广告

老兵新传,国产车用MCU再迎生力军

时间:2021-12-16 10:48:02 作者:邵乐峰 阅读:
2021年11月,复旦微电子宣布其首款车规级MCU产品FM33LG0xxA系列通过AEC-Q100考核,并获得了CNAS专业认证。这意味着,中国汽车芯片市场又迎来了一支生力军。
广告

在汽车电子芯片领域,MCU的应用范围较广,涵盖车身动力总成、车身控制、发动机控制单元、辅助驾驶等。据不完全统计,在一辆汽车所装备的所有半导体器件中,MCU大约占三成,平均每辆车要用到70颗以上的MCU芯片,而在过去十年中,车用MCU约占MCU总销售额的40%。

但目前,受到新冠肺炎疫情等因素的影响,包括车用芯片在内的芯片短缺已成为全球性发展问题。而在我国各类芯片中,MCU控制芯片又最为紧缺,国内MCU控制芯片企业最为薄弱。截至目前,中国半导体自给率约为15%,其中汽车芯片自给率不足5%,这与我国连续数年成为全球汽车产销量第一大市场的地位极不相称。

为此,越来越多的国内IC企业开始选择进军汽车芯片市场,而车用MCU更是成为他们发力的“突破口”,复旦微电子便是其中的一员。

首款,便不凡

2021年11月,复旦微电子宣布其首款车规级MCU产品FM33LG0xxA系列通过AEC-Q100考核,并获得了CNAS专业认证。这意味着,中国汽车芯片市场又迎来了一支生力军。

复旦微电子MCU产品线团队隶属的电力电子事业部成立于1994年,2004年开始以独立事业部的形式成立,20多年来一直聚焦于超低功耗和工业级MCU芯片的设计研发。从第一颗电表专用MCU开始,截至目前,已面向电力电子、工业控制、智能家居、物联网、电器驱动、健康医疗、安防消防、新能源等领域推出了十多个系列近百种型号的MCU产品,累计出货量超过5亿颗。

根据复旦微电力电子事业部技术市场经理王超的介绍,FM33LG0xxA系列基于此前广受好评的FM33LG0xx设计,共包含五款产品,均采用Arm Cortex-M0内核,主频最高64MHz,电压范围1.65-5.5V,属于面向车身设计的通用型微控制器,ETC、开关面板、尾门控制、防盗器、OBC、车窗控制、车灯、电动座椅以及激光雷达,是其核心目标应用市场。

复旦微电子首款车规级MCU产品FM33LG0xxA系列

考虑到新产品的定位是做“大容量存储空间的通用微控制器”,因此在片上存储方面配置了128/256KB Flash和32KB RAM,其中,Flash擦写寿命为10万次,在105度温度下可确保10年的数据保存时间;通信接口和模拟外设方面,内置多路2Msps 12位 SAR-ADC和12位1Msps DAC,并集成了低功耗比较器和运放放大器,最高支持5XUART、3xLPUART,SPI/I2C等通用串行接口也都实现了标配,旨在以高集成度降低BOM成本,缩小尺寸。

值得一提的是,由于当前CAN接口在汽车中的应用越来越多,FM33LG0xxA系列此番还支持CAN 2.0接口,并会在后续的产品中实现对CAN-FD接口的支持。

目前该系列的封装形式以LQFP48、LQFP64、LQFP80三款为主,后期会适时推出32pin/20pin/28pin的产品封装形式。“考虑到当前的供应链状况,我们还是希望把资源集中在需求较多的封装类型中。“王超说。

高可靠、低功耗、高安全以及个性化电路设计,被王超视作FM33LG0xxA系列与友商产品间最大的不同之处:

  • 高可靠:由于是面向汽车级应用,FM33LG0xxA系列支持1.65V至5.5V宽压输入,除了兼容车辆本身的电源系统外,5V本身的噪声容限能力也要优于工业/消费级的3.3V设计。同时,为应对车规级EMC要求,芯片集成了BOR电路、PDR电路、电源监测模块、双看门狗、晶振停振检测、滤波电路等多种硬件安全措施,以确保产品符合ISO 26262功能安全设计理念。 
  • 低功耗:随着智能汽车新四化进程的不断加速,无论是新能源车还是传统燃油车,对于车载电子设备的功耗要求也越来越严苛。新产品除了具备130uA/MHz@48MHz低功耗特性之外,还支持多种低功耗待机模式,其中VBAT模式下不到1μA,极大减轻了系统功耗。
  • 安全性:随着汽车智能化程度的提高,数据信息安全变得更加重要,因此,在设计中,复旦微电子为FM33LG0xxA系列提供了包括对称加密单元、随机数发生器、代码保护在内的等多重硬件保护功能。
  • 个性化电路:为了进一步提升产品竞争力,在降低使用成本的同时还能确保高性能,FM33LG0xxA系列内部集成了可配置高速高精度RC振荡器、可编程胶合逻辑(PGL)、多个OPA和比较器,全方位提高集成度。

