KungFu MCU 进击！汽车市场迎来“硬核中国芯”
长期以来，汽车半导体市场被欧美企业主导。据Gartner报告中指出，2019年全球汽车半导体产值410.13亿美元，欧洲、美国、日本半导体企业巨头贡献了其中的391.52亿美元产值，占95%。而中国汽车半导体产值仅10亿美元，占比不到3%，具体到车规MCU，这一数据几乎为0。
但是汽车产业对国产MCU的需求却是另一番景象：目前平均一辆汽车上会用到100颗左右的MCU。中国是全球最大的汽车市场，2020年上半年中国市场累计销售1023万辆，占全球市场总量的32%，全球汽车制造中心也正向中国加速迁移，中国是最大的汽车MCU市场。近年来，随着中美贸易摩擦不断升级，汽车MCU的稳定供应也引发国内车企们的担忧，市场迫切期待优质国产汽车MCU。
在这样的背景下，虽然中国MCU企业的市场竞争力尚不如全球半导体巨头企业，但加速发展已成趋势，推动市占从0向1%改变的企业在悄然成长。慕尼黑华南电子展上备受关注的展商——上海芯旺微电子技术有限公司（ChipON，以下简称：芯旺）就是其中有力推动者。
图：芯旺在慕尼黑华南电子展上
本次展会上，芯旺携多款KungFu内核架构的8位和32位MCU产品重磅亮相，为专业参展观众全方位展示国产MCU产品在汽车、AIoT、工业和家电领域的最新应用方案。据芯旺展位工程师向芯师爷介绍，芯旺累计出货超过7亿片，2020年出货预计将超过1亿片。其中汽车MCU表现也颇为亮眼。
芯旺VP丁丁在慕尼黑华南电子展同期论坛——“2020年度硬核中国芯领袖峰会暨评选颁奖盛典”发表主题演讲《车规级MCU全系布局 推进KungFu生态建设》中也提及，芯旺汽车MCU在 2019年已经实现了3000万元人民币营收，车规级MCU出货量已高达2000万颗 。
视频：芯旺VP丁丁演讲
凭借多年来深耕MCU领域所取得的技术突破和优秀市场表现，芯旺在“2020硬核中国芯”的评选活动中，一举夺得“2020年度最佳国产MCU产品奖”和“2020年度最具影响力IC设计企业”两项荣誉。值得一提的是，芯旺的参评MCU是国内少有已批量出货的车规MCU—KungFu内核架构32位车规级MCU KF32A151。
图：芯旺在“硬核中国芯”评选中获奖
起步
突破车规壁垒
作为一家国产MCU企业，芯旺走到这一步并不容易。芯旺VP丁丁在演讲中回顾，芯旺团队组建于2005年，自成立以来就定位做底层的MCU芯片。成立后经过四年的产品打磨，终于在2009年量产第一颗MCU。
从第一颗高可靠性能MCU开始，芯旺经过多年的设计、工艺技术的积累和多年量产的验证，不断地迭代、改进，从而完整通过汽车电子可靠性测试认证规范-AEC-Q100；器件也达到了AISL-B的标准。
图：芯旺VP丁丁在峰会现场演讲
据丁丁介绍，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。
其中三大车规标准可谓汽车MCU厂家的三座大山，攻克这一难关后，芯旺17款基于自研KungFu内核架构的车规级MCU迎来了蓬勃发展的春天，应用领域覆盖了大部分的汽车市场。
创新
构建MCU护城河
推出的产品如何赢得市场呢？芯旺选择了一条少有人走的路——以长期深耕的MCU技术积累，创新构建KungFu架构。这是芯旺开发的基于精简指令集的CPU内核。
据芯师爷了解，8位的KungFu内核与PIC、8051、AVR Attiny是同样的定位，是独立的内核。32位的KungFu32内核和当前普及应用的ARM Cortex的架构、RISC-V针对嵌入式应用的IP完全是等价的。
图：芯旺KungFu MCU产品
芯旺KungFu内核产品包含8位处理器的内核KungFu8、32位通用处理器内核KungFu32，接下来两年中还会研发数字信号控制器内核KungFu32D，以及针对功能安全等级要求高的多核系统KungFu32DA。
