“慕”名而来！芯旺以创新技术巩固国产车规级MCU市场地位
有着“中国电子行业风向标”之称的2020年慕尼黑上海电子展于7月3-5日在国家会展中心（上海）盛大召开。本届慕尼黑上海电子展以“融合创新，智造未来”为主题，聚焦精密电子生产设备和制造组装服务，全面展示电子制造核心科技。作为IC设计环节的重要一员，国内MCU前沿企业上海芯旺微电子技术有限公司（ChipON，以下简称“芯旺”）携多款性能出色MCU产品重磅亮相本次行业盛会，吸引了众多业内人士关注。
图：芯旺展位人气高涨
据芯旺VP丁丁在《国际汽车电子和电动车创新论坛》中表示，车规级MCU是芯旺本次参展的重要产品。
图：2019年全球汽车半导体产值
数据来源：Gartner
据Gartner 报告显示，在2019年全球汽车半导体产值对比中，欧洲汽车半导体产值高达150亿美元，而中国仅10亿美元，产值占国产汽车半导体市场需求不到3%的比例。国产汽车半导体远远供不应求，广泛依赖进口产品，其中国产车规级MCU情况更为极端，产值占比几乎为0。究其根本，这与车规级MCU存在较高技术壁垒和配套资源有关。
图：芯旺VP丁丁在《国际汽车电子和电动车创新论坛》中演讲
据丁总介绍，汽车半导体产品呈“多-长-高-高-大”特征，具体来说就是车规标准多；研发周期长，2年起步；隐形成本高，必须确保可靠性的质量管理投入 以及实现DPPM个位数的质量管理投入 ；配套要求高，这体现在车规MCU研发、生产、封装等制造全环节中；此外，为保障交通安全，车规级MCU的连带安全责任大。
其中仅车规标准的规范认证就令部分企业难以企及。国际汽车电子协会对车规MCU推出以下三种标准规范，以确保汽车电子产品的安全运行。
①AEC-Q100可靠性标准；
②符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准IATF 16949规范；
③符合ISO26262标准的ASIL功能安全保证级别。
这些认证提高了MCU企业进军汽车市场的门槛，“长-高-高-大”也进一步加大了车规MCU的研发难度。不过，芯旺已一一攻破。
图：芯旺车规级MCU满足AEC-Q100质量认证
丁总表示，作为从2009年国内较早正式推出车规MCU领域的企业，经过十数年的发展，芯旺利用多年来的技术积累和开发经验，做到了从芯片的设计、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，来保障产品合规，助力车规级MCU的发展和探索，并以此长期树立国产车规级MCU的标杆。
深耕车规MCU多年，芯旺要做的还远不止推出符合车规级的MCU产品。芯旺曾在2009年推出的大中华地区首颗既集成100万次擦写寿命的EEPROM又可以工作到125℃环境温度的Flash型MCU，以此为起步，据丁总总结，经过多年来卓越而有成效的努力，芯旺已经在车规级MCU技术上取得三方面的创新突破。
创新一：自研KungFu自主内核
谈及国产芯片自主处理器内核，丁总有些感慨，今天国产芯片被处处“卡脖子”说到底是因为没有长期的坚持发展基础技术，拿来主义最终的结果只有被控制。为了避免这种情境同样发生在国产汽车MCU领域，芯旺从源头出发，钻研构建了KungFu自主内核。
图：KF32A151入门级评估板
丁总强调，如果仅仅是采取跟随策略或定位“国产替代”，是无法在32位MCU市场实现超越的。紧贴客户需求，打造出具有差异化创新的产品，才能真正弯道超车，突破国外垄断。因此长期来看，国产化替代是一个阶段性机遇，但不是目标，自建生态系统、深入应用场景、做好自己才是构建技术生态和产业生态，探索适合中国的发展模式。
丁总特别指出，自2019年芯旺在自研架构上已经在32位MCU上取得突破性进展，2019年下半年，芯旺针对汽车市场一口气推出了17款车规级MCU，为打破国内车规级MCU一直以来被国外巨头垄断局面贡献了一大批生力军。目前芯旺8位和32位MCU均采用基于自有专利的KungFu自主内核，在当前中美贸易摩擦的背景下，不存在芯片IP授权“卡脖子”问题，也没有被禁用的风险。
创新二：兼顾性能与功耗的平衡
创新性的架构令国产MCU的性能达到了新高度，特别是在32位MCU领域，基于“KungFu”架构的KF32系列在保证和提升高可靠性能的同时，进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡，补齐了三者无法全部兼容的短板。
图：芯旺开发工具链
为了实现自有架构的易用性，芯旺在生态工具链上也作出了创新性布局。丁总强调，“MCU的应用不是点，而是线。除了芯片，芯旺同时为开发者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，真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。”在成熟的生态链环境下，基于KungFu32架构的MCU产品应用门槛极低，“对一个原本使用Arm架构MCU的工程师来说，最快一天，最晚一周就能上手KungFu系列MCU应用，在不同架构MCU应用之间切换基本不存在挑战。”
