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国产MCU芯片崛起,盘点各厂家王牌产品

时间:2022-03-08 10:25:45 作者:刘于苇 阅读:
中国MCU市场长期以来被欧美日三国企业所占据,国内厂商的市场占有率较低。然后从2020年初新冠疫情爆发后,全球范围都出现了缺芯潮,终端厂商在求芯无果的情况下,开始将目光转向中国MCU厂商。在芯片方案采用上,下游终端厂商们往往先入为主,会优先选择自己熟悉的品牌,但谁也不能保证在MCU产品迭代时不会被超越。了解一下国内MCU厂商们的王牌产品和技术特点,就很重要……
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芯片被喻为现代工业的“粮食”,而微控制器(MCU)因为应用范围广泛,更是各种电子设备不可或缺的“主粮”。MCU又称单片微型计算机或单片机,是将中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减,并采用超大规模集成电路技术将内存计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,以及驱动电路集成到一颗芯片上,构成一个小而完善的微型计算机系统,能够为不同的应用场合做不同组合控制。

2015年以来,物联网产业兴起,智能家居概念下的智能音箱、扫地机器人等各类智能家电带来了大量MCU需求。例如在智能音箱中实现语音交互,在扫地机器人中实现动作控制,甚至智能电饭煲中的温度控制都离不开MCU。与此同时,汽车在向电气化、电子化、智能化的转变过程中,MCU产品需求日趋旺盛,市场不断扩大。

分析机构对未来几年的MCU市场也持续看好。IC Insights 预测,2026 年全球 MCU 市场规模将从 2020 年的 207 亿美元增长至285亿美元;Yole Développement 发布的最新报告称,2021年MCU价格涨幅超过预期,预计2022年将继续上涨,且在2026年前不太可能大幅回落。

通用MCU市场概览之年度出货,按应用领域分类图自Yole Développement

贸易战和缺芯,给了国产MCU机会

扩大的市场和上涨的价格,对于所有MCU厂商来说都充满了想象空间。但是中国MCU市场长期以来被欧美日三国企业所占据,国内厂商的市场占有率较低。以32位MCU为例,意法半导体、 恩智浦、微芯、瑞萨、英飞凌五大厂商合计市场份额近75%,国内头部 MCU 厂商之一的兆易创新, 2020 年的销售收入规模为 7.5 亿元人民币,在国内市场占有率仍不足 3%。

然后从2020年初新冠疫情爆发后,终端厂商对市场的判断出现失误,导致未能提前锁定晶圆厂产能,加上一些晶圆厂停工停产导致产能压缩,全球范围都出现了缺芯潮。缺货的品类主要集成在采用成熟工艺的8英寸产能,例如MCU、电源管理芯片等,其中又以国际半导体大厂的车规级MCU最为紧俏,一颗原价十几元的MCU,价格被炒至十几倍仍没有现货。

危机同样也会带来机遇,车厂和Tier 1供应商在求货无果的情况下,开始将目光转向中国MCU厂商。由于疫情管控到位,中国的经济、工业生产复苏速度很快,加上疫情之前的“中兴事件”、“华为事件”,也让中国半导体厂商更重视原始技术积累和深度布局。国产MCU不仅在消费、医疗及工业电子等应用领域快速发展,也有不少厂家通过了严苛的车规级认证,甚至有的厂家采用RISC-V架构或自研架构来实现完全的自主可控,规避了“技术禁运”风险,例如爱普特微电子、南京沁恒微、航顺的RISC-V架构产品,和上海芯旺微的KungFu32自主内核。

缺芯潮给了国内MCU厂商崛起的机会,长期来看,中国MCU 市场将继续保持较好的增长态势。前瞻产业研究院预计,2021-2026 年,我国 MCU 市场规模将保持 8%的速度增长,至2026年,我国MCU市场规模将达到513亿元。

、工业市场潜力巨大

当然,MCU芯片行业,绝不是靠一朝一夕就能完成从质到量的转变,需要的是长期的技术积累、生态培养及供应链能力。尤其是车规级的MCU,从电机控制到信息娱乐系统和车身控制等均发挥着重要作用。与消费用MCU相比,车规MCU在各阶段都需要满足不同的标准认证,例如设计阶段的ISO 26262、GB/T 12750,生产制造阶段的TS 16949、AEC-Q 001-004,可靠性认证阶段的AEC Q 100-104/200等。

级芯片常见参考标准图自“国产MCU通过车认证,需要满足哪些要求?”,中国电子技术标准化研究院制表)

车规MCU赛道行业门槛极高,需要具备高可靠性、高安全性、高一致性、零失效率和长期供货等准入门槛,所以多年来,国内很多厂商都因为其研发周期长,设计门槛高,资金投入大等望而却步。但也有比亚迪半导体、峰岹科技、航芯、中微半导体等企业很早开始布局,并实现了车规级MCU的商用。

为什么要耗费如此大精力和如此多时间去做车规级、工业级的MCU?消费类市场不够大吗?

