자동차는 반도체와 반도체 생태계가 큰 발전을 이루고 있는 가장 매력적인 산업 중 하나여야 합니다. 자율 주행 차량의 진화부터 보다 몰입감 있는 운전자 및 탑승자의 편안함과 인포테인먼트 경험, 추가 안전 관련 기능에 이르기까지 풍부한 개발 환경입니다.

저는 최근에 Cadence의 자동차 솔루션 마케팅 그룹 이사인 Robert Schweiger와 현재 자동차 개발 동향에 대해 논의할 기회를 가졌습니다.

다음은 대화에서 발췌 한 내용입니다.

SE: 오늘날 전반적인 자동차 산업을 살펴보면 큰 그림 트렌드는 무엇이라고 보십니까?

슈바이거: 일반적으로 산업 환경에 대해 이야기하면 Yole의 예측에 따르면 자동차용 반도체 산업은 여전히 ​​상당히 잘 성장하고 있으며 첨단 기술에 대해 말하고 있습니다. 또 다른 문제는 자동차 생태계 내에서 다양한 활동을 촉발하는 공급망 중단이 여전히 존재한다는 것입니다.

SE: 점점 늘어나는 자율 주행 차량에 대한 수요를 해결하는 데 있어 오늘날 업계는 어디에 서 있습니까?

슈바이거: 자율주행을 위한 적절한 SoC가 아직 부족합니다. 물론 Nvidia 또는 Qualcomm과 같은 칩이 있지만 대량 생산이 아닌 경우 이러한 칩은 매우 비쌉니다. 고급 수준의 자동차에서 보급형 자동차로 이동할 수 있는 확장 가능한 칩을 갖고 싶다면 예를 들어 이 두 칩이 너무 비쌀 수 있습니다. 그렇기 때문에 자동차 생태계 고객이 이 칩을 확장할 수 있는 방법과 다양한 비용에 더 잘 맞는 가격대에서 칩을 만들 수 있는 방법을 살펴보는 활동이 많이 있습니다. 이것은 큰 문제이며, 반드시 전통적인 반도체 회사뿐만 아니라 다른 회사에서도 이를 중심으로 많은 설계 활동을 기대합니다.

SE: OEM과 Tier One은 이 문제에 어떻게 대응하고 있습니까?

슈바이거: OEM과 Tier One은 모든 기능이 칩으로 이동한다는 사실을 깨닫고 SoC의 일부로 수행할 수 있는 작업을 더 잘 이해해야 하기 때문에 SoC 설계에 들어가고 싶어합니다. 그렇기 때문에 칩 설계에 들어가고 싶지만 여전히 자신의 역할과 하고 싶은 일을 찾아야 합니다. 예를 들어 가상 프로토타이핑 단계에 도달하면 사양을 만들고 나머지는 디자인 하우스나 반도체 파트너에게 전달할 수 있습니다. 그들은 또한 "가상 프로토타이핑만 하지 말고 RTL 설계도 합시다"라고 말한 다음 다른 사람이 구현을 수행하도록 할 수 있습니다. 이건 회사마다 조금씩 다릅니다. OEM 및 Tier One의 문제는 칩 설계 경험이 없고 칩 설계 팀이 없기 때문에 일부는 팀을 늘리고 있다는 것입니다. 오늘날 디자이너는 시장에서 매우 관련이 있고 디자이너를 참여시키려면 많은 급여를 지불해야 하기 때문에 지금 당장은 어려운 일입니다. 디자이너도 부족해서 정말 까다롭습니다.

SE: Automotive는 계속해서 신규 사용자가 참여하고 싶어하는 시장입니다. 거기에서 무엇을 보고 있습니까?

