，包括未來升級。

支持功能安全等級要求不同的多個域的安全隔離

雖然汽車制造商和一級供應(yīng)商對性能和功能的要求日益提升，安全性仍然是他們的首要任務(wù)。對此，其它SoC僅依賴軟件隔離，而R-Car X5H SoC還采用了基于硬件的“免干擾（FFI）”技術(shù)。這種硬件設(shè)計實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵安全功能（如線控制動）與非關(guān)鍵功能的隔離。被視為與安全相關(guān)的關(guān)鍵功能可以被分配到各自獨(dú)立且冗余的域中。每個域都有自己的獨(dú)立CPU核心、內(nèi)存和接口，從而防止在不同域的硬件或軟件出現(xiàn)故障時，車輛發(fā)生潛在的災(zāi)難性故障。此外，R-Car X5H還配備服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理功能，能夠?qū)崟r確定工作負(fù)載的優(yōu)先級并分配處理資源。

Vivek Bhan, Senior Vice President and General Manager of High Performance Computing at Renesas表示：“瑞薩在R-Car第五代平臺上的最新創(chuàng)新，有效的應(yīng)對汽車行業(yè)當(dāng)前面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)。我們的客戶正在尋求端到端的車規(guī)級系統(tǒng)解決方案，涵蓋從硬件優(yōu)化、安全合規(guī)，到靈活可擴(kuò)展的架構(gòu)選擇，以及無縫的工具和軟件集成。瑞薩的R-Car第五代產(chǎn)品家族滿足了這些需求。我們致力于支持汽車行業(yè)加速SDV的開發(fā)和‘左移’創(chuàng)新，以迎接下一個汽車技術(shù)時代的到來?！?/p>

Dr. Kevin Zhang, TSMC’s Senior Vice President of Business Development and Global Sales, and Deputy Co-COO表示：“我們很高興能與值得信賴的汽車技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者瑞薩電子合作，使用我們最先進(jìn)的3nm制程技術(shù)將他們最新創(chuàng)新推向市場。我們的N3A制程是專為先進(jìn)的車用SoC所開發(fā)，提供領(lǐng)先業(yè)界的3nm效能，并能符合AEC Q-100 Grade 1的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。我們非常高興能與瑞薩電子合作開發(fā)R-Car Gen5平臺，并協(xié)助重塑硅制程定義汽車（silicon-defined vehicle）的未來?！?/p>

Asif Anwar, Executive Director of Automotive Market Analysis, TechInsights表示：“通往軟件定義汽車（SDV）的道路將由駕駛艙的數(shù)字化、車輛連接性和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的能力作為支撐。車輛的電子/電氣（E/E）架構(gòu)將成為核心推動力，因?yàn)楦鞣N功能被集成到區(qū)域控制器和中央控制器中，這些控制器將提供必要的計算能力。TechInsights預(yù)測，區(qū)域控制器和高性能計算SoC處理器市場將在2028年至2031年間以17%的復(fù)合年增長率增長?！?/p>

Anwar繼續(xù)說道：“瑞薩電子是汽車處理器的前三大供應(yīng)商之一，利用其數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)，推出了第五代R-Car X5H SoC，該SoC可根據(jù)SDV的要求進(jìn)行擴(kuò)展。基于3nm工藝，R-Car X5H SoC能夠?qū)崿F(xiàn)一套多域融合的解決方案，該解決方案可以跨車輛平臺使用，并實(shí)現(xiàn)功耗的優(yōu)化。結(jié)合RoX SDV平臺，瑞薩電子能夠提供以軟件先行、跨域的解決方案，這將縮短汽車行業(yè)的上市時間?！?/p>

具備可擴(kuò)展性的第五代R-Car平臺

瑞薩第五代R-Car平臺支持行業(yè)內(nèi)最廣泛的處理需求——從區(qū)域ECU到高階中央計算，覆蓋從入門級車輛到豪華車型。得益于基于Arm CPU核心的新型統(tǒng)一硬件架構(gòu)，R-Car第五代產(chǎn)品的開發(fā)人員可以復(fù)用瑞薩全新64位SoC以及未來產(chǎn)品（包括跨界32位MCU和車規(guī)級32位MCU）中相同的軟件、工具與應(yīng)用。作為R-Car下一代產(chǎn)品家族的一員，瑞薩將通過同樣采用Arm技術(shù)的全新R-Car MCU系列擴(kuò)展其車輛控制產(chǎn)品組合。瑞薩計劃于2025年第一季度推出面向車身和底盤應(yīng)用且具有增強(qiáng)安全性的新款32位MCU系列樣品。

R-Car Open Access（RoX）平臺已經(jīng)推出可供SDV開發(fā)使用

瑞薩最新推出的R-Car X5H以及所有未來第五代產(chǎn)品旨在通過將硬件與軟件整合至一個綜合性開發(fā)平臺來加速SDV的開發(fā)進(jìn)程。全新發(fā)布的R-Car Open Access（RoX）SDV平臺集成了汽車開發(fā)人員快速開發(fā)下一代車輛所需的所有關(guān)鍵硬件、操作系統(tǒng)（OS）、軟件及工具，并可獲得安全、持續(xù)的軟件更新。RoX為OEM和一級供應(yīng)商提供了靈活的虛擬開發(fā)環(huán)境，可用于開發(fā)ADAS、IVI、網(wǎng)關(guān)，跨域融合系統(tǒng)，以及車身控制、域控和區(qū)域控制器等各種可擴(kuò)展的系統(tǒng)。

2024德國慕尼黑電子展現(xiàn)場演示

瑞薩將于11月12日至15日在德國慕尼黑舉辦的2024慕尼黑電子展（electronica 2024）B4展廳179號展位現(xiàn)場展示R-Car第五代開發(fā)環(huán)境。展會期間，參會者將有機(jī)會觀看工程師如何利用瑞薩R-Car Open Access（RoX）開發(fā)平臺設(shè)計車載軟件。

供貨信息

R-Car X5H將于2025年上半年向部分汽車客戶提供樣品，并計劃于2027年下半年投產(chǎn)。