加速向32位MCU生态迈进

半导体咨询机构IC Insights在其《麦克林报告》(McClean Report)2021版中更新了对今年汽车MCU市场的预测。报告称,芯片短缺问题没有抑制来自终端市场强劲的市场需求,2021年,全球汽车MCU销量预计将增长23%,达到创纪录的76亿美元,随后2022年将增长14%,2023年增长16%,如下图:

其中,32位MCU将占比76.7%,销售额约为58亿美元;其次是16位MCU,占比17.6%,销售额13.4亿美元;8位MCU占比最少,预计为5.7%,销售额4.41亿美元。同时,32位MCU较高的平均售价有助于推高今年的销量,部分原因是市场供应紧张。预测显示,在2015年至2020年复合年增长率下降4.4%之后,所有32位MCU的平均售价在2021年上涨了13%至0.72美元。

应用方面,汽车信息娱乐(从互联网和卫星传输中检索数字地图、识别车辆位置、接入数据娱乐和信息系统)预计将占到2021年汽车MCU销售额的10%(约7.8亿美元),而微控制器用于其他部分(发动机控制、动力传动系统、刹车、转向、电动车窗、电池管理等)预计将占今年收入的90%(68亿美元)。

王超对《电子工程专辑》表示,尽管复旦微电子并非国内首家发布国产车用MCU芯片的厂商,但凭借完整的产品规划和迭代速度、长期的技术积累、完善的服务意识,公司的后发优势会在2022-2023年间集中体现。

“我们工作中很重要的一部分内容,是和车企共同探讨未来产品的需求、定位和规格,在本地化相对较灵活的服务上能给行业和客户带来怎样帮助。“王超说。

复旦微电力电子事业部总经理助理、高级工程师翟金刚则在公司政策允许范围内,透露了部分产品规划——为了能更好地满足ISO 26262/AUTOSAR/AEC-Q100等标准的要求,除了M0内核之外,未来还将推出基于M33、M7内核的高性能、大算力产品系列,强化在LIN、CAN-FD、FlexRay、以太网、USB等外设接口资源,SHA-256等增强型加密算法,ECC安全验证,存储容量,封装类型等方面的配置,不仅用以替代8位或16位存量MCU市场,还将在被NXP、瑞萨、英飞凌等厂商占据的32位MCU市场上,觅得突破商机。

为用户提供“管家式的技术服务”,是复旦微电子主打的另一张差异化竞争牌。

翟金刚解释说,汽车新四化对芯片迭代性能的要求相对而言并不是很高,主要是因为开发周期越来越短,需要平台快速的改变与之实现配合。为此,复旦微电子为自主开发的芯片提供了配套的参考原理图或是PCB参考设计,资深工程师负责产品驱动、适配、测试、debug等工作,如果不是复杂的产品,基本一周时间就可完成底层的移植。

国产汽车MCU的突围之道

如前文所述,目前随着汽车电动化智能化的发展,给MCU带来了前所未有的机会,目前一辆普通汽车中就包含几十颗MCU,而豪华汽车中数量更是超过了100个,这给国产MCU带来了前所未有的机遇。

但王超也坦承,目前车用半导体市场的高壁垒不但体现在产品定义、设计、技术指标、体系、规范、制造流程等多个方面,而且从用户使用情况来看,汽车MCU品牌的集中度非常高,四五家厂商已经占据了95%以上的市场份额,这对刚刚起步的国产MCU来说,压力无疑是巨大的。

“今年对于我们来说,供应链也存在着非常大的挑战,国内很多MCU厂家在汽车半导体市场中的基础还比较薄弱,出货量非常少。“但王超表示,与此同时,很多车企和零部件厂商都给公司提供了窗口,这对国产MCU厂商来说是非常大的机遇。接下来,怎样在时间窗口期内做出高品质产品和方案?怎样顺利通过相关标准的测试认证?制定怎样的产品路线图才能持续提升市场占有率?是需要复旦微电子给出答案的一道道难题。

在翟金刚看来,“有壁垒是好事情,有壁垒才能检验出成色。“他指出,随着新能源造车新势力的加入,他们对产品和创新的需求与燃油车有着明显的区别,传统的技术指标、技术路径,甚至是体系架构,未必能够满足造车新势力的需求,这就给了新晋者更多的机会。也就是说,他们一方面需要尊重传统汽车规格要求,但另一方面,则需要不断提升对行业的理解,加速产品面世时间。

