以智能化、電動化、網聯化、共享化為代表的汽車“新四化”正在加速推進汽車電子技術和架構的快速演進。其中，被譽為“萬能芯片”的FPGA也越來越受人關注，由于其具有高度靈活、可擴展的特點，可以以較低成本實現算法的迭代，能夠較好地幫助汽車實現在新場景的運算、控制和升級功能。因此，很多車廠都在加速引入相關FPGA平臺，這對國產FPGA企業而言又有哪些利好呢？在3月23日舉辦的「OFweek 2023工程師系列在線大會——汽車電子技術在線會議」上，中科億海微電子科技（蘇州）有限公司高級工程師／銷售總監夏金軍帶來了面向汽車電子產業的《國產全正向強自主FPGA芯片與可重構系統》主題演講，為大家分享了汽車“新四化”時代背景下國產FPGA企業該如何助力汽車智能化升級。

深耕FPGA領域，堅持全正向設計技術路線

據夏金軍介紹，中科億海微是中國科學院“可編程芯片與系統”研究領域的科研與產業化團隊，按照國家創新驅動發展戰略，發起成立的以“可編程邏輯芯片與可重構系統”為技術特色的高新技術企業，從2004年在中科院啟動可編程芯片項目科研開始，中科億海微研發團隊在FPGA芯片自主可控的技術道路上探索了近20年。團隊堅持全正向設計技術路線，自主研制具有高可靠性的嵌入式可編程電路IP核、可編程邏輯芯片、EDA軟件與可重構系統，提供具有高性能和自適應計算的行業解決方案和集成電路設計服務。產品先后獲得了“國產最具潛力IP設計獎”、“最佳FPGA芯片獎”、“最佳EDA產品獎”，并獲得車規認證和特種領域專業等級鑒定檢驗報告，已被收錄在“車規級計算類芯片優質供應商”名錄。產品已得到大量應用，產品可靠性極強；能夠在極端惡劣環境下長期穩定工作，滿足發動機健康管理、地質導向、隨鉆測量等特殊高溫應用場景需要，已成功在石油鉆井中應用，填補了國內國產自主特種FPGA芯片在超高溫場景中應用的空白；采用國產工藝、國內設計、國內流片、國內封裝、國內測試，國內完成全鏈路制造過程，安全可靠、供貨穩定。

中科億海微三大核心產品

目前，公司現有億海神盾系列、億海神針系列FPGA芯片。其貨架產品包括成片、裸片、IP核，基本上從大規模到中規模到小規模都一應俱全。在夏金軍重點介紹完EQ6HL130、EQ6HL45、EQ6HL45 A2、EQ6HL25、EQ6HL16、EQ6GL9等產品后，不難發現其產品品類繁多且全方位覆蓋，能滿足比較廣泛的溫度范圍，封裝形式多樣化，尺寸從大到小，完全可以滿足車規級半導體的應用需求。

在產品優勢方面，中科億海微可編程邏輯芯片從產品上看，具有軟硬件一體正向設計，高性能、高性價比、小尺寸、低功耗，以及產品型譜化、多種封裝、形式多樣，成片＋裸Die的特點；從安全上看，產品均是在國內完成設計、流片、封裝、測試，自主程度高，供貨穩定，用戶具有備選方案，降低器件選型風險；從支持方面看，公司具有成熟的FAE隊伍，能夠高效快速響應用戶需求，還能提供現場、遠程，線上、線下等多種形式的專業技術支持；最后是在應用方面，由于產品能提供多種溫度范圍供用戶選擇，靈活性強，面對完善的國產生態環境擁有強大的適配能力，已得到廣泛應用。

在可編程電路IP核方面，中科億海微是是國產嵌入式FPGA IP核技術的領跑者，并已經成功提供SoC用戶實現應用的團隊。夏金軍表示，公司產品采用自主架構，自主控制，在保障穩定供貨的同時，能滿足系統級開發的最新需求。目前已完成多次硅技術驗證，功能、性能指標和穩定性均已達到了預期效果。同時，借助基于嵌入式可編程電路IP核編譯技術，還完成了中科億海微可編程邏輯芯片的設計，目前產品已獲得市場認可，為用戶提供IP授權，成功集成在SoC芯片中得到實際應用，獲得用戶好評。

此外，夏金軍還為觀眾展示了億靈思可編程邏輯芯片開發軟件，這款軟件擁有國產自主知識產權，可以支持千萬門級以上可編程邏輯芯片的設計開發。據悉，億靈思軟件不僅可以支持工業界標準的可編程邏輯芯片開發流程，即從RTL綜合到配置碼流生成下載的全流程操作，而且可以提供面向嵌入式可編程電路IP核定制開發的評估流程，幫助SoC用戶定制嵌入式可編程電路IP核資源的規模和排布，并生成相應的芯片數據庫，為終端用戶提供EDA全流程服務。

在介紹完相應的技術和產品路線后，夏金軍還重點分享了FPGA在智能汽車上的主要應用案例。

從汽車功能模塊來看，ADAS／AD系統、動力系統、智能座艙系統、智能聯網系統、安全系統中都會用到FPGA芯片。從具體應用場景來看，FPGA芯片可以實現交換功能，可以實現GPIO的擴展，可以用在車身預控制單元，還可以用在激光投影、激光器、車燈控制、激光雷達等應用中。

在當前智能汽車盛行背景下，激光雷達成為了FPGA芯片應用不可忽視的一大應用。據悉，激光雷達回波信號的數據采集是激光雷達系統中重要的組成部分，基于FPGA的激光雷達數據采集系統，可實現機械旋轉系統的驅動，激光器驅動，并使用TDC記錄回波脈沖的到達時間戳，通過計算得到TOF時間，并與上位機通信。

“當前新能源汽車更新換代的速度很快，同時每一代汽車上也有對應的配件邏輯，但IP芯片受制于價格成本問題，有的用戶希望能解決這個問題。這個時候我們作為一個芯片設計企業就會幫助用戶做產品升級，比如對于芯片邏輯的一個評估，哪些部分是變化的，哪些部分是不變的過程。在這個過程之間我們都可以協助用戶升級調優，待到量產穩定后，功能可靠，集成電路將固化形成專用芯片，大幅降低成本。”夏金軍表示，中科億海微將全程深度參與，協助車企穩步升級，助力車企在市場中具有競爭優勢。

可以看到，在過去幾年里中國汽車產業發展速度極快，特別是在智能汽車這個賽道上，而FPGA作為里面的關鍵器件，也遇上了發展的黃金窗口期。縱觀目前國內FPGA賽道，無論是軟件生態還是硬件生態，都跟國外巨頭存在一定差距，還有很長的路要追趕。

在夏金軍看來，國產化替代必然是未來行業發展的大趨勢之一，盡管存在差距，但國內廠商眾多，所能開發的汽車應用場景也很多，在國內全力支持推進芯片自主可控的浪潮下，相信也能幫助我國新能源汽車產業實現發展的“彎道超車”，逐步走向世界舞臺的中心，成為產業轉型的領跑者。