車規(guī)MCU替代突破，多款國產方案推薦

近兩年國內汽車電動化發(fā)展迅速，新能源汽車的產量銷量都有大幅的提高。2023年國內新能源汽車銷量高達1450萬輛，同比增長超過60%，中國的新能源汽車正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

隨著汽車產業(yè)智能化、電動化、網聯(lián)化的快速發(fā)展，車輛對芯片的需求也從單一向多功能、高性能發(fā)展，汽車行業(yè)的轉型對車規(guī)級微控制器等電子零部件的需求也不斷增加。對于國內半導體行業(yè)來說，新能源汽車的時代已經拉開了序幕，對先進制程的芯片需求不斷增加。

MCU芯片已經廣泛的應用于各種電子設備，包括消費電子、計算機網絡、工控、汽車電子或醫(yī)療等領域。其中汽車電子領域占比約為30%，其市場需求不斷增強。MCU在汽車電子的應用涵蓋了窗戶、空調、座椅等簡單操作，包括但不限于車身控制、發(fā)動機管理、智能駕駛、ASAD、傳感器融合等等。

車規(guī)級芯片根據(jù)實際應用場景的差異，對MCU規(guī)格的選擇也有所不同。

 8位MCU的成本較低并且易于開發(fā)，實現(xiàn)低端控制功能。目前主要應用在相對簡單的基礎控制領域，如空調、照明、車窗、座椅等低階控制場景。

16位MCU也具備一定的計算能力和存儲容量，可以實現(xiàn)中端控制功能：動力傳動系統(tǒng)和地盤機構。動力傳動系統(tǒng)如引擎控制、齒輪與離合器控制、電子式渦輪系統(tǒng)等等；底盤機構如懸吊系統(tǒng)、電子式動力方向盤等等。

32位MCU的運算能力較強，實現(xiàn)高端控制功能，滿足數(shù)據(jù)高速處理的需求。主要應用于車身控制、多媒體信息系統(tǒng)、行車安全系統(tǒng)等領域，以及汽車安全系統(tǒng)和動力系統(tǒng)（預碰撞、駕駛輔助系統(tǒng)、ACC等）。

英飛凌、NXP、意法半導體等國際廠商占據(jù)了絕大部分的汽車芯片市場，而國內MCU廠商主要集中在消費電子和家電類等中低端領域，車規(guī)MCU的產品市場份額較小。

雖然國外大廠在汽車芯片市場的份額相比于國內數(shù)量多，但隨著智能化進程的發(fā)展，國內MCU廠商也將市場拓展到汽車電子中，具備國產替代的能力汽車級MCU市場將不再局限于國際品牌，例如國芯科技、比亞迪半導體、旗芯微、先輯半導體、極海半導體等等。其中我愛方案網提供旗芯微、先輯半導體國產替代芯片方案，詳細介紹如下：

旗芯微成立于2020年10月，是國內唯一擁有完整車用MCU8/16/32 bits開發(fā)能力的原生本土團隊。基于多核ARM Cortex M/R/A架構構建面向汽車不同應用場景的高性能、高可靠性的片上系統(tǒng)，開發(fā)智能汽車高端控制器芯片。

FC4150F512芯片：

FC4150F512芯片屬于FC4150產品家族的5V電壓車規(guī)級MCU。FC4150產品系列是基于Corex-M4F內核的高性能車規(guī)級MCU，支持ASIL-B功能安全等級，AEC-Q100 認證，Grade 1等級，適用于汽車的BCM、BCM+、BMS、照明、電機控制、HVAC、TPMS和T-BOX等應用。

性能方面，F(xiàn)C4150F512主頻高達150MHZ、內置512KB的Flash和128KB的SRAM，3.0V-5.5V的工作電壓，帶有6個CAN口，其中3個支持CAN-FD。并針對成本敏感的應用進行了優(yōu)化。

該產品提供開源SDK軟件包，驅動開發(fā)樣例支持多個IDE：Keil，IAR, Eclipse。并且提供自主開發(fā)的MCAL軟件，該軟件遵守ISO26262功能安全開發(fā)流程，支持FULLAUTOSAR和單獨AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet協(xié)議棧應用。

FC7300系列芯片：

FC7300產品系列是旗芯微推出的國產首顆功能最齊全的域控制器芯片，該芯片基于5V車規(guī)級工藝打造，是基于多個Cortex-M7內核的高性能車規(guī)級HPU，并支持高帶寬高可靠的片上嵌入式閃存記憶體，支持應用ASIL-D + ASIL-B功能安全等級多核配置，AEC-Q100 認證，Auto-Grade 1等級。

性能方面，F(xiàn)C7300F8MDT產品家族包含3個Cortex-M7應用核心，另外配備兩個CM7鎖步核，高達300 MHz主頻。FC7300集成了眾多高級通訊接口，帶有10個CAN-FD口，1個千兆網口并支持TSN功能，支持高速網絡功能并滿足高實時性傳輸要求。支持其他多種協(xié)議接口的配備，使 MCU 能夠處理多種類型傳感器生成的大量傳感器數(shù)據(jù)。芯片內部集成了8MB Flash及1.1MB RAM空間，F(xiàn)lash支持256bit的讀位帶寬并支持并行3路Flash訪問來滿足對Flash帶寬的需求。提供176LQFP-EP,  BGA320封裝。

先楫半導體是一家致力于高性能嵌入式解決方案的半導體公司，產品覆蓋微控制器、微處理器和周邊芯片，以及配套的開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)。可用于車載顯示、自動駕駛、底盤發(fā)動系統(tǒng)、電源控制等多個領域。

HPM6700/6400 系列

HPM6700/6400 系列產品是先楫半導體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產品，目前已經量產。與國際競品相比，HPM6700系列芯片單核運行主頻即可達到驚人的816MHz，在CoreMark跑分測試中，HPM6700獲得了9220的高分，成功刷新了國際MCU領域的性能記錄。

在具體性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內核，支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展，主頻頻率創(chuàng)下了MCU 性能新紀錄，是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外，該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲器，加上 2MB 內置通用SRAM，極大避免了低速外部存儲器引發(fā)的性能損失。

HPM6700/6400系列芯片還擁有強大的多媒體支持能力和豐富外設接口，其適配的LCD顯示控制器可支持高達1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持，支持圖形加速功能，可支持雙千兆以太網，IEEE1588，雙目攝像頭。并具有4個獨立的pwm模塊，每個模塊可生成8通道互補PWM，及16通道普通PWM、3 個 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個模擬比較器等多個接口。

在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件軟件簽名認證、加密啟動和加密執(zhí)行。

HPM6300系列

先楫半導體推出的HPM6300全系列產品采用晶心Andes D45 RISC-V內核，支持雙精度浮點運算。模擬模塊包括16bit-ADC，12-bit DAC和模擬比較器，配以多組納秒級高分辨率PWM，為馬達控制和數(shù)字電源應用提供強大硬件支持；通訊接口包括了實時以太網，支持IEEE1588，內置PHY的高速USB，多路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C等接口。

HPM6300的主頻達到648MHz, 并具有FFA協(xié)處理器，能實現(xiàn)FFT/FIR快速計算，具備3個16位的ADC、10/100M以太網等，適合工業(yè)自動化、電網等行業(yè)應用，如工業(yè)自動化領域的伺服驅動器、PLC、工業(yè)控制器，電網的DTU、斷路器等產品。