打破原有的汽车行业技术壁垒,是需要生态来支撑的。翟金刚强调称,在产品设计过程中,初期生态非常重要,没有好的生态,再好的产品想在用户端应用起来周期都会比较长。所谓“好的开始,就是成功的一半”,如果新品导入时体验非常好,那么随后的原型设计、产品导入、推广和上市都会比较顺利,从而达到双赢的局面。但如果仅仅采用跟随借鉴别人生态的做法,一方面是对竞争对手不尊重,另外则是永远受制于人,缺乏主动性。

基于此,复旦微电子也联合了多家合作伙伴,在产业链及服务方面进行更多的本地化支持。例如和艾拉比合作支持FOTA;与经纬恒润、普华软件进行基础软件对接;与MCAL合作开发满足AUTOSAR规范的解决方案等等。

此外,除了支持标准的Keil、IAR、Eclipse集成开发环境外,复旦微电子还提供了自己开发的MFANG集成开发环境、对应的驱动库以及FM-Link仿真器,支持包括希尔特、周立功在内的第三方烧录设备,从而实现完整的开发生态支持。

考虑到汽车客户对于供应链安全稳定,生产流程的可追溯性要求都非常高,复旦微电子承诺可以“真正做到产品从生产到报废全供应链周期的可追溯性”,并确保对车规级产品提供16年以上的全生命周期支持。

“国产芯片一点也不差,只不过还没有得到真正的挖掘,希望今后每辆汽车里都是国产芯片,这是我们的目标。”翟金刚说,“今后,不管中国缺不缺芯,我们都会认真做下去,希望能够为中国的电子产业、汽车产业的蓬勃发展做出贡献。”

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
  • 灵动微电子:借12寸晶圆提升MCU性价比和供货能力 “芯片短缺”可能是2021年半导体人最常谈及的话题,尤其是汽车上采用的MCU芯片。对通用汽车和国内的造车新势力们,这无疑不是什么好事。而对一些国内MCU厂商来说,芯片
  • 家电巨头晒芯片成绩单:美的进军汽车领域,海信推自研8KAI 美的集团在互动易平台称,美的2021年开始量产芯片,主要投产MCU控制芯片,全年产量约1000万颗,未来将继续提高芯片产量,并生产功率、电源等其他家电相关芯片产品。2022年美的集团芯片目标出货8000万颗,未来除家电领域外,还计划布局汽车芯片。
  • 2年营收复合增率近60%,峰岹科技持续深耕BLDC电机驱动 近年来,受益于BLDC 电机高效率、低能耗的优势,在扫地机器人等智能家电纷纷转向变频控制的市场驱动下,直流无刷电机(BLDC)逐渐成为各种电器和电动设备的主要驱动力,同时也充分契合了下游应用领域节能减排的趋势。在近期由 ASPENCORE主办的2021“全球双峰会”现场, ASPENCORE中国区主分析师赵娟与峰岹科技的创始人兼CEO毕磊先生展开深度谈话。
  • 内外因素共同驱使下,2022年半导体行业的机遇和挑战 2021年12月,当我们正编辑此文时,新冠病毒的最新变种奥密克戎( B.1.1.529,Omicron)正在肆虐全球。持续了两年的疫情并没有随着时间的流逝而消失,这为全球各行各业在2022年的发展蒙上了一层不确定性。从2020年秋季开始约一年半的时间中,整个电子行业受到疫情、贸易战等因素影响,爆发了史无前例芯片缺货潮,至今还没有缓解的迹象。
  • 【ICCAD 2021】安谋科技:xDSA的三大特点和XPU的三层含 提到域架构(DSA),大家可能比较熟悉,近年DSA来被誉为AI芯片的新黄金架构。但是xDSA超域架构相比DSA有什么不同,可能知道的人并不多。在日前举办的中国集成电路产业设计年会(ICCAD 2021)上,安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh在接受《电子工程专辑》等媒体采访时,解释了xDSA的特点,以及安谋科技推动XPU架构的初衷。
  • 氮化镓(GaN)搭上电动汽车热潮 能源转型的挑战涉及不同的市场。电动车(EV)的技术进步正在降低成本,但最重要的是为许多消费者提供了所需要的更高效率和续航里程...
  • 新款iPad Pro 2021成最受欢迎的 由于采用性能相对强大的M1处理器和mini-LED屏幕以及更多的创新,新款iPad Pro 2021已经成为消费者心目中最受欢迎。然而,iPad 2却已经在全球范围内被列入“复古和过时”的名单中。
  • 三星折叠屏手机Galaxy Z Fold 3 目前来看,折叠屏新机作为一种新的生产力工具,逐渐成为高端/平板的一种趋势,有报料称三星的Galaxy Z Fold 3发布时间或为7月,并且会引入新手势操控。

