MCU是微控制器的英文简称,又称单片机,是随着大规模集成电路的出现及发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上,形成的芯片级的计算机。MCU几乎存在于汽车、工业控制、消费电子、家用电器、可穿戴设备等各种应用领域中,扮演着控制核心的角色。
MCU产品迭代速度较快,有4位、8位、16位、32位、64位的MCU,目前主流的是8位和32位。其中8位具有低成本、低功耗、易开发的优点,主要用在汽车风扇、空调、雨刷、天窗、车窗、座椅、门锁等低阶功能控制;而32位主要应用于中高端场景,如智能仪表、多媒体系统、动力系统、辅助驾驶等高阶功能控制。
据IC Insights的最新数据,随着2021年经济强劲复苏,微控制器(MCU)销售额增长23%,达到创纪录的196亿美元。IC Insights预测,2022年全球MCU销售额将增长10%,达到215亿美元的历史新高。
我们再来看国内MCU市场。据 IHS数据统计,近五年中国MCU市场年平均复合增长率(CAGR)为7.2%,是同期全球MCU市场增长率的4倍,2019年中国MCU市场规模达到256亿元,市场增长速度持续领先全球,据推算,2022年中国MCU市场规模超过268亿元,并且与上年相比增长了5%。
近几年在国产替代的大风口之下,国内MCU厂商如雨后春笋般出现,据不完全统计,已经有近百余家,他们往往从低端的小家电和消费电子为切入口,出于供应链安全考虑,国内部分客户对使用国产 MCU 的意愿不断增强,这几年逐渐实现了一定的国产替代。
再加上缺货行情给国产MCU带来了证明自己的机会,在配合客户项目导入过程中,完成产品的验证,从低端向高端的发展已是必然。在技术层面,目前大部分MCU都是基于Arm Cortex-M内核来做,而RISC-V内核则是32位MCU领域的新生力量。这个可定制化的指令既拉低了入门门槛,也吸引了国内大部分MCU厂商的兴趣。但是当下的MCU这个赛道已变得异常拥挤,未来两年MCU芯片企业将会出现加速迭代,优胜略汰,一批MCU芯片国产厂商将会脱颖而出。
MCU国产厂商信息汇总
那现在的国产高性能MCU厂家都主要有哪些呢?以下是我爱方案网整理出来的内容,可为市场MCU国产替代做一些参考:
极海半导体
珠海极海半导体有限公司,国产物联网芯片与自主可控安全芯片设计公司,是艾派克微电子旗下全资子公司,其前身为艾派克物联网芯片事业部,总部为纳思达股份(中国上市公司500强)。
APM32工业级通用MCU基于ARM® Cortex®-M0+/M3/M4/M7内核;工作主频高达500MHz, Flash 16KB~4MB,SRAM 2KB~256KB;工作温度范围覆盖-40℃~+105℃,满足复杂工作环境的温度要求;芯片ESD等级高达8KV,有助于客户提高系统静电防护能力;已通过IEC61508 SIL3功能安全认证和USB-IF认证。
极海32位APM32工业级通用MCU,已成功批量应用于电机控制、HMI、冰箱压缩机、储能BMS、家电触摸板、工业机器人、电动车、智能门锁、机械键盘、血氧仪、无人机等消费电子、智能家居、工业控制、汽车电子、以及智慧能源等领域。
瑞芯微
瑞芯微电子股份有限公司成立于 2001 年,总部位于福州,在深圳、上海、北京、杭州、香港设有分/子公司,专注于集成电路设计与研发,目前已发展为领先的物联网(IoT)及人工智能物联网(AIoT)处理器芯片企业。
RK3399Pro是一款双Cortex-A72+四Cortex-A53 大小核CPU结构,主频高达1.8GHz的高性能处理器,可支持4K 60fps VP9 and 4K 10bits H265/H264 视频解码,外围接口丰富,拥有超强扩展性。RK3399Pro内置嵌入式神经网络处理器(NPU),NPU算力可达3.0TOPs,支持PCI-e/USB3.0/RGMIIMP,可对多路摄像头及网络摄像头进行视频结构化识别和分析。
RK3399Pro作为Rockchip首款整合AI硬件的处理器,其平台可快速量产商用。非常适用于智能驾驶、图像识别、安防监控、无人机、语音识别等各AI应用领域。
华大半导体
