全國產(chǎn)自主可控車規(guī)MCU發(fā)布！使用RISC-V內(nèi)核，進入動力安全域應用

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）最近東風汽車在湖北省車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體大會上，發(fā)布了據(jù)稱是中國首顆完全國產(chǎn)自主可控高性能車規(guī)級MCU芯片——DF30。東風汽車表示，目前已完成3款車規(guī)級芯片流片，除了車規(guī)級MCU之外，還有一款H橋驅(qū)動芯片、一款高邊驅(qū)動芯片（已量產(chǎn)上車）。

車企造芯的大潮，從2020年下半年開始的全球汽車芯片短缺開始，當時車用MCU的缺貨狀況尤為嚴重。但如果看此前宣布投入造芯的車企，選擇的自研芯片方向往往不是在市場上最為短缺的車用MCU，而是更加傾向自動駕駛、智能座艙、功率器件等方向。那么為什么東風會選擇自研車用MCU？東風自研MCU的背景和技術是什么？下面的內(nèi)容或許能夠作出解答。

與二進制半導體聯(lián)合開發(fā)，采用芯來RISC-V內(nèi)核

在官方的介紹中，DF30是由東風汽車與中國信息通信科技集團（下簡稱中國信科）聯(lián)合開發(fā)。在2019年，由于受到國際形勢動蕩影響，供應鏈安全問題日益嚴峻，國產(chǎn)芯片替代的趨勢也逐漸擺上臺面，國內(nèi)不少芯片初創(chuàng)企業(yè)也是在當時的市場背景下成立。

東風汽車也在2019年規(guī)劃了一系列車用芯片產(chǎn)品，包括高端MCU以及四款專用芯片，以保證供應鏈穩(wěn)定和安全。到2022年，東風汽車聯(lián)合中國信科等多家企事業(yè)單位共同成立了湖北省車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體，目的是聯(lián)合“政產(chǎn)學研”的力量，實現(xiàn)車規(guī)級芯片完全自主定義、設計、制造、封測與控制器開發(fā)及應用，打通車規(guī)芯片產(chǎn)業(yè)鏈，深化產(chǎn)學研合作。

同在2022年，東風汽車和中國信科共同出資10億元成立了二進制半導體，該公司主要由兩大類業(yè)務，一是以太網(wǎng)交換芯片、二是工控和車規(guī)的MCU產(chǎn)品，因此實際上東風汽車的MCU項目是與二進制半導體聯(lián)合開發(fā)。

早在2022年11月，二進制半導體就發(fā)布了首款高性能車規(guī)MCU伏羲2360。當然，這時距離公司成立還不到10個月，這款產(chǎn)品作為公司的首款車規(guī)MCU，在2023年才宣布了首次流片。伏羲2360采用了國產(chǎn)RISC-V指令集內(nèi)核，實現(xiàn)全自主可控，主頻不低于300Mhz；提供自研高性能時鐘管理單元、自研高性能硬件安全模塊，同時支持雙核鎖步機制以及ECC糾錯，主要應用于汽車發(fā)動機、變速箱、三電控制、ADAS、整車控制等汽車動力安全域。

值得一提的是，國內(nèi)RISC-V處理器IP大廠芯來科技是湖北省車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體的創(chuàng)始成員之一，自然也為二進制半導體提供國產(chǎn)RISC-V處理器內(nèi)核IP。

DF30作為二進制半導體和東風汽車聯(lián)合開發(fā)的車規(guī)MCU，同樣采用了芯來的處理器IP。根據(jù)官方信息，DF30芯片基于芯來科技NA900系列RISC-V處理器內(nèi)核，采用多核架構，主頻最高350MhZ；采用國內(nèi)40nm車規(guī)工藝開發(fā)，全流程國內(nèi)閉環(huán)，功能安全等級達到ASIL-D。

據(jù)芯來介紹，NA900車規(guī)級處理器是全球首個通過ISO26262 ASIL-D產(chǎn)品認證的RISC-V CPU IP。

與此同時，DF30已經(jīng)通過基礎測試、壓力測試、應用測試等295項嚴格測試， 已進入控制系統(tǒng)應用開發(fā)階段，有望在國產(chǎn)同類芯片中率先實現(xiàn)量產(chǎn)上車。目前國產(chǎn)車規(guī)MCU雖然種類繁多，也已經(jīng)有很多已經(jīng)進入到量產(chǎn)車型上，但確實在動力安全域中使用的還幾乎處于空白。

按照東風汽車的規(guī)劃，未來新車型的芯片國產(chǎn)化率將達到40%，并制定了在汽車中央網(wǎng)關、智慧座艙、自動駕駛、動力控制等領域的國產(chǎn)化芯片開發(fā)應用戰(zhàn)略，未來自研車規(guī)MCU還將會對外銷售。除了MCU之外，還會投入到座艙、自動駕駛等領域，今年9月東風就宣布未來還將加快國產(chǎn)高算力芯片應用，2026年廣泛采用7納米制程芯片，2030年將應用5納米制程芯片，2035年將應用更先進的芯片架構。

國產(chǎn)車規(guī)MCU加快上車腳步

根據(jù)semiconductor Intelligence的數(shù)據(jù)，2023年全球汽車芯片的市場規(guī)模達到670億美元，同比增長12%。前五大廠商，英飛凌、恩智浦、意法半導體、TI、瑞薩合計占據(jù)超過5o%的市場份額，而前十二大廠商合計占據(jù)超過75%的市場份額，而目前前十二家汽車芯片廠商均為海外企業(yè)。

而隨著汽車新四化的趨勢，汽車芯片使用量增速驚人，已經(jīng)成為了近幾年半導體行業(yè)中增速最快的終端市場之一。

但根據(jù)原工信部部長苗圩的數(shù)據(jù)，中國車規(guī)級芯片自給率還不到10%。巨大的自主替代市場空間，也為國產(chǎn)車規(guī)MCU初創(chuàng)企業(yè)提供了極佳的市場機會。

當然車規(guī)級MCU的門檻較高，盡管近年市場上本土廠商推出的車規(guī)MCU數(shù)量較多，但普遍集中在車燈、門窗、座椅等對功能安全等級要求較低的領域。

不過除了DF30外，也有不少國產(chǎn)的廠商將車規(guī)MCU推向動力域、底盤域等對功能安全等級要求高、對芯片可靠性要求高的應用場景。

比如芯馳科技去年的高性能車規(guī)MCU E3就被搭載在CDC懸架控制器上，并在奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上正式量產(chǎn)，成為了國內(nèi)首個應用在主動懸架的車規(guī)控制芯片。

今年Tier1模組廠商埃泰克也采用國芯科技的CCFC3007BC芯片開發(fā)了電控領域的域控制器，并獲得國內(nèi)汽車主機廠定點；芯旺微基于自主KungFu內(nèi)核的車規(guī)MCU也早在2022年就已經(jīng)進入了底盤和動力系統(tǒng)的控制應用。

小結(jié)：

車企自研MCU，一個好處是能夠更快地響應以及進行驗證，以獲得更多數(shù)據(jù)改善芯片的可靠性。而過去國產(chǎn)汽車芯片上車難，一大問題就在于難以說服車企更換成熟且可靠的海外芯片廠商產(chǎn)品，而東風DF30等一系列國產(chǎn)車規(guī)芯片未來在新車型上的成功應用，或許會給其他國產(chǎn)車規(guī)芯片廠商帶來更多的機會。