大是够大,但销售利润上,消费类MCU远不及工业和车用。IC Insights统计数据显示,2020年全球MCU市场中,车用MCU销售额为60亿美元,占比40%;工业MCU营收占比为29%,约为43亿美元。预计2021年全球MCU市场总销售额可达到190亿美元,其中汽车和工业市场占据了70%,消费电子、家电,以及计算机和通信等市场占据了剩下的30%。而且海外七大巨头在汽车MCU上的市占率超过95%,这给国产替代留下了巨大的发挥空间。

2019年中国MCU应用市场占比图自“国产MCU的黄金时代”,AspenCore制表)

选准最适合你的国产MCU

目前就《电子工程专辑》从多家国产MCU业者处获得的反馈来看,无论是消费电子、工业电子类,还是要求严苛的汽车主机,都已经有很多下游客户开始主动选择国产芯片。也有越来越多的产业资本或带有产业资源的投资机构,出现在国产MCU公司的投资人名单中。

每一家MCU厂商都有自己的技术特长,产品性能、价格也有所区别,例如8位MCU龙头中颖电子,是家电MCU的老大;芯海科技MCU以高速、高精度模拟技术见长;国民技术的32位高性能安全MCU和乐鑫科技的Wi-Fi/蓝牙MCU也是各自的“拳头产品”。前面提到的几家国际MCU巨头中,恩智浦、瑞萨定位高端汽车、工控市场,微芯、意法半导体定位中低端工控、消费电子,英飞凌2020年收购赛普拉斯、完善汽车MCU 布局,德州仪器则主要深耕工业控制与通信领域。

部分国产MCU厂商和产品主要应用领域图自“国产MCU的黄金时代”,AspenCore制表)

虽然前期国产MCU厂家的产品会避开强大竞争对手的主打领域,但随着公司发展和产品线的拓宽,必定会在一些领域形成直接对抗。在本轮“贸易摩擦+缺货潮”下,本土MCU公司迎来绝佳发展窗口期,即便缺货得以缓解后,国产化的进程依旧不可逆转,领先的几家国产MCU厂商有望迎来快速增长期。

在芯片方案采用上,下游终端厂商们往往先入为主,会优先选择自己熟悉的品牌,但谁也不能保证在MCU产品迭代时不会被超越。了解一下国内MCU厂商们的王牌产品和技术特点,就很重要。

4月20-21日,Aspencore将在上海国际会议中心举办IIC Shanghai (国际集成电路展览会暨研讨会),同期将颁发2022中国IC设计成就奖。产品类奖项包括了MCU、电源管理IC、存储器等,如今各产品类别奖项已完成提名,各家公司都拿出了自己的王牌产品参选。下面我们就将MCU品类的提名公布出来,大家看看有没有自己熟悉的型号。你觉得哪款才是最佳国产MCU?哪一款又是最适合你的?

(欢迎大家点击这里,报名参加6月8日IIC Shanghai同期举办的“MCU技术与应用论坛”,到场与众多国内外MCU原厂、以及终端厂商工程师代表交流)

1、比亚迪半导体股份有限公司——车规级32位通用MCU BF7006AM64

本产品采用车规级工艺,基于32位ARM Cortex M0核,设计出高可靠性、高性能、低功耗的车规级32位通用MCU芯片。该MCU芯片可应用于汽车的电机控制、照明控制、新能源车充电控制等车身电器相关应用。同时该芯片突破车规级MCU芯片系统设计技术和关键IP模块设计技术,供应链集中在中国大陆地区,逐步建立了完善的汽车芯片研发体系、质量管理体系、供应链保障体系,实现车规级MCU芯片真正的国产化。 

其他技术参数包括96K Flash,2K EEPROM,4KSRAM,支持ECC安全机制; 24个可用外部中断,支持NMI不可屏蔽中断;系统主频最高32Mhz,低频时钟32KHz,支持1KHz睡眠模式;支持上电复位、掉电复位、看门狗复位、寄存器配置复位、CPU死机复位、外部晶振失效复位、外部管脚复位;支持CAN、UART、LIN标准通信;支持PWM特性;高速 ADC,最高支持12 Bit分辨率,10bit精度,支持24个通道;支持内置温度传感器,用于温度检测;标准ARM_SW调试;支持低压检测及掉电检测等安全机制;支持低功耗模式及深度休眠下外部通信唤醒功能;支持中断向量重定向和在线升级功能;供电电压3.3~5.5V,工作温度-40℃~+125℃。 

