电子发烧友网报道(文/莫婷婷)近两年,汽车芯片短缺笼罩汽车行业,部分电子元器件的卡脖子让国产半导体企业开始寻求一条新的道路,加大核心元器件的研发以减少汽车产业对国际厂商的依赖。在汽车MCU领域,多家厂商加快认证节奏。
近日,航顺车规级HK32AUTO39A家族通过AEC-Q100认证。航顺芯片公开表示,该车规级MCU已经拿下前装订单,批量应用于斯柯达、东南汽车、中兴汽车等品牌商的汽车中。除了航顺,国内还有多家厂商获得前装订单。如今,国产MCU厂商进展如何,完成车规级认证又意味着什么?电子发烧友网与航顺芯片执行副总裁白海英进行了交流。
航顺芯片执行副总裁白海英
释放M3/M0系列内核潜力,国产车规MCU朝低功耗、高稳定性发展
MCU(微控制器)又称单片机,由CPU、存储器、输入/输出(I/O)接口、定时器、中断系统、特殊寄存器等组成。根据应用领域的不同,可将MCU分为通用型、专用型;按照位数可分为4位、8位、16位、32位、64位,市场上以32位MCU为主,可应用于物联网、智能家居、汽车电子等多个应用领域。
目前,汽车MCU是MCU市场中最大的细分市场。IC Insights数据显示,2021年全球MCU市场规模近200亿美元,其中汽车MCU市场规模约76亿美元。IC Insight预计,到2022年全球MCU市场规模将达到215亿美元,汽车MCU的成长将快于其他细分市场。
随着汽车智能化的发展,MCU在计算性能、高能效比、安全性以及集成性能上不断迭代。国内逐渐起步的MCU产品以车窗、车载充电等汽车电子车身控制应用领域为主,并且逐渐拓展应用领域,向车机等对性能要求更高的应用领域进军。
航顺芯片执行副总裁白海英在接受电子发烧友网采访时介绍,航顺近期通过车规认证的HK32AUTO39A家族采用ARM Cotex-M3/M0内核,支持浮点处理协处理器,具有极强的数据处理能力。在计算性能上,HK32AUTO39A家族主频高达到120M,内置512KB FLASH,64KB SRAM,并具有丰富的外设接口:包含两路CAN2.0、两路I2C、三路SPI、六路USART及一路全速USB2.0。基于优异的性能,HK32AUTO39A家族可用于大部分汽车电子应用,包括汽车中控导航、空调、车载、车窗、娱乐系统以及其他车域控制。
部分MCU产品性能指数(电子发烧友网根据公开资料制图)
电子发烧友网整理了航顺、杰发科技、芯旺微的部分32位车规级MCU发现,国内厂商基本采用Arm Cortex®-M0+的核心,除此外芯旺微采用的是自主内核架构32位KungFu,具备高可靠性和优秀的系统性能。主频和Flash配置在汽车无线充电、车窗等汽车电子上基本够用,航顺的HK32F103RET6等产品达到了512KB的Flash。
白海英介绍,HK32AUTO39A家族还具有高精度的3个ADC模块、2路DAC接口,还支持数字相机接口、TFT驱动等特色应用,并具有低功耗、高稳定性等特点。
取得汽车市场入场“门票”,国产MCU厂商加速打进整车厂供应链
目前,在国内市场,瑞萨、TI、英飞凌、NXP等国际厂商占据八成市场份额,国产MCU厂商具备巨大的代替空间。值得关注的是,国内多家厂商在车规级产品上取得进展,多款MCU通过车规级认证,并且获得前装订单。
例如四维图新,在2021年公司的车规级MCU出货量及收入贡献同比实现十倍以上增幅;在2022年Q1,首款功能安全MCU–AC7840x提前回片,并成功启动点亮,预计将在今年年底实现量产。而航顺的车规级MCU已进入中兴汽车、江铃汽车、斯柯达等厂商的产品线。
那么,什么是车规级认证,通过车规级标准对于元器件来说意味着什么?
根据AEC的规定,车规验证标准包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(分立器件)、AEC-Q102(光电器件)、 AEC-Q103(MEMS器件)、AEC-Q104(MCM多芯片组件)、AEC-Q200(无源器件),其测试条件比消费/工控型芯片规范更严苛,规定了各类车规元器件应完成的试验项目及条件,用于验证电子元器件能否达到AEC-Q的要求。
与消费电子相比,最明显的区别是汽车电子对元件的工作温度要求比较宽,根据不同的安装位置等有不同的需求,但一般都要高于民用产品的要求,比如发动机舱的温度要求是-40℃-150℃;车身控制的温度要求是-40℃-125℃;行驶控制系统则是要求-40℃-105℃,而消费类产品只需要达到0℃-70℃。
对于想要进入汽车领域的企业来说,AEC-Q认证是进入Tier1汽车电子大厂供应链的必备门票,或者说是基础门槛。白海英认为,“AEC-Q100的认证和执行,使得芯片厂家配套的研发能力和管理能力得到了验证和提升。该认证标准的执行将使车规级SoC产品的安全性和可靠性达到相应的高标准并与国际先进水平接轨,为中国车规芯片进入国际汽车供应体系参与国际竞争夯实基础。”
一般来说,顺利进入整车厂供应链之后,至少将获得5年的供货周期,甚至是10年。因此,对于取得汽车市场入场“门票”的厂商而言,这才是刚刚开始,未来还要面临很长周期的考验以及挑战。
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