  • 艾尼克斯Adapt FT3000系列 - 强大 艾尼克斯Adapt FT3000系列 - 强大的测试解决方案,规避不必要的时间损失

    Enics Adapt FT3000系列是艾尼克斯自有产品测试平台。该系列测试解决方案是电子产品生产中PCBA级和终端产品功能测试的综合测试平台。
  • 英国Pickering公司推出新款高电压L 英国Pickering公司作为生产用于电子测试及验证领域的信号开关与仿真解决方案的领导厂商,于今日推出新款65-218系列50x4单刀LXI矩阵插卡模块。这类模块可安装在Pickering的65-200-002 LXI模块化机箱中,共同构建可扩展的高电压矩阵平台,提供单元尺寸为50x4,总尺寸最大300x4的矩阵。这个系列的模块提供冷切换电压最大400VDC或750VDC(脉冲1kV)两种版本,最大电流均为2A(切换和负载)以及最大60W的切换功率。这款单刀矩阵模块使用高品质的电磁继电器,提供很长的使用寿命。
  • 高效能半导体器件进展与展望 随着数字时代的不断发展,中国“3060碳战略”目标的确立,绿色低碳成为我国各行业发展主要导向,其中,高效能半导体器件发展应用成为推动汽车电子、电子信息、大数据中心等领域节能降耗的重要趋势。从硅、锗为代
  • 超越互联网,半导体将成跳槽涨薪幅度最高行业 集微网消息,根据近日人才解决方案公司翰德(Hudson)发布的《2022人才趋势报告》预测,2022年通过跳槽涨薪最高的是芯片行业,保守估计涨幅50%,很多人会高过这个涨幅。大量资本的涌入使得国内半导
  • 毛二可院士:军用雷达发展史、新体制雷达发展方向 电子万花筒平台核心服务 中国最活跃的射频微波天线雷达微信技术群电子猎头:帮助电子工程师实现人生价值! 电子元器件:价格比您现有供应商最少降低10%射频微波天线新产品新技术发布平台:让更多优秀的国产射频
  • 资讯|切入高端应用用户群体,贸联完成LEONI工业应用业务群100%收购案 贸联-KY今日宣布以企业价值约4.51亿欧元,完成德商LEONI AG旗下工业应用业务群LEONI IN的100%股权收购,即日起工业应用业务群正式称为INBG,并会计确认收益,成为贸联-KY的业务体
  • 香农芯创官方网站今起正式启用 香农芯创(300475)自2020年转型半导体产业以来,先后参股投资了多家半导体企业,涉及半导体产业链多个环节,并于2021年完成对电子元器件综合服务平台联合创泰UFCT的全资收购,进而完成了半导体产
  • 【世说设计】如何优化信号链的电源系统?一篇万字长文为您解答! ▶ 电源系统优化系列从5G到工业应用,随着收集、传送和存储的数据越来越多,模拟信号处理器件的性能极限也在不断扩大,有些甚至达到每秒千兆采样。由于创新的步伐从未放缓,下一代电子解决方案将使解决方案体积进
  • 《60天STM32单片机开发实战线上特训班》第8期开始招生...     随着5G+北斗导航大数据社会即将到来,承载它们的技术基石便是我们的嵌入式技术,其中STM32有更加丰富完善的技术生态系统,使得开发变得更加简单 ,大大减少项目周期,更快投入市场,因此单片机工程
  • 用易拉罐自制的“蜘蛛音箱”,效果出乎意料 项目作者:云天老师▲ 文末有演示视频假期和孩子一起做一个扬声器,学习和感受一下电磁感应、电与磁、振动与声音。扬声器的功能特点扬声器俗称喇叭,是音响系统中不可或缺的重要器件,所有的音乐都是通过扬声器发出
  • 【树“芯”计划】杭州电子科技大学集成电路科学与工程学院 杭州电子科技大学集成电路科学与工程学院院长:李文钧 教授 2021年10月26日杭州电子科技大学成为教育部正式公布的全国首批集成电路科学与工程一级学科学位授权点之一,二级学科方向尚未公布。 2021年
  • 2021中国芯片设计业支撑生态面面观 文︱王树一图︱ICCAD近年来,魏少军教授每次在中国半导体行业协会(以下简称“中半协”)集成电路设计业分会年会(ICCAD)做报告时,都会提到,与国际先进水平相比,国内集成电路设计业的产业集中度还偏低
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了