本项目申请专利达20项,均为发明专利,并部分授权。客户端已稳定量产,出货量行业领先,客户涉及国内外整车厂、国内外Tier1/2。

2、比亚迪半导体股份有限公司——三合一锁控MCU BF5823AM48

产品BF5823AM48为国内首款集成触摸按键和RFID功能的智能锁主控MCU芯片。

传统主流智能锁方案设计至少需要用于基本控制和运算处理的MCU芯片、用户实现刷卡开锁功能的RFID智能卡检测芯片和用于密码开锁的触摸按键控制芯片。比亚迪半导体于2020年Q4向市场推出的高集成、三合一的产品BF5823AM48,集成并实现以上全部功能,无论在客户开发应用还是成本管控上都具有更优的体验,具有以下几方面的显著优势:

一、整体方案性价比更高。传统主流方案需要外接单独的RFID芯片和触摸按键芯片才能实现刷卡解锁和密码解锁,而三合一产品的芯片内部集成了触摸按键功能和RFID检卡功能,整体方案性价比更高;

二、应用开发更加便捷。三合一产品让客户在方案开发过程中只需要调试一颗芯片,无需单独调试触摸芯片和RFID芯片,大大降低了开发难度,加快了开发周期,使客户调试更加方便高效;

三、具有更低的静态功耗。三合一产品采用低功耗设计,使得静态功耗小于35uA(触摸按键@4Hz,RFID@2Hz),优于行业平均水平;

四、更高的品质保证。三合一产品经过严格的可靠性测试,可稳定工作于-45℃~125℃的温度范围,芯片端口静电测试达±8kV,批量生产不良率小于10ppm。

产品BF5823AM48自上市以来,2020年11月至2021年10月已累计出货超400万颗,广泛应用智能门锁领域。

3、科技(上海)有限公司——ButterFliSF32LB557

SF32LB55x是一系列用于超低功耗人工智能物联网(AIoT)场景下的高集成度、高性能的系统级(SoC)MCU芯片。芯片采用基于ARM Cortex-M33 STAR处理器的大小核架构,同时集成了业界较高性能2D图形引擎,人工智能神经网络加速器,以及低功耗蓝牙5.2,可广泛用于腕带类可穿戴电子设备、智能移动终端、智能家居等各种应用场景。

产品参数包括,支持可编程GPIO 119 个;管脚数169个;BGA 尺寸 7x7mm;4MB PSRAM;4MB Flash。 

4、峰岹科技(深圳)股份有限公司——车用高性能电机驱动双核MCU FU6866Q1

FU6866Q1是一款集成电机控制引擎(ME)和8051内核的高性能电机驱动专用芯片,ME集成了FOC、MDU、LPF、PID、SVPWM等诸多硬件模块,可由硬件自动完成有感/无感BLDC/PMSM电机的FOC驱动/方波驱动的运算和控制;8051内核用于参数配置和日常事务处理,双核并行工作实现各种高性能电机控制。

芯片内部集成有高速运算放大器、比较器、Pre-driver、高速ADC、CRC、SPI、I2C、UART、LIN、CAN、多种TIMER等功能,内置高压LDO,适用于BLDC/PMSM电机的方波、FOC驱动控制。本产品通过AECQ100车规认证。

应用领域包括无感/有感的BLDC/PMSM电机、三相/单相感应电机、伺服电机驱动,还可以应用于汽车电子、吊扇、落地扇、吸尘器、工业风机、水泵、压缩机、电动车、电动工具、航模等领域。 

5、雅特力科技(重庆)有限公司——AT32F437高效能M4微控制器AT32F437ZMT7

雅特力科技AT32F437系列超高效能微控制器,搭载32位ARM® Cortex®-M4内核,实现业界Cortex®-M4最高主频效能288MHz的运算速度。内建的单精度浮点运算单元(FPU)、数字信号处理器(DSP)及存储器保护单元(MPU),搭配丰富的外设及灵活的时钟控制机制,能满足多种领域应用。最高可支持超大容量4032KB的闪存(Flash)和高达512KB的SRAM。

AT32F437系列除集成高效能的运算效能外,也导入sLib安全库(Security Library),可支持密码保护指定范围程序区,方案商烧录核心算法到此区域,提供给下游客户做二次开发。另外支持2个OTG控制器(设备模式支持不须外挂晶振[Xtal-less])、2个QSPI接口、用于支持外部SPI闪存存储器或SPI RAM扩增、8组UART串口、2组CAN总线、4组SPI/I²S(2组全双工)、3组高速(5.33 Msps)ADC独立引擎、8~14位并行照相机接口(DVP),另外XMC可支持SDRAM、SRAM、PSRAM等存储器扩增,还集成兼容IEEE-802.3 10/100Mbps以太网口控制器特别适用于物联网应用,可同时提升终端产品的可靠度与降低成本的多重用途。

AT32F437可运行于工业级温度范围-40~105°C,并因应多样的内存使用需求,提供一系列芯片供选用,特别适用于工业自动化(industrial automation),电机控制(motor control),物联网(IoT)及消费性电子(consumer electronics)等各种高运算、大存储需求的设计。

