国芯科技：推动汽车电子MCU国产化

苏州国芯科技股份有限公司荣获第八届汽车电子创新论坛“创新奖”，总经理肖佐楠分享了对汽车电子领域的功能芯片（MCU）、主控芯片（SoC）以及智能汽车域控制芯片发展趋势的看法，并就国芯科技在汽车电子芯片及模组的落地情况与实际案例、如何抓住国产替代机遇等问题和现场观众分享交流。
作者｜王云朗 校对｜萨米
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8月26日，在第二届中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会（ICDIA 2022）的智能网联与自动驾驶论坛上，苏州国芯科技股份有限公司（股票代码688262.SH）荣获第八届汽车电子创新论坛“创新奖”，总经理肖佐楠也在大会上以《国产汽车电子MCU关键技术突破与应用》为题进行了主题演讲。

图：国芯科技亮相ICDIA 2022，并荣获第八届汽车电子创新论坛“创新奖”
2022年以来，国内外疫情反复、不稳定的贸易环境、供应链产能不足等因素造成了半导体行业的复杂形势。新能源汽车崛起，汽车"四化"（电动化、网联化、智能化、共享化）日益受到重视，涉及汽车芯片产品等当下属于壁垒较高的部分，国产厂商所占份额较低，国产替代的需求较高。肖佐楠分享了对汽车电子领域的功能芯片（MCU）、主控芯片（SoC）以及智能汽车域控制芯片发展趋势的看法，并就国芯科技在汽车电子芯片及模组的落地情况与实际案例、如何抓住国产替代机遇等问题和现场观众分享交流。

技术重塑汽车产业链
一辆传统汽车上需要500-600多颗芯片，而一辆新能源汽车上则要超过1000颗芯片，MCU是传统汽车最为常用的芯片，车身架构集成拉高了车厂对MCU的需求，SoC便是MCU集成度更高的结果。根据IC Insights预测，2022年全球MCU销售额将增长10%，达到215亿美元的历史新高；并预测未来5年MCU市场将以6.7%的复合增长率增长。在MCU蓬勃发展同时，SoC芯片也在日新月异地快速崛起，业界对于这两类芯片的讨论声业此起彼伏，肖佐楠给出了对于汽车芯片发展的趋势预估。
肖佐楠在会上谈道，智能化汽车的需求带来复杂应用场景，推动着车用MCU向32位方向发展。32位的MCU提供高端计算与控制功能，在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色，如底盘控制、车身控制、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。但他也表示，具备驾驶辅助（L0～L2）功能的汽车电器架构整体仍然采用分布式架构为主，32位MCU用量明显增加，8位和16位MCU仍被大量采用，短期内难以被彻底取代。
“智能座舱实现功能繁多，包括信息娱乐、人机交互，这些先进功能需求会促使高算力SoC取代早期的MCU。”肖佐楠表示，异构SoC芯片作为域的主控处理器，将成为域控制器的计算与控制的核心芯片。智能汽车需要对环境进行大量的感知，对计算和处理海量非结构化数据的要求极高。目前汽车的电子电气架构正在向域控制器、中央计算单元的集中式架构转变，从分布式转移到集中式，高性能、多核或高异构性、高集成度是当前域控制器以及核心的主控处理器的趋势。
汽车产业与出行行业正经历着前所未有的变革，肖佐楠认为，技术发展正解决安全和移动效率等问题、提供更高的社会效率和更大的社会价值。面对汽车电气化和能源结构变革趋势，肖佐楠表示，汽车产业的价值链、竞合关系及商业模式将被重塑，对芯片的发展也将产生影响。

自主可控IP保障信息及系统安全
目前我国绝大部分的芯片建立在国外公司的IP授权基础上，核心技术和知识产权受制于人。嵌入式CPU等芯片IP底层技术和底层架构需实现完全，以保证国家信息系统的安全独立。肖佐楠分析到，嵌入式CPU领域由于注重低功耗、低成本以及高能效比，处理器架构很难形成绝对垄断，在ARM架构较高的授权壁垒以及中美摩擦的背景下，客户的自主可控需求日益增长，国产替代迎来机遇。
国芯科技关注国家重大需求和市场需求领域，基于自主研发的嵌入式CPU技术提供的IP授权与芯片定制服务，在多领域产品体系形成技术壁垒，完成了汽车电子高可靠性设计、汽车电子芯片IP自主可控，为实现汽车电子领域的“自主、安全、可控”和国产化替代提供关键技术支撑。

图：国芯科技科技股份有限公司总经理肖佐楠
肖佐楠表示，国芯科技基于自主嵌入式CPU核和积累的丰富外围IP模块，面向汽车芯片领域的产品已迈向系列化、成熟化、平台化、可定制化。基于“M*Core指令集”、“PowerPC指令集”、“RISC-V指令集”三种架构，国芯科技逐步形成了8大系列40余款自主可控的嵌入式CPU内核，具有深厚的嵌入式CPU IP储备，构建了从芯片知识产权授权到成品芯片的完整产品体系，成为了国内少数自主可控嵌入式CPU技术及产品的核心供应商。在汽车电子专用系列处理器领域，国芯科技已研发推出C2002、C2003、C2006、C2007、C2007等系列产品。其中，基于PowerPC架构的C2007高可靠应用处理器，典型工作频率为400MHz@T65，性能为2.4DMIPS/MHz，达到了车规MCU应用的国际化高水平。
面向汽车电子领域，国芯科技建立了可复用、易拓展的SoC芯片设计平台，可实现0.25um-14nm多个工艺节点芯片的快速开发。与一般基于第三方IP集成的SoC芯片设计公司相比，国芯科技具备嵌入式CPU IP核微架构按需定制化设计的能力，可以在满足SoC芯片的性能、效率、成本和功耗等资源状况下，可进行更加合理的SoC芯片软硬件架构优化设计。
肖佐楠介绍，国芯科技的产品主要对标的国际领先厂商有恩智浦、意法半导体和英飞凌，具有完全自主知识产权并形成对国外产品的替代。公司汽车电子自主芯片业务着力于聚焦头部重点大客户，致力于用极具创新性、高性价比、高安全性的产品和周到的本地化服务，逐步扩大国内市场和行业影响力。

