進擊主流市場，先楫半導體發(fā)布HPM5300，如何賦能三大應用領(lǐng)域？

本文來源于公眾號與非網(wǎng)eefocus，作者李堅

在全球技術(shù)的演進中，MCU已成為很多設(shè)備和系統(tǒng)的“大腦”。特別是在家電、移動終端、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、新能源、邊緣AI技術(shù)及智能汽車的發(fā)展中，對MCU的需求呈現(xiàn)出了幾何式的增長。未來的技術(shù)發(fā)展趨勢明顯需要MCU提供更高的性能。

在過去幾年，國產(chǎn)MCU得益于半導體缺貨，順利在8位中低端市場擴展了市場份額，然而在競爭更加激烈的ARM cortex M3、M4市場，市場份額仍然偏小?；趯夹g(shù)前瞻趨勢的把握，部分國產(chǎn)MCU制造商開始積極調(diào)整策略，嘗試在高性能MCU領(lǐng)域找到新的機會。某些國產(chǎn)MCU的產(chǎn)品性能甚至已經(jīng)趕超國際品牌。

作為近年來嶄露頭角的國產(chǎn)MCU的代表企業(yè)，先楫半導體已經(jīng)成功地在高性能MCU領(lǐng)域留下了自己的印記。這家致力于高性能嵌入式解決方案的半導體公司于2020年在上海成立。短短的幾年時間，它就在MCU、微處理器和相關(guān)芯片領(lǐng)域展現(xiàn)出了強大的研發(fā)能力。不僅如此，他們的核心團隊更是來自于全球知名的半導體公司，具備超過15年的研發(fā)經(jīng)驗，這為其產(chǎn)品的高質(zhì)量和創(chuàng)新提供了堅實的基石。

先楫半導體推出的HPM5300系列新品，特別針對高性能運動控制進行了優(yōu)化。這次新品的發(fā)布代表了先楫半導體由高性能市場向主流MCU市場實現(xiàn)降維打擊。

HPM5300的產(chǎn)品特色？

過去，主控芯片主頻的不足曾是限制運控能力的主要瓶頸，但HPM5300徹底改變了這一局面。HPM5300系列主頻高達480MHz，不僅支持雙精度浮點運算，還帶有強大的DSP擴展，堪稱滿足大多數(shù)應用場景的完美解決方案。它擁有高速運算能力，提升了帶寬，從而實現(xiàn)了更快的指令響應時間。更為突出的是，HPM5300獨有的“位置傳感器系統(tǒng)”，與其強大的兼容性相結(jié)合，為運動控制賦予了全新的定義。

存儲方面，HPM5300是先楫半導體首款全系列內(nèi)置1 MB Flash的產(chǎn)品，同時內(nèi)置 288KB SRAM，極大地減少了依賴低速外部存儲器，從而避免了潛在的性能損失。為了提升整體系統(tǒng)精度，模擬部分融合了16bit ADC、12bit DAC及運放。同時，雙八通道的PWM模塊和PLB可編程邏輯單元的引入，使得HPM5300在邏輯保護和穩(wěn)定性上均表現(xiàn)出色。卓越的通訊能力體現(xiàn)在豐富的接口配置上，包括4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C，以及內(nèi)置HS PHY的USB OTG，使其在接口應用中展現(xiàn)出廣泛的靈活性。

HPM5300對于位置傳感器的支持極為出色，包括光電式、磁感應和旋轉(zhuǎn)變壓器，而且提供了靈活多樣的編碼器輸入輸出選項，確保了與增量和絕對編碼器的無縫對接。此外，它還兼容市面上主流的編碼器通訊協(xié)議，例如多摩川、BISS-C、ENDAT和HIPERFACE等。

HPM5300不僅僅是一個高性能的微控制器，同時展現(xiàn)出巨大的潛能和應用前景。相比其他市場上的產(chǎn)品，例如ST的X07等，擁有512K Flash的MCU已經(jīng)顯得稍顯不足。HPM5300的1MB Flash為其帶來了巨大的優(yōu)勢。此外，其16bit高精度ADC相較于其他仍在使用12bit ADC的產(chǎn)品，在提供更高精度和效率上占據(jù)了領(lǐng)先地位。