车规MCU创新三：满足外设资源的多样性
为了适应当前汽车电子的多样化需求，芯旺MCU采用了丰富数模混合外设以及多达6路CAN接口等特色设计，以达到外设资源的多样性效果。在汽车接口方面，芯旺单芯片可提供: CAN2.0: UP TO 6和CH LIN2.0: UP TO 4 CH两种模式；在功能外设方面，单芯片可提供丰富的数字外设和模拟外设，满足汽车控制域的控制需求。
基于三大技术创新，截止2020年上半年，车规MCU产品型号已经接近30款，其中32位MCU就覆盖48M、64M、120M三大系列。
图：芯旺车规级32位MCU
产品应用覆盖车身控制、汽车电源与电机、汽车照明、仪表辅助与车联网、雷达等汽车前装应用场景。
图：芯旺车规级MCU汽车照明应用场景
回顾芯旺的车规级MCU发展历程，丁总总结道，从2009年的早期探索到如今车规MCU的大规模应用于汽车前装，从8位车规MCU到32位车规MCU，漫长的过程中有工艺技术的积累，有设计技术的积累，有可靠性测试验证技术的积累。芯旺的车规级MCU研发与突破并非一蹴而就，而是经历了诸多漫长而又痛苦的过程。芯旺是在不断坚持下才迎来突破，不断积累技术量变才引起质变，以创新技术奠定了其当下国产车规级MCU领先的地位。
技术上的挑战逐一克服，也让芯旺从一开始专注的汽车级、工业级 MCU 领域出发，迈向了更大的MCU应用领域。
图：芯旺MCU产品
在本次展会上，芯旺展出了8位/32位两条产品线的MCU产品。其中，据芯旺现场工程师介绍，基于KungFu32自主架构的KF32A、KF32F、KF32L、KF32LS等四个系列32位MCU产品分别定位于汽车电子、工业控制、AIoT三大方向。车规级KF32A系列主要应用在汽车BCM（车身控制器）/ECU、T-BOX、门窗控制、空调、照明、逆变器、倒车雷达等；工业级KF32F系列着力应用在电机、伺服、电源、逆变器领域；KF32L系列和单组电源型KF32LS系列，专注的应用领域主要在AIoT、智能家居、仪表控制、可穿戴设备、语音识别、指纹识别。
图：芯旺FAE经理卢恒洋发表演讲
值得注意的是，据芯旺FAE经理卢恒洋在展会同期活动《国际嵌入式系统创新论坛》中发表主题演讲《ChipON MCU 在物联网中的应用》中介绍，芯旺针对AIoT市场推出的产品系列极具特色优势，根据实现功能的不同，芯旺AIoT产品主要可以分成Touchkey型MCU和高性能混合信号MCU，前者主要适用于触控式人机交互设备，如智能音箱、智能台灯、智能面板等；后者侧重满足设备实现生物识别和语音识别等生物识别功能。
图：芯旺AIoT系列MCU产品
高性能混合信号MCU中的典型是KF32L530。KF32L530是一款应AIoT场景而生的通用型MCU，可广泛应用于手持智能设备、智能家居、智能网关、温控器、智能医疗等设备中。
图：KF32L530在智能门锁中的应用优势对比
图：KF32L530拓展级评估板
据卢经理介绍，KF32L530采用了MCU+TouchKey+RTC+音频IC四合一设计，既在节省了物料成本的基础上为主流的生物识别方式提供了实现通路，又以高集成度的方式平衡了低功耗和高性能需求。监测显示，基于KF32L530的智能门锁方案整体待机功耗可低至10uA。与传统分立方案智能门锁产品的功耗相比，几乎节约了一半的功耗。
针对不同场景的特色化设计优化，是芯旺MCU立足于不同领域应用的根本，也是其创新能力和技术实力的体现。
观察芯旺的发展之路，不难发现，在强悍的技术自研实力支撑下，芯旺选择了国内鲜有企业走的全自主可控差异化道路。经过广泛的市场验证，芯旺这条路已然走通并持续受到业内广泛认可。
2020年6月28日，经过IC产业人士、系统设计工程师以及媒体分析师团队历时7个月的层层选拔，芯旺凭借全自主IP “KungFu”内核架构处理器的32位MCU完整生态链和优秀的市场表现，在“2020年度中国IC设计成就奖”评选活动中脱颖而出，成功斩获“2020年度中国IC设计成就奖之五大中国创新IC设计公司奖”，赢得了业界同行和用户的一致好评。
图：芯旺获“2020年度中国IC设计成就奖之五大中国创新IC设计公司奖”
这是芯旺继获“2018年度最佳MCU设计奖”“2019年度最具创新精神IC设计企业奖”和“2019年度最佳国产MCU奖”等业内嘉奖后再次得到业界认可，连续三年中，芯旺已经包揽了多项IC设计行业大奖。
芯旺的技术与市场道路备受认可，也正在验证着在中国庞大的市场基石以及国家政策支持IC国产化的背景下，国内MCU厂商将迎来新一轮高速成长。这些企业尽管后发于人，但仔细观察其发展路径，会发现它们正在显现强劲的后发优势，不容忽视。
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