车规级MCU国产替代率仅1%，RISC-V架构带来新机遇！

8月28日，由芯原股份主办的“第三届滴水湖中国RISC-V产业论坛”在上海滴水湖洲际酒店召开。芯科集成电路（苏州）有限公司（以下简称“芯科集成”）正式发布了基于RISC-V架构的高性能车规级MCU——CX3288。

车规级MCU国产替代率仅1%

近年来，在汽车电气化、网联化、智能化趋势之下，汽车对于MCU的需求高速增长。比如传统燃油豪华车单车的MCU用量大概100颗左右，但是智能电动汽车单车的MCU用量则大幅增长至300颗左右。特别是在2020底全球芯片产能紧缺之后，随着智能汽车的销量的快速增长，引发了整个汽车产业的严重“缺芯”。2021年初，众多的欧美汽车大厂由于车用MCU的紧缺，甚至还通过欧美政府向晶圆代工大厂台积电施压，要求其提升车用MCU的产能。

根据ICInsights数据，全球MCU市场规模在经历2020年下降后，随着2021年全球经济复苏达到196亿美元，预计2022年将会继续保持增长趋势，达到215亿美元，同时，ICInsights预测从2021年到2026年，全球MCU市场规模的复合增长率约为6.7%，在2026年达到272亿美元。其中，2021年全球车规级MCU市场规模为76亿美元，预计到2025年全球车规级MCU市场规模超过110亿美元。

但是在目前的MCU市场，主要被NXP、Microchip、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌所占据，这五家MCU厂商占据了2021年全球MCU销售额的82.1%份额。这些厂商同样也是全球车规级MCU的主要供应商。相比之下，国内芯片厂商在车规级MCU领域仍非常的薄弱。

据芯科集成联合创始人、资深技术市场总监王超介绍：“按照一些专业的评估机构，国产车规级MCU在国内市场占有率应该是有3%-5%。但是按照我们跟客户实际去沟通，比如南方某大小OEM/主机厂，虽然其研发能力也很强，什么样的国产MCU都愿意去测试，但是实际上国产替代率也就1%左右。从一个角度来看，不管是从存量市场还是从增量市场来说，对于国内的车规级MCU厂商来说，存在着巨大的替代增长空间。”

△芯科集成联合创始人、资深技术市场总监王超

RISC-V将是新的突破口？

那么，为何国产车规级MCU领域如此薄弱？

首先，国内厂商之前很多都没有做过车规级MCU，在这块缺乏成功经验。因为，车规级MCU相比非车规MCU有着很大的不同。

比如，芯片在运行当中遇到了随机失效或者系统失效的时候，系统怎么去处理、避免长时间的一些“死机”，能够尽快做到合适的反应，这是功能安全最核心的一个内容。芯片厂商需要符合ISO26262 ASIL标准要求。

在信息安全方面，随着汽车传感器、ECU越来越多，软代码越来越多，以及联网化，将不可避免的带来各种各样的信息安全风险。所以芯片厂商在信息安全方面，也需要满足HSE和Evita Medium HSM的要求。

同时，随着智能汽车技术的持续升级，软件复杂度也在日益增加。比如L3~L5级自动驾驶，代码行数预计将达到3亿~5亿行。因此，汽车芯片的嵌入式开发工具也需要符合AUTOSAR架构要求的MCAL（MCAL处于AUTOSAR架构的最底层，和具体的芯片强绑定，且不同的芯片使用不同的MCAL配置工具）。

严格的安全、可靠性准入标准为汽车MCU树立了较高的技术和准入壁垒。汽车MCU作为控制器件的核心芯片，需在复杂运行环境里（包括高温、低温、不同湿度等）安全运行15年＋，可靠性要求逼近0PPM（0PPM，每百万零缺陷）。此外，在车规标准下，须从设计、制造、封装、测试到量产后层层设计、 层层严控。车载用MCU产品在获得 AEC-Q100、ISO26262等标准认证后，仍需较长时间的整车厂、Tier1 的验证和导入时间。这些对于希望进入汽车市场的国产MCU厂商来说都是巨大考验。

