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來源：汽車商業(yè)評論（錢亞光）2022-04-13 17:18
撰文 / 錢亞光
編輯 / 張 南
設計 / 師玉超
4月12日，芯馳科技發(fā)布了車規(guī)MCU E3“控之芯”系列產(chǎn)品，不但性能突破了以往的MCU極限，還可滿足線控底盤、制動控制、BMS、ADAS/自動駕駛運動控制、液晶儀表、HUD、流媒體視覺系統(tǒng)CMS等對安全性和可靠性要求極高的應用。
隨著汽車行業(yè)的劇烈變革，智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化迅速推進，汽車行業(yè)對于芯片的需求無論在規(guī)模上還是性能上都快速增長。
MCU（Micro Control Unit，微控制單元）采用超大規(guī)模集成電路技術將CPU、SRAM、Flash、 計數(shù)器、UART 及其它數(shù)字和模擬模塊集成到一顆芯片上，構(gòu)成一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，是各種電子設備不可或缺的主控芯片。
MCU在汽車電子領域有著非常廣泛的應用，從電機控制到信息娛樂系統(tǒng)和車身控制等均發(fā)揮著重要作用。
2021 年 MCU 總出貨量為 309 億顆，同比增長 12%，預計2026 年將達到 358 億顆。2021年因供需矛盾，MCU平均銷售價格躍升10%，創(chuàng)25年來最大漲幅，推升MCU營收攀高至196億美元，年增約23%。其中車用MCU市場規(guī)模約76億美元，接近整體銷售額的40%。
來自中信證券數(shù)據(jù)，隨著單車MCU用量的不斷提升，每輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上MCU，智能汽車則超300顆。
據(jù)IC Insights最新的《麥克林報告》預期，2022年全球MCU營收有望達到215億美元，繼續(xù)創(chuàng)歷史新高，較去年再增長10%；車用MCU增長將超越其他用途MCU。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2021 年中國國內(nèi)生產(chǎn)的 MCU 銷售額達 到 46 億美元，全球占比 23.3%。中國 MCU 市場中，汽車 MCU 銷售額為6.8 億美元，約占 15%。
由于車規(guī)級芯片研發(fā)周期長，設計門檻高，資金投入大，具有較高的技術壁壘。2020年，瑞薩、恩智浦、英飛凌、賽普拉斯（已被英飛凌收購）、德州儀器、微芯、意法半導體等7家，共占據(jù)98%的車用MCU市場份額。
當下全球汽車行業(yè)缺芯，缺得最多的并不是SoC，而是使用量龐大、應用范圍廣泛的MCU，MCU也成為汽車領域最為核心的、最緊俏的芯片類型，歐美第一梯隊雖然在MCU的技術積累、供應關系上具有先發(fā)優(yōu)勢，但MCU供應商過于集中的問題，也在席卷全球的“缺芯”危機中凸顯出來。
MCU領域存在的嚴重供需矛盾，其實也為國內(nèi)國產(chǎn)MCU廠家提供了新的機遇。Gartner數(shù)據(jù)顯示，中國MCU市場在2020-2025年的年復合增長率達9%，高于全球MCU市場總量近7%的年復合增長率。
國內(nèi)MCU發(fā)展模式大概有兩種：第一種是跟隨策略，通過購買內(nèi)核和外設IP完成設計仿制國外廠家，但買來的IP是通用IP，會做很多冗余設計，成本有所浪費；而且買來的IP難以知根知底，可靠性、品質(zhì)不可控。第二種模式是自主創(chuàng)新，從內(nèi)核到外設，所有的IP都是自主研發(fā)，能完全掌握產(chǎn)品的特性。
目前，芯旺、杰發(fā)科技、賽騰微、琪埔維和比亞迪半導體等國產(chǎn)芯片企業(yè)，紛紛實現(xiàn)了車規(guī)級MCU的量產(chǎn)。
隨著本土車規(guī)級MCU企業(yè)的成長，已經(jīng)能對部分產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)替代，在座椅控制、車窗控制、智能座艙等領域具備和國外廠商競爭的能力。但在在高性能、高可靠、高安全的車規(guī)控制芯片市場，此前一直是國際大廠的天下，國內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)幾乎是一片空白。
芯馳科技董事長張強▼
堅持自主創(chuàng)新發(fā)展的芯馳科技，這次發(fā)布的E3系列MCU，打破了國際大廠對車規(guī)控制MCU的壟斷。
據(jù)芯馳科技首席架構(gòu)師孫鳴樂介紹，芯馳為E3設定了非常高的可靠性、安全性目標：首先，車規(guī)可靠性標準AEC-Q100達到Grade 1級別，E3能夠在高達150°C的節(jié)溫條件下，長時間地穩(wěn)定工作；其次，功能安全等級達到ASIL D，填補國內(nèi)高端高安全級別車規(guī)MCU市場的空白。
車規(guī)可靠性標準AEC-Q100 Grade 1級別要求芯片可用于環(huán)境溫度在-40°C到125°C的大部分車載應用環(huán)境。ASIL是ISO 26262標準針對道路車輛的功能安全性定義的風險分類系統(tǒng)，ASIL D 是要求最嚴的等級。
