撰文 / 钱亚光
编辑 / 张 南
设计 / 师玉超
4月12日，芯驰科技发布了车规MCU E3“控之芯”系列产品，不但性能突破了以往的MCU极限，还可满足线控底盘、制动控制、BMS、ADAS/自动驾驶运动控制、液晶仪表、HUD、流媒体视觉系统CMS等对安全性和可靠性要求极高的应用。
随着汽车行业的剧烈变革，智能化、网联化、电动化迅速推进，汽车行业对于芯片的需求无论在规模上还是性能上都快速增长。
MCU（Micro Control Unit，微控制单元）采用超大规模集成电路技术将CPU、SRAM、Flash、 计数器、UART及其它数字和模拟模块集成到一颗芯片上，构成一个小而完善的微型计算机系统，是各种电子设备不可或缺的主控芯片。
MCU在汽车电子领域有着非常广泛的应用，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。
2021 年 MCU 总出货量为 309 亿颗，同比增长 12%，预计2026 年将达到 358 亿颗。2021年因供需矛盾，MCU平均销售价格跃升10%，创25年来最大涨幅，推升MCU营收攀高至196亿美元，年增约23%。其中车用MCU市场规模约76亿美元，接近整体销售额的40%。
来自中信证券数据，随着单车MCU用量的不断提升，每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU，智能汽车则超300颗。
据IC Insights最新的《麦克林报告》预期，2022年全球MCU营收有望达到215亿美元，继续创历史新高，较去年再增长10%；车用MCU增长将超越其他用途MCU。根据前瞻产业研究院，2021 年中国国内生产的 MCU 销售额达 到 46 亿美元，全球占比 23.3%。中国 MCU 市场中，汽车 MCU 销售额为6.8 亿美元，约占 15%。
由于车规级芯片研发周期长，设计门槛高，资金投入大，具有较高的技术壁垒。2020年，瑞萨、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯（已被英飞凌收购）、德州仪器、微芯、意法半导体等7家，共占据98%的车用MCU市场份额。
当下全球汽车行业缺芯，缺得最多的并不是SoC，而是使用量庞大、应用范围广泛的MCU，MCU也成为汽车领域最为核心的、最紧俏的芯片类型，欧美第一梯队虽然在MCU的技术积累、供应关系上具有先发优势，但MCU供应商过于集中的问题，也在席卷全球的“缺芯”危机中凸显出来。
MCU领域存在的严重供需矛盾，其实也为国内国产MCU厂家提供了新的机遇。Gartner数据显示，中国MCU市场在2020-2025年的年复合增长率达9%，高于全球MCU市场总量近7%的年复合增长率。
国内MCU发展模式大概有两种：第一种是跟随策略，通过购买内核和外设IP完成设计仿制国外厂家，但买来的IP是通用IP，会做很多冗余设计，成本有所浪费；而且买来的IP难以知根知底，可靠性、品质不可控。第二种模式是自主创新，从内核到外设，所有的IP都是自主研发，能完全掌握产品的特性。
目前，芯旺、杰发科技、赛腾微、琪埔维和比亚迪半导体等国产芯片企业，纷纷实现了车规级MCU的量产。
随着本土车规级MCU企业的成长，已经能对部分产品实现国产替代，在座椅控制、车窗控制、智能座舱等领域具备和国外厂商竞争的能力。但在在高性能、高可靠、高安全的车规控制芯片市场，此前一直是国际大厂的天下，国内创新企业几乎是一片空白。
芯驰科技董事长张强▼
坚持自主创新发展的芯驰科技，这次发布的E3系列MCU，打破了国际大厂对车规控制MCU的垄断。
高可靠、高安全
据芯驰科技首席架构师孙鸣乐介绍，芯驰为E3设定了非常高的可靠性、安全性目标：首先，车规可靠性标准AEC-Q100达到Grade 1级别，E3能够在高达150°C的节温条件下，长时间地稳定工作；其次，功能安全等级达到ASIL D，填补国内高端高安全级别车规MCU市场的空白。
车规可靠性标准AEC-Q100 Grade 1级别要求芯片可用于环境温度在-40°C到125°C的大部分车载应用环境。ASIL是ISO 26262标准针对道路车辆的功能安全性定义的风险分类系统，ASIL D 是要求最严的等级。
