汽車MCU大缺貨引發(fā)了一個思考,，如何保證國產(chǎn)汽車芯片供應(yīng)鏈的自主可控,。特別是隨著汽車向電子化和智能化方向發(fā)展,，車用MCU作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運算和處理的核心，遍布懸掛,、氣囊,、門控和音響等幾十種次系統(tǒng)中,，地位愈發(fā)重要,。以往，該市場多由恩智浦,、瑞薩電子,、Microchip、英飛凌,、ST等國外廠商所占據(jù),，國內(nèi)廠商份額寥寥,。
不過,，這種局面正在發(fā)生改變,，國內(nèi)車用MCU在逐步崛起,。其中,，就包括芯旺微電子,，其憑借十余年的車規(guī)芯片研發(fā)設(shè)計和市場交付經(jīng)驗，已經(jīng)成功打開了國產(chǎn)MCU上車之門,。在2021上海慕尼黑電子展現(xiàn)場,，芯旺微電子展臺人氣爆棚,，火爆程度可見一斑。
自主內(nèi)核
長期以來,，MCU領(lǐng)域的國內(nèi)多數(shù)廠商均采用ARM授權(quán)的內(nèi)核,，芯旺微則“另辟蹊徑”，從公司成立之初便堅持自主研發(fā)MCU內(nèi)核,。自研內(nèi)核最大的優(yōu)勢在于在產(chǎn)品端可實現(xiàn)差異化創(chuàng)新,，以及搭建周邊生態(tài)圈，給用戶提供更好的服務(wù)與價值,，是構(gòu)建行業(yè)壁壘的關(guān)鍵,。
芯旺微自創(chuàng)的KungFu內(nèi)核，基于精簡指令集而設(shè)計,，成為繼ARM,、MIPS、RISC-V之后的又一商用嵌入式處理器內(nèi)核,，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)和完善的工具鏈系統(tǒng),。KungFu內(nèi)核家族包括KungFu8、KungFu32,、數(shù)字信號控制器內(nèi)核KungFu32D以及多核系統(tǒng)KungFu32DA,。
搭載KungFu內(nèi)核的MCU產(chǎn)品具有高性能、高可靠性,、高集成度,、高I/O利用率、RAM/Flash容量比高,、低功耗等優(yōu)點,。
值得一提的是，芯旺微在KungFu8內(nèi)核取得巨大成功的基礎(chǔ)上推出了32位內(nèi)核KungFu32，KungFu32主頻高達120Mhz,；在先進工藝制程下，ESD可以達到8KV（HBM）,，EFT可以達到4.2KV,，在32位MCU產(chǎn)品中屬于最高等級；多I/O也是新產(chǎn)品的一大亮點,，100PIN@94個I/O,48PIN@45個I/O,，平均I/O占用率高達94%，是同類產(chǎn)品中最高比例,。在安全方面,，全系車規(guī)級32位MCU具備Flash/RAM ECC校驗；雙看門狗,，時鐘故障檢測和切換及數(shù)據(jù)CRC32校驗單元和AES128硬件加解密,。
迄今為止，芯旺微成功向應(yīng)用市場推出了KF8F,、KF8L,、KF8A、KF8TS,、KF8S等多種8位MCU產(chǎn)品和KF32A,、KF32F、KF32L,、KF32LS等32位MCU產(chǎn)品,。得益于高性能和高可靠性KungFu內(nèi)核，芯旺微的MCU產(chǎn)品已打入全球多家世界500強和國內(nèi)知名企業(yè)的供應(yīng)鏈,，累計出貨超過7億顆,。
除了擁有獨立自主的MCU內(nèi)核及架構(gòu)，芯旺微還開發(fā)了一系列能提供自主研發(fā)的開發(fā)工具,，包括集成開發(fā)環(huán)境,、C編譯器和仿真器，實現(xiàn)了從芯片到工具鏈的全自主,，這也是其建立自己生態(tài)的重要一環(huán),。
國產(chǎn)MCU內(nèi)核的研發(fā)可以省去授權(quán)環(huán)節(jié)，避免被禁用的風險,，這已經(jīng)是當前國內(nèi)市場的主流趨勢,，而芯旺微無疑是這一趨勢的引領(lǐng)者。
攻克車載MCU
市調(diào)機構(gòu)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示,，汽車電子是MCU占比最大且最具潛力的下游應(yīng)用市場,，占整體銷售額的33%。不過從競爭格局來看，恩智浦,、瑞薩電子等國外大廠仍是該市場的“頭號玩家”,。
其背后的原因在于車規(guī)級MCU存在較高技術(shù)壁壘和配套資源，想要入局絕非易事,，大部分國內(nèi)廠商因此“退避三舍”,。