等級越高對安全性的要求越高，對開發(fā)流程和技術的要求也越嚴格，每個等級都有相對應的標準，只有滿足這一等級所有標準要求，才算是通過了該等級的認證。即使在全球范圍內(nèi)，能夠同時滿足AEC-Q100 Grade 1和ISO 26262 ASIL D兩個標準的車規(guī)MCU也屈指可數(shù)。
E3還采用了雙核鎖步CPU，可以實現(xiàn)高達99%的診斷覆蓋率，在所有SRAM上都配置了錯誤檢查和校正(ECC)，在安全相關的外設上都配置了端到端（E2E）保護。
芯馳早在2019年就成為中國首個取得ISO 26262-2018 ASIL D流程認證的企業(yè)，而X9智能座艙/G9智能網(wǎng)關/V9智能駕駛?cè)钚酒瑒t率先拿下AEC-Q100 Grade-2產(chǎn)品可靠性認證和ISO 26262 ASIL B功能安全產(chǎn)品認證，G9網(wǎng)關芯片還是國內(nèi)首批獲得國密認證的車規(guī)SoC芯片。
芯馳科技CEO及聯(lián)合創(chuàng)始人仇雨菁表示：“我們從成立的第一時間，就完成ISO26262 ASIL D級功能安全等級的車規(guī)流程認證。隨后，我們獲得了AEC-Q100可靠性認證、ISO26262功能安全產(chǎn)品認證以及國密認證，成為國內(nèi)首個‘四證合一’的車規(guī)芯片企業(yè)。”
隨著汽車電子電氣架構(gòu)的變革，車規(guī)MCU芯片在汽車發(fā)揮的作用也越來廣泛，對性能的需求也將越來越高。
芯馳科技E3全系列MCU采用臺積電22納米車規(guī)工藝。并將ARM Cortex-R5F CPU主頻提升至前所未有的800MHz。據(jù)芯馳科技提供的資料顯示，這款芯片的性能已經(jīng)超過了目前全球范圍內(nèi)已發(fā)布的所有MCU。
與現(xiàn)在車上大規(guī)模采用的100MHz MCU和部分200-300MHz高性能MCU，E3主頻的提升不只是數(shù)字的改變，更是處理能力和實時性的全面提升，可以帶來更為豐富的應用，更平穩(wěn)的底盤操控，更精準的電池管理，以及對未來智能汽車所需的服務型架構(gòu)的完美支撐。
E3分為5個系列（E3600/3400/3200系列、E3300系列和E3100系列），CPU有單核、雙核、四核和六核，主頻從300MHz、400MHz、600MHz到800MHz，集成豐富的通信外設模塊，內(nèi)置符合國密商密2/3/4/9標準的硬件加速器，還同時支持BGA和LQFP封裝。
這些芯片可以靈活配置，覆蓋車內(nèi)不同的應用場景。E3600/E3400/E3200系列可以應用于BMS、剎車、底盤、ADAS/自動駕駛；E3300系列顯示MCU，集成高性能圖像處理引擎，應用于儀表、HUD、智能后視鏡；低功耗、高集成度的E3100系列MCU，則是針對BCM、Gateway、T-Box、IVI等領域而設計的。目前已有近20家車廠和Tier1開展了基于它的應用開發(fā)。
芯馳科技提供好的芯片產(chǎn)品的同時，還與超過200家生態(tài)合作伙伴合作，覆蓋操作系統(tǒng)、虛擬化、工具、協(xié)議棧、HMI等多個方面，提供完整的生態(tài)，幫助客戶快速將產(chǎn)品推向市場。
在AUTOSAR基礎軟件上，芯馳已經(jīng)和Vector、EB、普華、ETAS、東軟睿馳、恒潤等國內(nèi)外主流的AUTOSAR廠商完成了適配；在開發(fā)環(huán)境上，芯馳也已經(jīng)可以支持IAR、Greenhills和GCC編譯器；在HMI部分，E3適配了最新的QT for MCU，通過多圖層和硬件加速實現(xiàn)豐富的顯示效果。
2018年成立的芯馳科技是一家相當?shù)驼{(diào)的芯片企業(yè)，其核心團隊是從飛思卡爾、恩智浦等國際芯片大廠整建制轉(zhuǎn)移過來的，包含軟件、硬件、架構(gòu)鐵三角設計團隊，而芯馳兩位聯(lián)合創(chuàng)始人都在國際大公司有過20年以上的經(jīng)歷，整個研發(fā)團隊平均從業(yè)經(jīng)歷都超過12年，有著豐富的量產(chǎn)車規(guī)處理器經(jīng)驗，可以交付直接量產(chǎn)級的產(chǎn)品。全球頂級的車規(guī)芯片制造龍頭臺積電和封測巨頭日月光都是芯馳科技的重要合作伙伴。
其全系列的“智能座艙、智能駕駛、安全控制、智能網(wǎng)關”域控算力平臺用不到3年時間，完成了流片，通過車規(guī)最高等級認證，截至2021年3月，已經(jīng)獲得了百萬芯片的訂單量，現(xiàn)已實現(xiàn)大批量量產(chǎn)落地，目前已覆蓋中國超過70%的車廠，服務250余家客戶。
隨著MCU E3的發(fā)布，芯馳科技的智能座艙、自動駕駛、中央網(wǎng)關、高性能MCU四大產(chǎn)品線戰(zhàn)略全面落地，形成了獨特的平臺化、全場景優(yōu)勢。
基于這些產(chǎn)品組合，芯馳正規(guī)劃一套完整的中央計算架構(gòu)——芯馳中央計算架構(gòu) SCCA 1.0。這一架構(gòu)既能支持安全可靠的任務部署，又具有靈活的系統(tǒng)擴展能力。
本文由汽車商業(yè)評論原創(chuàng)出品
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