等级越高对安全性的要求越高，对开发流程和技术的要求也越严格，每个等级都有相对应的标准，只有满足这一等级所有标准要求，才算是通过了该等级的认证。即使在全球范围内，能够同时满足AEC-Q100 Grade 1和ISO 26262 ASIL D两个标准的车规MCU也屈指可数。
E3还采用了双核锁步CPU，可以实现高达99%的诊断覆盖率，在所有SRAM上都配置了错误检查和校正(ECC)，在安全相关的外设上都配置了端到端（E2E）保护。
芯驰早在2019年就成为中国首个取得ISO 26262-2018 ASIL D流程认证的企业，而X9智能座舱/G9智能网关/V9智能驾驶三款芯片则率先拿下AEC-Q100 Grade-2产品可靠性认证和ISO 26262 ASIL B功能安全产品认证，G9网关芯片还是国内首批获得国密认证的车规SoC芯片。
芯驰科技CEO及联合创始人仇雨菁表示：“我们从成立的第一时间，就完成ISO26262 ASIL D级功能安全等级的车规流程认证。随后，我们获得了AEC-Q100可靠性认证、ISO26262功能安全产品认证以及国密认证，成为国内首个‘四证合一’的车规芯片企业。”
高性能、广覆盖
随着汽车电子电气架构的变革，车规MCU芯片在汽车发挥的作用也越来广泛，对性能的需求也将越来越高。
芯驰科技E3全系列MCU采用台积电22纳米车规工艺。并将ARM Cortex-R5F CPU主频提升至前所未有的800MHz。据芯驰科技提供的资料显示，这款芯片的性能已经超过了目前全球范围内已发布的所有MCU。
与现在车上大规模采用的100MHz MCU和部分200-300MHz高性能MCU，E3主频的提升不只是数字的改变，更是处理能力和实时性的全面提升，可以带来更为丰富的应用，更平稳的底盘操控，更精准的电池管理，以及对未来智能汽车所需的服务型架构的完美支撑。
E3分为5个系列（E3600/3400/3200系列、E3300系列和E3100系列），CPU有单核、双核、四核和六核，主频从300MHz、400MHz、600MHz到800MHz，集成丰富的通信外设模块，内置符合国密商密2/3/4/9标准的硬件加速器，还同时支持BGA和LQFP封装。
这些芯片可以灵活配置，覆盖车内不同的应用场景。E3600/E3400/E3200系列可以应用于BMS、刹车、底盘、ADAS/自动驾驶；E3300系列显示MCU，集成高性能图像处理引擎，应用于仪表、HUD、智能后视镜；低功耗、高集成度的E3100系列MCU，则是针对BCM、Gateway、T-Box、IVI等领域而设计的。目前已有近20家车厂和Tier1开展了基于它的应用开发。
芯驰科技提供好的芯片产品的同时，还与超过200家生态合作伙伴合作，覆盖操作系统、虚拟化、工具、协议栈、HMI等多个方面，提供完整的生态，帮助客户快速将产品推向市场。
在AUTOSAR基础软件上，芯驰已经和Vector、EB、普华、ETAS、东软睿驰、恒润等国内外主流的AUTOSAR厂商完成了适配；在开发环境上，芯驰也已经可以支持IAR、Greenhills和GCC编译器；在HMI部分，E3适配了最新的QT for MCU，通过多图层和硬件加速实现丰富的显示效果。
2018年成立的芯驰科技是一家相当低调的芯片企业，其核心团队是从飞思卡尔、恩智浦等国际芯片大厂整建制转移过来的，包含软件、硬件、架构铁三角设计团队，而芯驰两位联合创始人都在国际大公司有过20年以上的经历，整个研发团队平均从业经历都超过12年，有着丰富的量产车规处理器经验，可以交付直接量产级的产品。全球顶级的车规芯片制造龙头台积电和封测巨头日月光都是芯驰科技的重要合作伙伴。
其全系列的“智能座舱、智能驾驶、安全控制、智能网关”域控算力平台用不到3年时间，完成了流片，通过车规最高等级认证，截至2021年3月，已经获得了百万芯片的订单量，现已实现大批量量产落地，目前已覆盖中国超过70%的车厂，服务250余家客户。
随着MCU E3的发布，芯驰科技的智能座舱、自动驾驶、中央网关、高性能MCU四大产品线战略全面落地，形成了独特的平台化、全场景优势。
基于这些产品组合，芯驰正规划一套完整的中央计算架构——芯驰中央计算架构 SCCA 1.0。这一架构既能支持安全可靠的任务部署，又具有灵活的系统扩展能力。
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