6、上海矽微电子股份有限公司——MC51F003A4

MC51F003A4是晟矽微推出可用于电动窗帘应用的8 位增强型 8051 内核 Flash MCU;该产品内置16Kb Flash ROM、512 Bytes SRAM、1Kb 独立 EEPROM,最多支持18 个双向通用 I/O 口,每个I/O均支持内部上拉电阻;内置三组死区互补PWM,方便驱动buck-boost、马达等电路;内置12bit-ADC,且支持零点校准,方便小电流采集电路;支持 8 位同步半双工、 8 位/9 位异步全双工等 4种工作方式,支 持软件 LCD 功能,同时内部集成 4 级可选的 LVR、看门狗定时器、CRC 校验等容错功能,极大地提高了芯片的可靠性。

本产品为工业级 IC,具有较强的抗干扰性能,可广泛用于各种工业控制和消费应用领域。 在电动窗帘应用中,通过与WIFI模块的配合并结合MC51F003A4内置PWM可以精准的控制电机运行的距离。 除电动窗帘应用市场,MC51F003A4丰富的外设资源还可用于电动车表头、充电器、灯控、电子烟及LCD屏等领域。 

该产品从推广至今,获得了客户广泛的认可,累计销售已超过5000万颗。

7、上海复旦微电子集团股份有限公司——低功耗通用MCU FM33LC0xxx系列

FM33LC0xxx系列MCU是基于 ARM Cortex-M0 内核的 32 位低功耗 MCU 芯片,在休眠模式下测功耗大概在1uA左右,片上最高主频 64MHz,最大可支持256KB FLASH 程序存储器和 24KB RAM,集成 LCD驱动、带温补的 RTC、 SAR ADC、OPA、AES,以及 UART、 I2C、 SPI、 7816等通用外设接口,内置硬件 USB2.0 FS Device。

该系列低功耗MCU产品拥有断完善的开发生态系统,为客户提供了可靠性高、平台化优、易用性强、资源丰富的MCU产品应用支持。 并且已经广泛应用于智能水气热表、工业控制、仪器仪表、 电机驱动、传感检测、家用电器、消费电子、健康医疗、智能家居、物联网、 新能源等多个领域。

8、珠海极海半导体有限公司——工业级通用MCU APM32F407

该款MCU的技术特点包括: 基于32位ARM® Cortex®-M4内核,1024KB Flash,192KB  SRAM,2MB SDRAM; ESD等级8KV ,拥有3个12-bit高精度 ADC,2个12-bit DAC,外部通道数24,最多140个I/O,均可映射到外部中断向量。 

高性能体现在工作主频168MHz,能进行高效运算处理,支持处理大量工作指令;内置上电/掉电复位以及可编程电压电压检测器,实时监控系统工作电压;多种定时器和复位形式,及时发现和终止系统运行过程中出现的错误,降低系统风险。

高集成度体现在内置单精度FPU,有效提高单精度浮点运算速度;配置增强型外部存储控制器EMMC,支持SDRAM外部拓展。

高安全性体现在支持真随机数生成TRNG、哈希模块Hash-SHA、加密算法AES/DES/TDES、国密算法SM3/SM4。 

外设资源集成了U(S)ART、I2C、SPI、I2S、DCMI、USB OTG、CAN、SDIO、以太网、EMMC等,提升了产品的多样化控制和广泛连接性。可靠性方面,工作温度范围-40℃~+105℃,满足严苛工业和汽车工作环境要求;全生命周期质量管控,产品一致性高,可靠性稳定。

据介绍,极海APM32系列MCU年销量已超1亿颗,目前广泛应用于医疗健康、智慧家庭工业自动化、智慧出行以及能源安全等行业领域。并已成功打入国内工控行业TOP5的龙头企业、以及行业知名家电品牌的供应链;通过了新能源车厂测试,与汽车核心制造企业达成战略合作。 截止至目前,极海终端客户超1万家,80%的产品集中应用在工控和汽车领域。

9、深圳市爱普特微电子有限公司——全国产32位高性能高可靠性32位MCU APT32F1023

APT32F1023是由爱普特微电子推出的基于RISC-V CPU内核开发的全国产、自主知识产权研发的32位高性能高可靠性单片机。也是中国首款基于55nm,12寸晶圆工艺量产的32位MCU。

APT32F1023主频最高可达48MHz,拥有丰富外设接口,支持硬件CRC、独立除法器。支持内部模块互联触发,搭载增强型PWM,12位高精度的ADC等功能。产品性能如下:采用工业级标准设计,温度范围–40-85℃ ,HTOL通过500Hours@125℃测试 ;工作电压范围1.8V-5.5V ,具备宽电压、高信噪比;内置模拟、数字专有滤波电路 ;具备低骚扰特性,优异的CE、RE性能 ;具备高抗扰特性,优异的EFT、CS、ESD性能;CS通过10V 0.15~230MHz A级测试,EFT通过±4KV A级测试,ESD通过HBM 4000V,MM200V,CDM500V测试