車規(guī)級MCU的IATF 16949（符合零失效的質(zhì)量管理）、AEC-Q100（符合器件可靠性標準）,、ASIL功能安全等級（符合ISO26262標準安全性）等汽車安全認證讓眾多國內(nèi)廠商望而卻步,。這其中，AEC-Q100可靠性測試認證是汽車級MCU的可靠性認證的關(guān)鍵,。其共有七大組41項測試,，測試流程涵蓋Wafer Foundry，Design House和 Assembly and Test Factory等產(chǎn)業(yè)上下游,。這些挑戰(zhàn)成了很多企業(yè)難以跨越的“鴻溝”,。
但是芯旺微卻迎難而上，全力去攻克這些挑戰(zhàn),。作為國內(nèi)較早布局車規(guī)級MCU的廠商,，芯旺微不斷完善車規(guī)MCU的管控流程，從芯片的設(shè)計,、制造到品控,，每個環(huán)節(jié)均滿足汽車電子的標準規(guī)范，并通過持續(xù)投入自建可靠性實驗室,，來保障汽車電子AEC-Q100的可靠性測試流程,，不斷提升車規(guī)級MCU的性能與可靠性。
積極的投入換來了豐碩的回報,，芯旺微在2009年就推出了大中華區(qū)首顆工業(yè)級汽車級標準Flash+EEPROM型8Bit MCU,；2015年發(fā)布第二代KungFu8內(nèi)核產(chǎn)品；2019年發(fā)布17款8位MCU,，同年量產(chǎn)了KungFu32內(nèi)核的32位車規(guī)級MCU,。
當前，基于芯旺微電子自主KungFu內(nèi)核的MCU憑借低功耗,、高可靠,、高性能、良好的一致性和穩(wěn)定性的特征,，已經(jīng)在上汽,、大眾、東風,、吉利,、北汽、陜汽、五菱,、福田等車型上率先實現(xiàn)了國產(chǎn)化MCU器件的導入設(shè)計和量產(chǎn)應(yīng)用,。
并且，芯旺微憑借自有架構(gòu)及開發(fā)環(huán)境,，在開發(fā)定制和保障供應(yīng)鏈安全方面都有很大的競爭優(yōu)勢,，可以定制開發(fā)，響應(yīng)速度很快,，并且可規(guī)避斷供或者高價的風險。
2020年,，公司車規(guī)級MCU的銷售額超3000萬,，32位MCU的出貨量也已經(jīng)實現(xiàn)百萬片的銷售；而整個工業(yè)+汽車的MCU銷售額更是超1億元,。
覆蓋汽車各場景
目前芯旺微的汽車級MCU產(chǎn)品已實現(xiàn)全系列布局,，針對從車身控制到汽車照明系統(tǒng)，到智能座艙再到電機電源的驅(qū)動控制系統(tǒng),，芯旺微都有完整的規(guī)劃,。
以汽車照明為例，芯旺微針對不同照明系統(tǒng)研發(fā)了不同的解決方案,。例如KF8A100GQT憑借內(nèi)置LIN總線通信模塊,、I/O數(shù)量多、支持更多LED控制且休眠功耗低等特點可應(yīng)用于汽車前組合燈,；KF8A200GQS的定時器資源豐富,，抗干擾、可靠性好,、對多個品牌LED驅(qū)動兼容性好,，可用于貫穿式尾燈；另外KF8A100FTN可應(yīng)用于貫穿式LED尾燈,。
目前智能座艙正呈現(xiàn)“人機交互按鍵全部升級位Touch”的趨勢,，對此，芯旺微推出了車規(guī)級的Touch Key型MCU,，內(nèi)置4路LIN 2路CAN外設(shè)適配車載通信節(jié)點,，能夠幫助用戶更好的去實現(xiàn)智能座艙的虛擬按鍵，形成觸摸按鍵功能,。例如KF32A141,、KF32A151等產(chǎn)品。
此外,，芯旺微針對汽車無線充電,、汽車車窗/天窗、汽車風機/水泵控制、汽車TBOX,、車載充電機也推出了相應(yīng)的解決方案,。
其中，汽車無線充電方案的代表型號為KF32A140,，其主頻為48MHz,，F(xiàn)lash高達128KB，支持CAN,、LIN,、SPI、IIC等常規(guī)通信接口,；KF32A140系列可應(yīng)用于汽車車窗,、天窗方案，內(nèi)置多路LIN CAN外設(shè)適配車載通信節(jié)點,，128K大容量Flash,，支持A/B 程序升級。
結(jié)語
“不積硅步,，無以致千里”,，芯旺微堅持發(fā)展核心技術(shù)從而在國內(nèi)MCU領(lǐng)域占據(jù)了一席之地,。值得一提的是,，始于去年第三季度的車用芯片缺貨危機至今無解，MCU成為了“重災(zāi)區(qū)”,，招商銀行研究院研報顯示，幾乎所有的MCU交貨期都增加了兩個月以上,。
芯旺微一直以來都很重視供應(yīng)鏈合作伙伴關(guān)系建設(shè)，與一流的Foundry和封測廠建立長期合作,，共生共榮,，同時開設(shè)獨立的車規(guī)級器件產(chǎn)線,，自建可靠性實驗室，以確保產(chǎn)能充足,，供貨穩(wěn)定,。目前該公司的交期為3～4個月，保持了業(yè)內(nèi)最高水準,。
未來,，芯旺微會一直走在自研路上,，為建立自主、可控,、安全的國內(nèi)供應(yīng)鏈出一份力。