芯旺微电子车规级MCU的发展之路

汽车MCU大缺货引发了一个思考，如何保证国产汽车芯片供应链的自主可控。特别是随着汽车向电子化和智能化方向发展，车用MCU作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，遍布悬挂、气囊、门控和音响等几十种次系统中，地位愈发重要。以往，该市场多由恩智浦、瑞萨电子、Microchip、英飞凌、ST等国外厂商所占据，国内厂商份额寥寥。

不过，这种局面正在发生改变，国内车用MCU在逐步崛起。其中，就包括芯旺微电子，其凭借十余年的车规芯片研发设计和市场交付经验，已经成功打开了国产MCU上车之门。在2021上海慕尼黑电子展现场，芯旺微电子展台人气爆棚，火爆程度可见一斑。

自主内核

长期以来，MCU领域的国内多数厂商均采用ARM授权的内核，芯旺微则“另辟蹊径”，从公司成立之初便坚持自主研发MCU内核。自研内核最大的优势在于在产品端可实现差异化创新，以及搭建周边生态圈，给用户提供更好的服务与价值，是构建行业壁垒的关键。

芯旺微自创的KungFu内核，基于精简指令集而设计，成为继ARM、MIPS、RISC-V之后的又一商用嵌入式处理器内核，具有完全的自主知识产权和完善的工具链系统。KungFu内核家族包括KungFu8、KungFu32、数字信号控制器内核KungFu32D以及多核系统KungFu32DA。

搭载KungFu内核的MCU产品具有高性能、高可靠性、高集成度、高I/O利用率、RAM/Flash容量比高、低功耗等优点。

值得一提的是，芯旺微在KungFu8内核取得巨大成功的基础上推出了32位内核KungFu32，KungFu32主频高达120Mhz；在先进工艺制程下，ESD可以达到8KV（HBM），EFT可以达到4.2KV，在32位MCU产品中属于最高等级；多I/O也是新产品的一大亮点，100PIN@94个I/O，48PIN@45个I/O，平均I/O占用率高达94%，是同类产品中最高比例。在安全方面，全系车规级32位MCU具备Flash/RAM ECC校验；双看门狗，时钟故障检测和切换及数据CRC32校验单元和AES128硬件加解密。

迄今为止，芯旺微成功向应用市场推出了KF8F、KF8L、KF8A、KF8TS、KF8S等多种8位MCU产品和KF32A、KF32F、KF32L、KF32LS等32位MCU产品。得益于高性能和高可靠性KungFu内核，芯旺微的MCU产品已打入全球多家世界500强和国内知名企业的供应链，累计出货超过7亿颗。

除了拥有独立自主的MCU内核及架构，芯旺微还开发了一系列能提供自主研发的开发工具，包括集成开发环境、C编译器和仿真器，实现了从芯片到工具链的全自主，这也是其建立自己生态的重要一环。

国产MCU内核的研发可以省去授权环节，避免被禁用的风险，这已经是当前国内市场的主流趋势，而芯旺微无疑是这一趋势的引领者。

攻克车载MCU

市调机构IC Insights的数据显示，汽车电子是MCU占比最大且最具潜力的下游应用市场，占整体销售额的33%。不过从竞争格局来看，恩智浦、瑞萨电子等国外大厂仍是该市场的“头号玩家”。

其背后的原因在于车规级MCU存在较高技术壁垒和配套资源，想要入局绝非易事，大部分国内厂商因此“退避三舍”。

车规级MCU的IATF 16949（符合零失效的质量管理）、AEC-Q100（符合器件可靠性标准）、ASIL功能安全等级（符合ISO26262标准安全性）等汽车安全认证让众多国内厂商望而却步。这其中，AEC-Q100可靠性测试认证是汽车级MCU的可靠性认证的关键。其共有七大组41项测试，测试流程涵盖Wafer Foundry，Design House和 Assembly and Test Factory等产业上下游。这些挑战成了很多企业难以跨越的“鸿沟”。

但是芯旺微却迎难而上，全力去攻克这些挑战。作为国内较早布局车规级MCU的厂商，芯旺微不断完善车规MCU的管控流程，从芯片的设计、制造到品控，每个环节均满足汽车电子的标准规范，并通过持续投入自建可靠性实验室，来保障汽车电子AEC-Q100的可靠性测试流程，不断提升车规级MCU的性能与可靠性。

积极的投入换来了丰硕的回报，芯旺微在2009年就推出了大中华区首颗工业级汽车级标准Flash+EEPROM型8Bit MCU；2015年发布第二代KungFu8内核产品；2019年发布17款8位MCU，同年量产了KungFu32内核的32位车规级MCU。

当前，基于芯旺微电子自主KungFu内核的MCU凭借低功耗、高可靠、高性能、良好的一致性和稳定性的特征，已经在上汽、大众、东风、吉利、北汽、陕汽、五菱、福田等车型上率先实现了国产化MCU器件的导入设计和量产应用。

并且，芯旺微凭借自有架构及开发环境，在开发定制和保障供应链安全方面都有很大的竞争优势，可以定制开发，响应速度很快，并且可规避断供或者高价的风险。

 

2020年，公司车规级MCU的销售额超3000万，32位MCU的出货量也已经实现百万片的销售；而整个工业+汽车的MCU销售额更是超1亿元。

覆盖汽车各场景

目前芯旺微的汽车级MCU产品已实现全系列布局，针对从车身控制到汽车照明系统，到智能座舱再到电机电源的驱动控制系统，芯旺微都有完整的规划。

以汽车照明为例，芯旺微针对不同照明系统研发了不同的解决方案。例如KF8A100GQT凭借内置LIN总线通信模块、I/O数量多、支持更多LED控制且休眠功耗低等特点可应用于汽车前组合灯；KF8A200GQS的定时器资源丰富，抗干扰、可靠性好、对多个品牌LED驱动兼容性好，可用于贯穿式尾灯；另外KF8A100FTN可应用于贯穿式LED尾灯。

 

目前智能座舱正呈现“人机交互按键全部升级位Touch”的趋势，对此，芯旺微推出了车规级的Touch Key型MCU，内置4路LIN 2路CAN外设适配车载通信节点，能够帮助用户更好的去实现智能座舱的虚拟按键，形成触摸按键功能。例如KF32A141、KF32A151等产品。

此外，芯旺微针对汽车无线充电、汽车车窗/天窗、汽车风机/水泵控制、汽车TBOX、车载充电机也推出了相应的解决方案。

其中，汽车无线充电方案的代表型号为KF32A140，其主频为48MHz，Flash高达128KB，支持CAN、LIN、SPI、IIC等常规通信接口；KF32A140系列可应用于汽车车窗、天窗方案，内置多路LIN CAN外设适配车载通信节点，128K大容量Flash，支持A/B 程序升级。

结语

“不积硅步，无以致千里”，芯旺微坚持发展核心技术从而在国内MCU领域占据了一席之地。值得一提的是，始于去年第三季度的车用芯片缺货危机至今无解，MCU成为了“重灾区”，招商银行研究院研报显示，几乎所有的MCU交货期都增加了两个月以上。

芯旺微一直以来都很重视供应链合作伙伴关系建设，与一流的Foundry和封测厂建立长期合作，共生共荣，同时开设独立的车规级器件产线，自建可靠性实验室，以确保产能充足，供货稳定。目前该公司的交期为3～4个月，保持了业内最高水准。

未来，芯旺微会一直走在自研路上，为建立自主、可控、安全的国内供应链出一份力。
      责任编辑:tzh