目前该款MCU广泛应用于工业控制、物联网等市场领域,并已在美的、博世、小米、松下、宝洁、九阳、OPPO等大客户中大量出货。截至目前,累计出货量超过一亿颗,在非ARM内核32位MCU出货量第一,市场占有率第一。

10、芯海科技(深圳)股份有限公司——CS32G050

CS32G050系列是针对笔记本快充应用推出的Type-C&PD控制器,填补了国内空白,解决了该领域进口芯片卡脖子现状。其内嵌ARM® Cortex™-M0内核, 最高工作频率32MHz,可以支持很广范围的工业控制和需要高性能、低功耗CPU的应用场合。 

CS32G050系列内嵌256K字节程序flash,12K字节SRAM。同时还内嵌了很多外设,如:I/O口、定时器、UART、I2C、ADC、定时器、看门狗和低电压检测,这使CS32G050 系列可以用于更广泛的应用。另外,CS32G050系列还配备ISP (In-System Programming) 功能,让用户可以升级固件而不必将芯片从板子上取下。工作温度范围为-40℃~85℃,工作电压范围2.2V~5.5V。芯片提供一系列工作模式,以满足不同的低功耗应用。

该产品对标国外赛普拉斯的明星产品,目前其已应用在华为、荣耀、小米笔记本及华勤等ODM厂商。

11、上海灵动微电子股份有限公司——MM32F5270系列MCU

MM32F5270 系列是灵动最新推出的性能型 32 位 MCU 产品系列,该系列采用了安谋科技出品的 STAR-MC1 内核,该内核基于 Armv8-M 架构实现,CoreMark 跑分相较于基于 Armv7-M 架构的 Cortex-M3 和 Cortex-M4 内核有 20% 的提升(4.02 CoreMark/MHz)。并集成了浮点运算单元 (FPU)、数字信号处理单元 (DSP)、L1 指令和数据缓存和紧耦合 RAM 接口 (TCM),相较于 M3 和 M4 内核,大幅度提升了数学运算性能和数据吞吐率。

MM32F5270 系列其他特点包括,最高 2MB Flash,全部支持执行程序和存储数据 ;最高 192KB RAM,包括 64KB TCM ;4KB L1 数据缓存,4KB L1 指令缓存 ;8 组 UART、3 组高速 SPI、3组全双工 I2S、2 组 I2C ;1 组 10/100M Ethernet 控制器 ; 1 组 USB 全速 OTG 控制器,内置PHY ; 2 组 FlexCAN ; 2 组 12 位 SAR ADC,单 ADC 最高 3MSPS 采样率、2 组 12 位 DAC、3 组模拟比较器 ; 13 组定时器,其中包括 2 组高级定时器,可输出 4 通道互补 PWM,支持死区插入和故障刹车 。

此外该产品支持 2.0 到 5.5V 宽工作电压,支持 -40 到 105°C 环温。封装形式为LQFP144,LQFP100,LQFP64。

MM32F5270 系列具有内核性能高、存储容量大和外设资源丰富等优势,适合用于工业控制、电网监控、指纹识别、面板控制、电梯控制、家庭娱乐、家电控制等应用。

12、杭州士兰微电子股份有限公司——32位高度集成的高性能无刷电机微控制器SPC7L64B

SPC7L64B是一款高度集成度的高性能无刷电机微控制器,采用合封工艺将MCU芯片和功率器件预驱动芯片合二为一,在充分满足无刷直流电机控制要求的同时,可有效减小电机控制板的尺寸,并降低的控制系统硬件成本。

SPC7L64B采用Cortex-M0内核,最高工作频率64MHz,内嵌64K字节Flash存储器,6K字节RAM存储器。同时,“MCU芯片”内部集成了多路PWM、OPA、CMP、高速ADC、DMA、通用定时器、UART、SPI和协处理器(计算单元)等外设功能。“功率器件预驱动芯片”内部集成了6路NMOS Pre-Driver、内置自举二极管、2路LDO、多种保护单元等功能,同时具备超低待机功耗(<1uA)特性。

据介绍,SPC7L64B适用于各类高精度的核心电机驱动及功率控制相关算法,目前已广泛应用于家电类应用(如燃气热水器、洗碗机、吸尘器等)、工业类应用(如电动工具、园林工具等)和新能源类应用(如滑板车、助力车、无人机等)。

13、上海泰矽微电子有限公司——高集成度人机交互芯片TCAE31A

TCAE31A是面向TWS耳机或者其他可穿戴应用的“三合一”SoC芯片,功能包括压感检测、入耳检测、按键或滑条检测。并可以根据应用需求,配置成“压感+入耳”、“压感+滑条”等多种功能组合。也适用于需要压感或电容触控的其他应用,比如家电、音响等。