HPM5300特色亮點

HPM5300系列的亮點包括：高性能、高集成度、多樣化的封裝、獨特的傳感器系統(tǒng)、豐富的通訊接口，以及高效的模擬外設(shè)。先楫半導體針對 HPM5300 同步推出了完整的軟硬件開發(fā)工具，包括HPM5300 評估套件、HPM SDK、集成開發(fā)環(huán)境、IO 配置工具 HPM PINMUX Tool 和量產(chǎn)燒錄工具 HPM manufacture tools 等。

HPM5300如何賦能工業(yè)自動化、新能源、汽車電子三大應用領(lǐng)域？

根據(jù)2023年的市場報告，國內(nèi)自動化市場的規(guī)模預計將突破2800億大關(guān)。與此同時，新能源市場也展現(xiàn)出強大的發(fā)展?jié)摿?。?jù)預測，到2025年，全球的光伏新增裝機量將高達330GW，其年復合增長率更是高達94.12%，這一數(shù)據(jù)凸顯了新能源在未來能源結(jié)構(gòu)中的重要地位。另一方面，智能汽車市場也呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，預計在2025年，我國的市場規(guī)模將接近萬億元。工業(yè)自動化、新能源、汽車電子三大應用方向正是先楫半導體的發(fā)展重點。在這些應用領(lǐng)域，HPM5300 獨特的高性能、小封裝、運動控制功能都可以為先楫半導體搶占不少市場份額。

在工業(yè)自動化的應用中，尤其是編碼器和伺服驅(qū)動器，HPM5300支持靈活的編碼器輸入輸出，為工廠的自動化生產(chǎn)線提供更高效的解決方案。在新能源領(lǐng)域，微型逆變器正在成為新的熱門，HPM5300的小封裝、480MHz主頻的算力可以說是其中的佼佼者，能夠幫助客戶大大縮短產(chǎn)品上市的時間。

HPM5300系列產(chǎn)品能夠在-40—105℃ Ta的環(huán)境溫度下穩(wěn)定工作，這為其在工業(yè)級和車規(guī)級的應用中提供了強有力的保障。對于車規(guī)級應用來說，HPM5300 的 4 個 CANFD、 16b ADC 也是非常適合汽車上的應用，滿足車身傳感器融合、組合導航、電機，車身控制等汽車智能化所需的 MCU市場需求。

技術(shù)的發(fā)展從未停息，AI技術(shù)的崛起更是給整個科技領(lǐng)域帶來了巨大的沖擊和變革。MCU 結(jié)合 AI，能帶來性能的提升或者功能的增加。比如采集電機的振動和電流信號并進行 AI 計算分析，可以實現(xiàn)電機健康狀態(tài)的判斷，決定是否需要進行維護，這就是電機的預維護功能。

先楫半導體已經(jīng)看到了這種變化帶來的無限可能，所以選擇在 AI 方面持續(xù)投入。目前先楫的 SDK 里面已經(jīng)開源了人臉識別、分類等典型的應用例程，也和 AI 方案公司配合為客戶提供行業(yè)的解決方案，如電弧信號的檢測、制造行業(yè)的缺陷檢測、電機預維護、掌紋辨識，人臉識別等。由于 AI 應用落地需要大量的數(shù)據(jù)樣本采集、標定、模型的優(yōu)化等復雜過程，所以每個案例都需要根據(jù)需求進行特定的學習和優(yōu)化，開發(fā)時間比較長，需要企業(yè)不間斷的進行資源投入。相信先楫半導體會抓住市場先機，攜手合作伙伴，在后續(xù)給大家?guī)砀喔咝У慕鉀Q方案。