슈바이거: 모바일 또는 소비자 시장에서 온 SoC 설계에 매우 경험이 많은 전통적인 반도체 회사는 이제 “오, 자동차가 꽤 잘 성장하고 있습니다. 이 시장에 뛰어들자.” 자동차 칩을 전혀 수행하지 않은 회사의 활동을 보는 많은 예가 있습니다. 공개된 한 가지 예는 자동차 인포테인먼트를 개발한 삼성입니다. 칩 8nm에서, 그러나 더 많은 회사가 있습니다. 그들은 복잡한 SoC 설계를 수행하는 방법을 알고 있지만 기능적 안전은 물론 신뢰성, 15년 수명 주기 및 품질을 중심으로 하는 일반적인 자동차 요구 사항을 처리하는 방법을 모릅니다. 즉, 마지막에 칩 테스트를 수행하면 PPM 실패율이 26262이 될 것으로 예상됩니다. 그것은 그들에게 문제입니다. 그런 다음 새로운 칩을 개발하는 신생 기업이 있으므로 문제는 소규모 회사이며 가능한 한 빨리 칩을 시장에 출시할 수 있는 방법을 알고 싶어하고 기존 팀에 없는 기능을 보강하는 방법을 알고 싶어한다는 것입니다. 가지다. 우리는 이 회사들과 다양한 계약을 맺었으며 특정 팀, SoC 또는 기능 안전 기능을 추가하여 자동차 SoC를 개발하고 ISO XNUMX 인증을 받을 수 있도록 했습니다.

SE: 또한 발생하고 있는 것으로 보이는 것은 OEM이 전기화와 동시에 ADAS 레벨 5를 수행할 필요가 없으며 이러한 작업이 서로 다른 시간에 출시되는 병렬 작업일 수 있다는 것을 깨달은 것 같습니다. 어느 시점에서 그들은 그러한 조정이 필요하다는 것을 깨달았습니까?

슈바이거: Nvidia와 Qualcomm 칩을 보면 수냉식 초고성능 칩인데, 수냉식인 데는 그럴만한 이유가 있습니다. 그들은 많은 전력을 소비합니다. 그것은 또한 그것들이 그렇게 비싼 이유이기도 합니다. 그것들은 매우 복잡하기 때문입니다. 그것들은 트랜지스터의 수뿐만 아니라 냉각되어야 하는 방식 등에서 복잡합니다. 이것이 EV의 문제인 전력 소비입니다. Nvidia의 칩 중 하나에서 그들은 전체 ECU를 제공하며 이미 자율 ​​주행을 위해 가장 많이 사용되는 프로토타이핑 환경입니다. 문제는 500W를 소비한다는 것입니다. EV에서 얼마나 멀리 갈 수 있는지 상상할 수 있습니다. 적당한 범위에 가까운 것을 얻기 위해 겨울에 난방을 껐다고 말하는 친구들이 있습니다. ADAS에 적합한 SoC가 부족하다고 앞서 말한 이유입니다. 가격과 전력 소비 때문입니다.

SE: 오늘날 자동차 공급망 문제에 무슨 일이 일어나고 있습니까?

슈바이거: 공급망 차질이라고 하면 파운드리나 공정 기술로 보면 실제 부족한 부분은 어디인가? 부족은 성숙한 노드에 있습니다. 5nm 또는 7nm 노드가 아닙니다. 전압 조정기, 마이크로컨트롤러 등과 같이 모든 곳에서 사용되는 구성 요소의 대량 - 이들은 65nm 이상에서 수행되는 칩입니다. 이것이 문제입니다. 그리고 고급 노드의 경우 파운드리의 투자가 많기 때문에 부족함이 없습니다. 고객이 이 칩이나 저 칩을 하고 싶다고 말하고 프로세스 기술 측면에서 권장할 것이 무엇인지 묻는 경우 성숙한 노드로 이동하면 즉시 알려줍니다. 볼륨이 적으면 실행할 것이라고 준비하십시오 팹 용량 때문에 문제가 발생했습니다. 투자는 실제로 고급 노드에서 주로 이루어지고 있습니다. 공급망 부족으로 인해 성숙한 노드를 위해 일부 팹이 가동되고 있으며, 이는 자동차 회사가 자체 칩을 만들려고 하는 또 다른 이유입니다. 매우 일반적인 마이크로컨트롤러를 가지고 있다면 기본적으로 세탁기, 소형 장치 또는 자동차 ECU를 구축하는 시장의 누구와도 경쟁하게 됩니다. 이들은 모두 표준 구성 요소입니다. 하지만 스탬프를 찍은 곳에 나만의 칩을 만드는 순간, 당신은 유일한 고객입니다. 물량으로 따지면 반도체 물량으로 보면 자동차가 다른 시장에 비해 상당히 작다. 그 양으로 자동차 회사는 모바일 회사와 결코 경쟁할 수 없습니다. 이것은 완전히 다른 수준이지만 항상 최첨단에 있습니다. 아마도 그들은 반드시 간섭하지 않을 것입니다. 가격 책정 측면에서 중요한 것은 적절한 가격을 청구할 수 있는 특정 볼륨에 도달하는 것입니다. 때때로 45달러인 카메라 칩과 같은 칩이 있는데, 볼륨이 없기 때문에 그 가격입니다. 그러나 특정 세그먼트에서 그들은 시장 리더이며 이것이 적절한 ROI를 얻기 위한 가격 포인트였습니다. 그리고 사람들은 그것을 지불할 용의가 있습니다. 매우 복잡한 상황입니다.