釆用32位Arm® Cortex®-M0处理器,片上集成了14位逐次逼近型(SAR) ADC,并带有PGA放大电路和输入偏置电压(Offset )消除电路。可以将输入偏置电压(最大±400mV )消除的同时,放大被测差分信号,从而可以实现对微弱信号(<10uV)的测量。桥式压感传感器的按压形变所产生的微弱信号可由本芯片片上ADC釆集,再配合特定的压感算法实现压感传感器检测。此款产品还集成有电容式触摸控制器,最多可支持5路触摸传感通道。配合专用的电容触摸算法,可实现TWS耳机入耳检测,电容按键和滑条检测。

将压感触控、入耳检测和滑条检测三项功能功能内部集成于一颗芯片中,这样的集成规模目前尚属国内首创。TCAE31A也因为简化电路、降低成本、减少器件数量,实现了价格优势。

技术创新方面,TCAE31A集成低噪声PGA,支持实时offset校准,内置压感算法,支持21有效位ADC转换,内置时钟,免外部时钟源,支持5路电容触控通道,支持外设联动,主动降功耗。

泰矽微不仅提供芯片的基本数据手册,还配套准备了成熟稳定的软件开发包、大量应用笔记、低成本的开发评估板、典型应用的参考设计、调试工具以及培训材料等,以帮助开发人员迅速上手。

14、北京中科芯蕊科技有限公司——超低功耗微处理器XRM32UL051

XRM32UL051是采用中科芯蕊独创的STAS开发平台,融合超低功耗集成电路设计领域前沿近亚阈值设计技术和异步电路设计技术开发的32位超低功耗MCU芯片,最高工作频率达48MHz,支持64KB程序空间、18KB SRAM存储空间。产品支持丰富的外设资源,工作电压范围为2.0V~3.6V,工作温度范围为-40℃~+85℃。支持运行(ACTIVE)、睡眠(SLEEP)、停止(STOP)、待机(STANDBY)等多种低功耗模式,其中,全速运行模式功耗低至20uA/MHz,停止模式功耗仅0.7uA,待机模式功耗小于20nA,功耗仅为市场同类产品的1/4~1/5。极低的能耗在实现理想的电池续航能力的同时,适合应用于物联网、人工智能、可穿戴电子等领域。

基于国际权威处理器评测组织EEMBC的ULPMark评测,XRM32UL051得分451分,在同类内核产品中全球排名榜单第一。在第十六届“中国芯”优秀产品征集活动中XRM32UL051得到了评审专家组的充分认可,荣获“芯火新锐产品”奖。

目前XRM32UL系列已形成稳定销售,产品在无线智能感知系统、计量领域得到了应用,产品的低功耗特性大幅提升了终端产品的长续航、免维护能力。

15、上海爱信诺航芯电子科技有限公司——带CAN的128k Flash通用MCU  ACM32F0

车规级工艺(-40到125度),消费级价格,适用于户外或者高温宽范围的严苛场景;

带CAN的128k flash F0,适用于需要CAN的车载或者工业场景;

断码LCD+触控+超低功耗,适用于低功耗物联网场景;

2个QSPI,8根SPI数据线,适用于需要扩展内存或者IO的场景。

16、南京沁恒微电子股份有限公司——基于自研RISC-V内核和PHY收发器的高速互联型32位通用微控制器CH32V307VCT6

基于自研32位RISC-V内核设计的工业级高速互联型通用微控制器,配备硬件堆栈区、快速中断入口。在业界首次提出了HPE硬件压栈、VTF免表中断技术,中断响应速度大幅提升以支持高速连接,并率先为RISC-V通用MCU提供两线调试接口。自研的RISC-V内核加入内存保护功能,同时降低了硬件除法周期;加入单精度浮点指令集,具有更高的运算性能。

产品资源上,主频可达144MHz,提供USB2.0高速接口(480Mbps)并内置自研USB PHY收发器、USB控制器,以太网MAC升级到千兆并集成自研10M PHY模块、以太网控制器。另外,在上述RISC-V自研技术的基础上集成了2Mbps低功耗蓝牙通讯模块,设计出了CH573/CH583/CH32V208等系列芯片。

17、国民技术股份有限公司——N32G435系列通用MCU N32G435

国民技术N32G435系列通用MCU采用32 bit ARM Cortex-M4F内核,工作主频108MHz,支持浮点运算和DSP指令,集成128KB嵌入式加密Flash,32KB SRAM,集成高性能模拟器件,内置1个12bit 5Msps ADC,2路独立轨到轨运算放大器,2个高速比较器,1个1Msps 12bit DAC,集成多路U(S)ART、I2C、SPI、USB、CAN等数字通信接口,内置密码算法硬件加速引擎。支持低功耗管理,待机功耗低至2.5uA @3.3V,动态功耗低至60uA/MHz。 