华大半导体有限公司是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团。公司连续多年位居中国十大集成电路设计企业前列。公司产品覆盖控制芯片、功率器件、智能卡及安全芯片、高端模拟电路芯片等。
HC32F460系列芯片是基于ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU,工作频率200MHz的高性能MCU。该芯片还集成了高速片上存储器,包括512KB的Flash,192KB的SRAM,并支持宽电压范围(1.8-3.6V),宽温度范围(-40-105℃)和各种低功耗模式,可应用于伺服电机控制器、面板控制器 、编码器等领域。
接口方面,HC32F460系列芯片集成了丰富的外设功能。包括2个单独的12bit 2MSPS ADC,1个增益可调PGA,3个电压比较器(CMP),3个多功能16bit PWM Timer(Timer6)支持6路互补PWM输出,3个电机PWM Timer(Timer4)支持18路互补PWM输出,6个16bit通用Timer(TimerA)支持3路3相正交编码输入及48路Duty独立可设PWM输出,11个串行通信接口(I2C/UART/SPI),1个QSPI接口,1路CAN,4个I2S支持音频PLL,2个SDIO,1个USB FS Controller带片上FS PHY支持Device/Host。
旗芯微
苏州旗芯微半导体有限公司成立于2020年10月,将基于ARM Cortex M4、M7等系列架构构建面向汽车不同应用场景的高性能、高可靠性的片上系统,开发智能汽车高端控制器芯片。通过采用自研IP,多核锁步等技术以及应用于车规芯片的六西格玛模拟电路设计流程,设计出覆盖安全标准ISO26262 ASIL-B至ASIL-D的全系列产品家族。公司产品均满足车规AEC-Q100、功能安全标准ISO26262以及各项车规可靠性测试,可广泛应用于车身、汽车仪表、安全、动力、电池管理等领域。
FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU,支持ASIL-B功能安全等级,AEC-Q100 认证,Grade 1等级,适用于汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。
性能方面,FC4150F512主频高达150MHZ、内置512KB的Flash和128KB的SRAM,3.0V-5.5V的工作电压,带有6个CAN口,其中3个支持CAN-FD。并针对成本敏感的应用进行了优化。
该产品提供开源SDK软件包,驱动开发样例支持多个IDE:Keil,IAR, Eclipse。并且提供自主开发的MCAL软件,该软件遵守ISO26262功能安全开发流程,支持FULLAUTOSAR和单独AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet协议栈应用。
先楫半导体
“先楫半导体”(HPMicro)是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司,总部位于上海,产品覆盖微控制器、微处理器和周边芯片,以及配套的开发工具和生态系统。公司成立于2020年6月,总部坐落于上海市张江高科技园区,并在天津、深圳、苏州和杭州均设立分公司。核心团队来自世界知名半导体公司管理团队,具有15年以上,超过20个SoC的丰富的研发及管理经验。
先楫半导体推出的HPM6300全系列产品采用晶心Andes D45 RISC-V内核,支持双精度浮点运算。模拟模块包括16bit-ADC,12-bit DAC和模拟比较器,配以多组纳秒级高分辨率PWM,为马达控制和数字电源应用提供强大硬件支持;通讯接口包括了实时以太网,支持IEEE1588,内置PHY的高速USB,多路CAN-FD及丰富的UART,SPI,I2C等接口。
HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器,能实现FFT/FIR快速计算,具备3个16位的ADC、10/100M以太网等,适合工业自动化、电网等行业应用,如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器,电网的DTU、断路器等产品。