其次，相对于ARMCortex内核垄断消费电子市场，x86垄断PC市场，汽车MCU市场的内核架构则比较多元。目前国外的车规级MCU大厂的内核架构基本都是基于私有架构（比如英飞凌、Microchip、德州仪器、瑞萨等）或者是Arm架构（比如恩智浦、英飞凌、Microchip），但是这些老牌厂商经过多年的发展，已经建立起来自己强大的生态体系。这也意味着国产厂商如果想要沿着他们原有的路线来追赶，必然会比较吃力。

但是，随着全新开源的RISC-V架构的兴起，则给了更具自主可控特性的国产汽车MCU芯片厂商一个新的切入点。

虽然Arm架构和厂家自研架构目前占据车载娱乐/车身/底盘等应用的绝大部分份额。但是RISC-V兼具开源和通用优势，近几年已经成为主流厂商布局的重点方向。比如瑞萨电子也开辟了全新的RISC-V MCU产品线。

另外，国内MCU厂商很多之前都还是在做8位MCU和16位MCU。但是随着汽车迈向“三化”对MCU的规格要求进一步提升。32位MCU广泛应用于仪表板控制、车身控制、 多媒体信息系统、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、 ADAS 等领域。

数据显示，在2021年汽车MCU市场32位MCU占比已经达到了70%，预计到2026年市占率将达到74.02%。所以从这个市场来看，对于32位的RISC-V MCU来说是很好的一个机会，将有着数十亿美元的替代空间。

王超表示：“目前国内外主要MCU/MPU公司均开始在RISC-V方向布局。覆盖领域有协处理器、物联网、边缘AI、通用MCU等，并积极向车规处理器、多核高效能计算等领域推进。得益于在价格、性能、灵活性、自主可控等方面的优势，也促使了RISC-V在汽规级MCU市场与Arm等其他架构MCU分享市场的格局已形成。

值得注意的是，近几年来，国内新兴的车规级MCU厂商很多都不约而同的选择了RISC-V架构来做自己的车规级MCU，比如云途半导体、武汉二进制、国芯科技以及芯科集成。

芯科集成推出车规级MCU——CX3288

芯科集成成立于2022年4月，创始人为国内最早一批汽车芯片设计师，专攻车规级芯片研发多年，从架构定义到大规模量产具有丰富经验，所负责的项目量产成功率100%，掌握了零缺陷车规级品质芯片的开发流程。具有独到的芯片全流程自动化开发平台搭建技术，克服了研发质量和进度对人的高度依赖，具有丰富的大型SoC芯片研发到量产进入市场的全流程经验。

芯科集成的产品线覆盖车身控制、电机控制、底盘控制、仪表、车载网络、智能座舱等品类齐全的车规级MCU/MPU和域控制器SoC芯片。依托自研的全流程自动化车规芯片开发平台，芯科集成力图打造可对标欧美日系车规芯片大厂的零缺陷研发和质量管理体系，有能力高质高效推出车规芯片，快速形成产品矩阵，满足广大客户不同的产品需求。

此次发布的CX3288正是芯科集成的首款基于RISC-V架构的高性能车规级MCU，采用32位RISC-V内核，支持浮点运算指令，主频达到300+MHz，Flash容量最大达2MB，内部集成信息安全模块HSM及以太网/CAN等丰富的外设资源。

作为一款车规级MCU，CX3288的设计符合功能安全ISO26262 ASIL-B的要求；在信息和网络安全方面支持SHE、Medium HSM，支持通信加密和安全启动。并且支持AutoSAR，可提供MCAL和配置工具支持。

“我们在安全上做了很大的努力，CX3288是全片的ECC。不管是内部的Memory还是外扩的Memory，都可以实现ECC的纠错。另外，我们全线的BIST。如果说下一步把内核换成双核，我们就很容易实现功能安全SoC的一些标准。”王超进一步补充道。

对于CX3288的市场预期，王超认为，车规芯片不管是从存量的国产替代、还增量的快速增长，我们国内的市场潜力都非常巨大。

“我们车规级RISC-V MCU从价格、性能、灵活性和自主可控方面都具有优势，特别是在与国外基于Arm或自有架构的车规级MCU厂商竞争时。我们强大的研发能力，以及国内首创的用于车规级MCU全流程自动化开发的平台，用在车规芯片开发上，可以大大的降低时间和减少芯片开发中出错的几率。即使是与国内厂商相比，我们也拥有更高的性能和更丰富的外设，能够提供满足车规客户需要的功能安全和信息安全，以及完善的软硬件生态。”王超总结说道。

编辑：芯智讯-浪客剑