国产车载MCU的突进与创新 _MCU

汽车新四化进程不断推进，汽车电子产业将迎来发展黄金期。
据 IC Insights 预测，车规级 MCU芯片销售额将在 2020 年接近 65 亿美元，随后在 2021-2023 年器件涨幅逐步加大，2023 年销售额将达到 81 亿美元。
而就目前来看，全球 MCU 市场由瑞萨、恩智浦、英飞凌、Microchip、赛普拉斯、意法半导体等国外半导体厂商主导，同时高通、英伟达、英特尔等消费电子巨头也在极力进入这一领域，相较之下，起步较晚、技术薄弱的国产车载 MCU 厂商处于弱势状态。
前不久，与非网一篇《为何国产车载 MCU 发展长路漫漫？》描述了国产车载 MCU 的现状与困境，从设计研发到生产良率再到车规级测试及认证等都是摆在眼前的难题，国产车载 MCU 长路漫漫，仍在追赶阶段。
近日，四维图旗下全资子公司 AutoChips 杰发科技车规级 MCU 产品线又添重量级新成员——AC7801X，这是继 2018 年底推出首颗车规级 MCU 芯片 AC7811 之后，又一颗国产 32 位 Cortex-M0+车规级 MCU 芯片，旨在进一步拓宽国内车身控制领域的市场份额。
据介绍，AC7801x 系列 MCU 符合 AEC-Q100 规范，适用于汽车电子和高可靠性工业应用，主要用于电控领域。在汽车上可广泛适用于天窗、车窗、座椅、ETC、LED 车灯、雨量传感器以及倒车雷达等。

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AC7801x 芯片框图（图源：杰发科技官网）
从芯片架构图看到，AC7801x 系列芯片基于 ARM Cortex®-M0+内核，运行主频 48MHz，最高 128KB Flash，最高 20KB RAM，供电电压支持 2.7~5.5V，具备出色 EMC/ESD 能力，能够适应更恶劣的环境，温度范围: -40 to 125℃；支持 LQFP48、QFN32、TSSOP20 三种封装类型。
在通信模块，本系列芯片支持 2 路 SPI、2 路 I2C、支持 1 路 CAN-FD，兼容 CAN 2.0B、支持 3 路 UART、支持 2 路 software LIN 。
AC7801x 系列芯片具备强大的拓展能力，成熟完善的 ARM 架构及生态配置；先进的 CAN-FD 满足未来高带宽总线拓展需求；产品适配 AUTOSAR 功能；大容量 Flash/RAM、丰富的外设接口可充分满足客户个性化及扩展需求。同时 AC7801X 具有绝佳的性价比优势，推动传统车身包含的大量 8 位 /16 位 MCU 升级换代，助力汽车电子化跨越。
相比消费 / 工业级 MCU，车规级 MCU 优势体现在哪些方面？
车规级 MCU 相比消费级和工业级产品，在温度范围、稳定性、生产良率、生命周期以及认证流程等方面存在明显差距。

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图源：网络
温度范围：车规级 MCU 需要宽工作温度范围。MCU 需要在 -40℃~125℃范围内各个模块均可以正常工作，例如内置的 EEPROM 可以在高温下保证足够高的擦写寿命；MCU 内有着大量的模拟器件，需要保证这些器件在全温范围内的一致性，包括 ADC、时钟、内部参考电压、运放比较器失调电压等。
稳定性：器件的抗干扰性能要求极高，包括抗 ESD 静电，EFT 群脉冲，RS 传导辐射等，MCU 在这些干扰下能够做到不损坏、不死机、不复位。
生产良率&生命周期：车规级 MCU 产品的批量一致性。如何把产品的不良率做到 1PPM，甚至更低。这对芯片公司的设计和品控都是一个非常大的挑战，设计时需要考虑如何降低功能和性能上的理论偏差，品控时测试要周密全面。产品使用周期要达到 15-20 年，技术难度远大于消费电子类芯片。
认证流程：汽车芯片落地之所以耗时较长，究其原因在于认证流程。芯片进入汽车领域，必须通过两个认证：第一个是由北美汽车产业所推出的 AEC-Q100（IC）、101（离散元件）、200（被动零件）可靠标准；第二个是要符合零失效的供应链品质管理标准 ISO/TS 16949 规范中的 ASIL 安全等级。ASIL 安全等级规范了汽车电子中具体器件的安全设计要求，根据不同的控制场景，需要满足不同的等级规范，以提高器件的容错率和故障诊断覆盖率。每一环节都需要反复测试验证，即使发现一颗产品有问题，也必须从头到尾盘查，找到根本原因并采取有效方案。
与国外同类别车载 MCU 对比，有哪些创新和亮点？
国内 MCU 行业整体起步较晚、技术较薄弱，在品牌、产品稳定性、供货能力以及产业链协同等方面存在不足。但本土车规级 MCU 产品在追赶和模仿中也逐渐表现出新的亮点。
口说无凭，我们来与国际大厂同类别 MCU 来进行一下比较：