N32G435芯片采用40nm工艺,进一步提高产品集成度、可靠性、提升运行性能并降低功耗,产品兼具通用性与安全性,与行业深入融合,广泛应用于物联网、工业联网及工业控制、智能家居家电、消费电子、电机驱动、电池及能源管理、医疗电子、汽车电子、安防等领域。 

应用上,单颗芯片可实现高速无传感器FOC电机控制,且支持BLDC电机控制。丰富的通信接口和高性能模拟接口为客户产品设计开发节省了大量外围器件,已在消费电子、家居家电等多个行业标杆客户批量出货,并在电动车、工业能源、光伏逆变、储能、PLC等能源应用场景得到广泛应用,在电动尾门、电动座椅、电动门窗、自动大灯,氛围灯等汽车电子后装市场进行导入并批量应用。

18、武汉瑞纳捷半导体有限公司——超低功耗安全MCU RJM8L151

国内第一颗Na级超低功耗安全MCU。超低功耗且内置国密算法SM4,国际加密算法DES/3DES。产品采用高性能8位80C51 CPU内核,8KB SRAM,64KB Flash;采用增强型80C51内核,最高主频16MHz,支持一路智能卡ISO/IEC7816接口,内嵌一路真随机发生器,深度睡眠功耗2.2nA,外部唤醒时间小于4.7uS;1路真随机发生器,电压检测可配置,支持FLASH代码保护。

功耗上,Halt功耗为<0.35uA(唤醒时间<4.7us),睡眠功耗为2.2nA,最大可支持4路IO唤醒。此外还支持2KV ESD保护,工作电压1.65~5.5V,工作温度-40~85℃。

此外芯片还支持各种常见通信接口,可广泛应用于医疗电子、传感器、智能门锁、三表、智能家居及物联网终端;已经取得特斯拉、老板电器等多个企业的认可并批量商用。

19、北京兆易创新科技股份有限公司——GD32W515系列Wi-Fi微控制器

兆易创新GD32W515系列MCU持续采用最新的Arm® Cortex®-M33内核,片上集成了2.4GHz单流IEEE802.11b/g/n MAC/Baseband/RF射频模块,外围电路设计简单并有效减少周边元件用量,节省开发成本。Cortex®-M33内核基于Armv8-M指令集架构,支持DSP指令扩展和单精度浮点运算(FPU),还集成了TrustZone硬件安全机制,支持独立的存储访问空间,提供了系统开发所必需的安全性和灵活性。 

得益于TrustZone硬件安全架构提供的系统隔离特性,GD32W515系列MCU能够支持安全区域的安全启动,并可在软件层面提供安全存储、初始化认证以及安全日志等服务,严格保护了机密代码和数据、核心流程以及关键外围设备。还支持Wi-Fi协议规定的全新安全特性,如WPA3以及管理帧保护功能,进一步增强了终端设备通信过程的保密性和安全性。 

GD32W515系列MCU已经正式通过Arm平台安全架构PSA Level 1、PSA Functional API认证,以提供更高安全保障。还通过了Wi-Fi联盟(WFA)授权的Wi-Fi认证,以及RF FCC/CE合规认证。与各厂商无线路由器(AP)具有极佳的相容性,可以快速建立连接并完成通信。 

藉由Cortex®-M33内核出色的处理性能和加速器,这款Wi-Fi MCU可以支持诸如本地语音识别、关键词唤醒等边缘计算和TinyML等人工智能算法。GD32W515系列微控制器延续了GD32 MCU家族的软硬件完美兼容性,以增强的处理能力和丰富的集成特性为智能家居、工业物联网、消费类电子等各类应用场景提供无线连接的开发之选。

20、中微半导体(深圳)股份有限公司——32位车规级微控制器 BAT32A137

BAT32A137是中微半导体面向车身控制和锂电池管理市场推出的基于ARM-Cortex M0+超低功耗系列的车规级产品,工作电压1.8V~5.5V, 工作温度- 40℃到125℃,满足(符合)AEC-Q100标准。运行功耗低至100uA/MHz, 深度睡眠模式下的待机功耗仅为0.7uA。

搭载512、128KB FLASH, 64 16KB SRAM和20 1.5KB专用DATA FLASH;搭载9通道16位定时器,1个RTC,1个WWDT,可方便用户灵活使用。通信接口丰富,搭载 1路CAN2.0B控制器、1路LIN控制器、3路UART单元、1路标准I2C接口, 以及6路简易型I2C及6路简易型SPI 。

其模拟外设同样丰富,16通道的高速高精度12bit-ADC,采样率高达1.42Msps;集成8-bit DAC,2通道模拟输出;内置2通道可编程增益放大器PGA和2通道模拟比较器。

在安全功能方面,Flash/Data Flash支持ECC安全功能,SRAM支持奇偶校验,支持硬件CRC校验,符合60730安规认证,以及DEBUG模式下的FLASH二级保护机制。此外,集成温度传感器、硬件乘除法器、增强型DMA控制器、联动控制器等外设增强了产品竞争力。