需要注意的是，KungFu32是支持16位、32位的混合指令集，KungFu32指令集一共有130条指令，指令传送、存储、数学、逻辑、位操作、循环都是有的，130条指令里面，16位的指令大概占到97%，编码效率相当高。
而KungFu32D作为芯旺下一代DSP具有比较特色的指令。KungFu32D是KungFu32系列DSP的拓展指令集，增加了64位的叠加指令，以及数学运算等指令功能，支持饱和和舍入操作。KungFu32D支持32个通用寄存器，其中16个通用寄存器可以组合成8个64位累加器使用。乘加类指令有47条，浮点指令有56条。
自主KungFu内核有3级流水线，基于KungFu32/KungFu32D指令集，支持程序CACHE，支持最高256级中断优先及中断，支持存储器加密方向。总的来说，KungFu32内核是从方便广大开发者的角度设计的。
KungFu内核的最大价值在于其创新性为芯旺打造高可靠性、高性能、高集成度、低功耗MCU奠定了牢固的基础，而芯旺拥有其完全的自主知识产权和完善的工具链系统。这不管是对芯旺构建MCU护城河，还是对“卡脖子”的国产半导体来说都意义重大。因此，芯旺汽车MCU的落地也就“如虎添翼”。
落地
产品覆盖全系汽车电子
丁丁在演讲中提到：“今年我和很多产业内的朋友交流，大家都很好奇，为何仿佛在一夜之间，在各大车厂的合作伙伴中都能发现芯旺的身影？”
图：芯旺汽车MCU的应用场景
丁丁认为，产品性能表现是重要原因，但芯旺在汽车电子中的布局的力量也不可小觑。
芯旺微车规MCU产品分四大类布局。第一类是8位车规MCU产品。芯旺8位车规MCU从2009年开始研发起步，芯旺更多的IP的迭代和积累都是围绕这一系列的产品展开的。现在来看，这个系列的产品规格相对比较简单，但非常经典，性价比也比较好。目前新一代的8位车规MCU集成了有CAN/LIN总线，用于车身电子，如开关、倒车雷达、车窗控制、座椅、空调、仪表等应用。在8位车规MCU这一块，国产产品的市场份额还比较低，有足够大的空间发展。
图：芯旺KF8A100GQT前组合灯应用方案
第二类是汽车专用芯片，主要是针对蓝牙、TMPS等等方面，我们有相应的团队协助客户做定制开发。
第三类是32位车规DSC&MCU，可应用于电机控制、电池管理BMS、主机控制、电源逆变等领域。芯旺32位车规DSC&MCU产品正适逢客户需求在8位和32位切换的过程中，32位也可以更好地满足市场应用。
图：基于KF32A141/151的汽车Touch空调面板方案
第四类汽车以太网产品面对的是下一代汽车电子需求。随着自动驾驶的发展，车内总线数据流的需求会越来越大，芯旺针对汽车以太网这一块的产品规划已经在调研当中，2021年会启动相关的研发团队。
凭借广泛的产品布局，芯旺为国产汽车MCU市场提供了自主可控且可持续发展的MCU产品线，也逐渐获得市场认可。近两年间，芯旺8位、32位车规的MCU已经在东风、吉利等厂家开始大批量的应用，上汽大众、通用、长安、陕汽、广汽等这些品牌对应的汽车零部件厂商的合作项目也已经在开发、验证的过程中。
融资
芯旺布局再进一步
技术和市场上的顺利进展为芯旺吸引了资本市场的注意力。2020年，芯旺在开放A轮融资后，第一轮融资就获得上汽、中芯聚源、超越摩尔和硅港等战略投资者，投资金额达1亿元。
丁丁透露，在获得了投资之后，芯旺基于长期的技术积累，目前也在积极布局多核MCU和模拟射频产品，相应的团队已经开始成立，未来两到三年芯旺会面向市场发布更多更丰富的产品。
面对国产半导体产业的发展，丁丁有些感慨：“当前的国产半导体产业环境凸显了如芯旺这般深耕半导体细分领域企业的价值，希望国内能有更多坚持技术创新、坚持深耕一个领域的企业站出来，这样国产半导体产业“卡脖子”的风险将大大降低。你中有我，我中有你，还卡什么呢？正是因为我们几乎一无所有，所以别人才可以卡我们。”
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