SE: 오늘날 자동차 기술에서 가장 큰 과제는 무엇입니까?

슈바이거: 오늘날 자동차에는 밀접하게 연결된 애플리케이션별 문제가 있습니다. 또한 각각의 모든 애플리케이션에 대해 전반적으로 발생하는 일반적인 자동차 과제도 있습니다. 내가 의미하는 바는 영역 아키텍처가 OEM의 다음 주요 사항이 될 것이라는 것입니다. 그리고 그 이유는 중앙 컴퓨팅 장치에 ECU를 크게 줄일 수 있는 기능이 있는 이러한 두 개의 칩[영역 컨트롤러]이 있기 때문입니다. 즉, 100개의 ECU에서 예를 들어 30개의 ECU 또는 40개의 ECU로 줄어듭니다. 결과적으로 비용 절감과 단순화된 네트워크를 상상할 수 있습니다. 이 접근 방식에는 다양한 이점이 있으며 OEM은 이를 실현하기 위해 무엇이든 시도할 것입니다. 그리고 그것이 실제로 일어날 이유입니다. 그러나 영역 아키텍처를 제자리에 배치하려면 차량 내 네트워킹 대역폭이라는 몇 가지 전제 조건을 충족해야 합니다. 고속 네트워크가 있어야 합니다. ECU 간 통신/ECU 간 통신을 위해 백본은 이더넷 기반이 될 것입니다. 그러나 현재 생산 중인 이더넷은 1기가비트이며 이것이 작동하려면 10기가비트가 필요합니다. 로드맵은 25기가비트까지 올라가므로 이 문제는 해결해야 할 사항 중 하나입니다. 생산 PHY의 10기가비트는 아직 사용할 수 없지만 실현될 것입니다.

SE: 이것이 차량 내 컴퓨팅 성능에 어떤 의미가 있습니까?

슈바이거: zonal 컨트롤러는 다기능 장치이기 때문에 상당한 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 즉, 구역 컨트롤러는 궁극적으로 레이더 데이터, 카메라 데이터, 오디오 데이터, LIDAR 데이터, 모든 일반적인 처리 작업을 처리해야 하며 ECU 통합을 위한 이점도 제공해야 합니다. 하나의 상자, 하나의 기능: 하나의 ECU, 하나의 기능. 이제 이러한 영역 컨트롤러로 인해 하나의 상자에 많은 기능이 있으므로 컴퓨팅 성능은 전력 소비 및 이와 관련된 모든 것과 함께 큰 문제입니다.

이러한 모든 주제 외에도 하드웨어/소프트웨어 복잡성, 애플리케이션 간 요구 사항, 열 문제, 신뢰성, 안전 및 보안, 클라우드 컴퓨팅 및 5G를 포함하여 자동차 생태계가 직면한 다른 많은 기술적 문제가 있습니다. 외부 세계와 연결될 것입니다.

다른 산업 관점을 보려면 다음을 확인하십시오. 블로그 현재 일어나고 있는 몇 가지 주요 기술 동인에 대해서도 논의합니다.

다음 블로그에서는 자동차 산업에 대한 다른 업계 리더의 기대치를 공유하겠습니다.

읽어 주셔서 감사합니다.

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