MCU产品技术对标国际主流
中国物联网和新能源汽车行业等领域快速增长，下游应用产品对MCU产品需求保持旺盛，中国MCU市场增长速度或将继续领先全球。供给难以追上火热的需求端，2022年上半年来看，业界MCU产品交期仍保持紧张，海外大厂扩产尚不能完全满足市场需求，国产MCU有望凭借前期技术积累乘胜追击，切入汽车供应链。
国芯科技瞄准汽车电子芯片领域“缺芯”带来国产化替代窗口机会，聚焦更有技术壁垒和发展潜力的汽车MCU市场，在有效保障产能需求的同时，加速推进汽车芯片国产替代化以及汽车“四化”转型。肖佐楠以为国芯科技汽车电子MCU的关键技术突破与应用为例，给如何解决我国汽车行业“缺芯”的问题提供可行思路。
目前，国芯科技的汽车电子芯片覆盖车身控制、发动机和新能源电机控制、域控制和新能源电池管理系统控制等方面。在车规级安全芯片MCU领域，国芯科技分别拥有车辆、路测端适用于不同场景的安全芯片，在汽车ETC、T-BOX、OBD及V2X领域获得实际批量应用，在国内车规安全芯片市场影响力逐步扩大。
在车身控制领域，公司上半年推出的CCFC2012BC中高端车身及网关控制芯片，可对标国外产品如NXP（恩智浦）MPC5604BC、MPC5607B系列以及ST（意法半导体）的SPC560B50、SPC560B64系列，受到市场的普遍欢迎，订单增加较快，客户包括多家Tier1模组厂商和国内主要的汽车品牌厂商，该芯片采用自主可控的PowerPC的指令集。截至2022年6月底，公司研发成功的新一代中高端车身/网关控制芯片已经获得超过200万颗订单，并实现几十万颗出货和装车，应用场景包括整车控制、车身网关、安全气囊、无钥匙启动及T-BOX等应用，可实现对国外产品的替代，覆盖新能源车和传统乘用车等。
而在汽车动力总成控制领域，国芯科技拥有满足功能安全的多核高性能MCU，第四代动力总成控制器CCFC3007PT满足内燃及混合动力国产化需求，第一代域控制及BMS控制器CCFC3008PT满足新能源域控制及电池管理国产化需求。此外，国芯科技CCFC2003PT对标NXP（恩智浦）MPC5634、CCFC2006PT对标NXP MPC5554，并已在重型发动机中获得实际应用，可覆盖传统的汽柴油发动机、新型混动发动机及电动机应用需求。
步履不停，8月30日晚间，国芯科技公告披露公司研发的新一代MCU产品“CCFC2007PT”在公司内部测试中获得成功，可以广泛应用于汽、柴油车动力总成和新能源电池管理，是在已有CCFC2006PT芯片基础上根据客户需求对功能的进一步增强和完善。CCFC2007PT芯片按照汽车电子Grade1等级进行设计和生产，具有高可靠性，可以应用于苛刻的使用场景，从而增加了产品的应用覆盖面，封装形式包括BGA516/BGA324/LQFP216/LQFP144等，可以广泛应用于汽、柴油车动力总成和新能源电池管理，有望为解决我国汽车和新能源产业“缺芯”问题作出贡献。

深入自主可控国产化

为构建国家重大需求“护城河”，自主可控是行业必由之路，国芯科技始终关注国家重大需求和市场需求领域，以定制芯片设计服务工作为基点，致力于服务安全自主可控的国家战略。在取得技术突破的同时，国芯科技形成新客户和新产品的合作与销售，在信息安全、汽车电子和工业控制以及边缘计算和网络通信等细分领域形成技术特色和市场优势，坚持践行国产替代。同时，国芯科技构建和汽车发动机领域头部客户和动力总成控制模组头部厂商为主的战略合作关系格局，共同定义新产品，深入国产化替代。
据了解，国芯科技2022年就汽车电子领域持续与潍柴动力集团、科世达（上海）管理有限公司、埃泰克汽车电子（芜湖）有限公司等一批汽车电子领域头部客户保持良好的合作关系，在产品开发阶段就受到国内汽车整机厂商和Tier1汽车电子模组厂商的关注和订单支持，形成公司汽车电子芯片产品的先发优势。此外，国芯科技云安全多款产品近日取得进展，CCP907T系列密码卡、CCP903T PCI-E密码卡等多款云安全密码卡产品获得国家密码管理局商用密码检测中心检测通过并取得商用密码产品认证证书。


图源｜网络
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