21、珠海昇生微电子有限责任公司——SS881X

SS881X是珠海昇生微电子有限责任公司集成了充放电管理的AD型Flash单片机系列,具有丰富的接口功能和灵活的配置模式,支持不同的低功耗选项,适用于需要电池充电以及智能控制的便携式电子产品。针对TWS产品的智能化趋势,SS881X系列已经与各大主流耳机平台实现双向通信功能,产品可以快速迭代。而且芯片集成专门接口,支持USB整机升级和产测。

产品特性包括,电池或5V适配器供电 供电引脚(VIN)支持最高14V耐压(高压版本支持最高40V耐压); 集成输入过压、输入过流、VDD低电、系统过温等异常保护机制; 内建线性充电管理单元,可对单节锂电池、磷酸铁锂电池、镍氢电池等充电。充电电压和充电电流档位精细可调; 集成12位 8通道差分ADC,2个通道支持36倍增益,可用于电流、微电压等测量场景; 集成1个最大支持6个通道的电容式触摸传感器; 支持2路General PWM输出,以及4路频率相同、占空比不同的Smart PWM输出(支持占空比的高精度调节、支持多路绑定在一起输出以提高驱动能力、支持死区(Dead Zone)控制、支持硬件PWM保护);支持SOP16、SSOP24、QFN24三种封装。

目前包括小米、OPPO、万魔、漫步者、红米、紫米、realme、FIIL、Anker、联想、聆耳、阿思翠、努比亚、雷蛇、HTC、声阔等品牌在内的多款TWS耳机充电盒均大量采用了昇生微的方案。

22、深圳市航顺芯片技术研发有限公司——HK32MCU

航顺HK32MCU 是在55nm工艺平台上设计出的世界第一款待机功耗低至7nA的高性能+低能耗MCU,基于ARM Cortex-M系列内核以及RISC-V内核的32位微控制器。分为经济型、主流型、低能耗型、高性能型、专用型和创新型,适用于工业、商业、汽车、医疗等各种嵌入式应用需求。

2019年航顺芯片量产了全球第一颗1元人民币32位MCU-HK32F030M系列产品,从技术层面解决了长期以来32位MCU因成本问题无法突破替换旧生产工艺的8位MCU的市场局面。几年时间,航顺MCU已经在4家晶圆厂共5个不同的工艺平台上量产了多种产品,并且不断进行工艺迭代、大批量量产专用领域芯片,包括光模组、汽车专用芯片、AIOT专用芯片、ARM+RISC-V内核芯片。

航顺目前致力于世界最高12寸40/28nm的数模混合E-FLASH工艺研发,已经量产了中国第一颗 M3+RISC-V 多核 MCU,大幅度降低了单芯片的制造成本并实现了超过国外芯片性能一倍以上的提升;在高性能创新方面,实现了多核异构、触摸+指纹算法、AI语音识别、AI图像识别单芯片化、未来产品将不断赋能AIoT、智能驾驶、智慧家庭,电机驱动等市场。航顺芯片将覆盖32位MCU所有的市场,以汽车电子、物联网、人工智能为核心,打造全产业链。

23、上海芯旺微电子技术有限公司——KungFu内核32位车级MCU KF32A156

该款MCU采用汽车级标准,符合16949质量标准的晶元和封测产线,符合AEC-Q100 Grade 1级可靠性测试标准。

采用KungFu32自主内核,3级流水线,120Mhz主频60uA/Mhz动态功耗。搭载512KB ECC Flash,64KB ECC RAM,4KB 双端口ECC RAM,支持程序CACHE。通讯接口方面,拥有2*CAN-FD(兼容CAN2.0),1*CAN2.0,4*USART(LIN),4*SPI(I2S),4*IIC,满足汽车控制域的高速通信需求。同时具备丰富数模混合资源,包括增强型ECCP;高精度EPWM,可实现74ps的精度控制;3路独立ADC12bit DAC;3路CMP;ECFGL可编程逻辑门控制单元。

功能安全机制方面,具备ECC Flash/RAM,PM电源管理单元,3个看门狗模块,寄存器的读写保护,I/O状态锁定和状态回读,多ADC总线,CRC32/16的数据校验,AES128硬件加解密单元,满足汽车安全需求。

 

由于KF32A156使用自主内核处理器,不存在芯片IP授权问题,也没有被禁用的风险。同时,ChipON还自主研发了开发工具,包括集成开发环境、C编译器和仿真器,实现了从芯片到工具链的全自主。

应用场景包括车身控制器BCM、车灯控制系统、空调/智能座舱控制系统、仪表控制系统以及车门座椅控制系统等。

(欢迎大家点击这里,报名参加6月8日IIC Shanghai同期举办的“MCU技术与应用论坛”,到场与众多国内外MCU原厂、以及终端厂商工程师代表交流)

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  • 挺好
刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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