另一方面，開放源代碼的RISC-V指令集架構(gòu)近年來也引起了廣泛的關(guān)注。大家可以看到，RISC-V 技術(shù)的發(fā)展是加速的，預計在未來的幾年內(nèi)可以看到大廠會紛紛推出 RISC-V 產(chǎn)品。先楫認為，這種開放源碼的硬件架構(gòu)將賦予產(chǎn)品更大的靈活性和定制性，這不僅有助于滿足客戶的差異化需求，還能確保全球范圍內(nèi)的技術(shù)協(xié)同與共享。

但先楫絕不滿足于簡單地采用RISC-V，他們更注重如何創(chuàng)新。例如，公司在低功耗應用、AI處理和高性能計算領(lǐng)域都進行了基于RISC-V的芯片開發(fā)，目前，這些芯片都有出色的性能表現(xiàn)。

隨著技術(shù)不斷演進，我們可以預見，RISC-V可能會在未來挑戰(zhàn)、甚至取代現(xiàn)有的一些商業(yè)指令集架構(gòu)（ISA）。這將為微處理器設(shè)計領(lǐng)域帶來前所未有的機遇，為此，開放性、靈活性和生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)將會變得尤為關(guān)鍵。

先楫半導體從成立第一天開始就注重生態(tài)的開發(fā)和用戶的使用體驗。在軟件開發(fā)工具、硬件開發(fā)工具及各種支持軟件上都做了很多的工作，極大地降低了客戶的開發(fā)難度。比如說先楫是第一家給客戶提供免費的 Segger 開發(fā)環(huán)境的公司，也是世界知名的 IAR 公司在高性能RISC-V 上支持的第 1 個品牌。先楫推出自己研制的各種開發(fā)工具，比如 pinmux tool, manufacturing tool, 可控模塊編程工具等， 目的也是為客戶開發(fā)基于先楫 MCU 的產(chǎn)品和方案提供便利。先楫支持 6 種以上的實時操作系統(tǒng)，提供非常豐富的軟件中間件和應用軟件庫（例如馬達、 逆變等）。同時， 先楫所有的資料庫都透明和開源，從規(guī)格書、硬件設(shè)計、應用指南到軟件例程都放在官網(wǎng)上供客戶下載。先楫半導體在公眾號、 論壇、 視頻號、 開發(fā)者活動及校園計劃等等一系列全方位的生態(tài)建設(shè)中發(fā)力， 也是為了讓更多的開發(fā)者了解和使用先楫高性能 MCU， 做到從量變到質(zhì)變的積累。

總結(jié)：做更難的技術(shù)創(chuàng)新替代

在當今競爭激烈的半導體市場中，每一家公司都在尋找自己的特色和差異化點。先楫半導體早已明白這一點。他們沒有選擇競爭激烈的中低端市場，而是大膽地進入了難度更高的高性能市場，這樣的決策無疑體現(xiàn)了他們對市場的敏感度和前瞻性。但這樣的成功并不是一蹴而就的。它背后是公司長期的技術(shù)研發(fā)、對客戶需求的深入理解，以及對整個市場動態(tài)的準確把握。

先楫半導體MCU產(chǎn)品系列

先楫半導體創(chuàng)始人曾勁濤對與非網(wǎng)記者表示，盡管國產(chǎn)的MCU在不同領(lǐng)域的替代率已經(jīng)非常高，但剩下的技術(shù)集中度高、難以替代的部分才是先楫半導體的發(fā)展方向。他表示，光靠低成本價格戰(zhàn)沒有未來，只有持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，才能真正贏得客戶的信賴。

HPM5300系列的推出，是先楫半導體將高性能引入主流 MCU 應用市場的重要舉措，印證了先楫半導體對技術(shù)的把握和對市場的前瞻性。先楫半導體希望通過持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新，賦能客戶在運動控制領(lǐng)域的開發(fā)能力，從而占領(lǐng)更大的市場份額。我們有理由相信，先楫半導體高性能MCU系列產(chǎn)品將繼續(xù)為整個行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和變革。