架構升級!車規MCU打響“升級戰”,這家本土廠商殺出重圍

高工智能汽車 2024-05-14 09:22:41

中國本土車規級MCU,又一次實現了性能全球領先。

在4月25日舉辦的北京車展期間,芯馳科技重磅發布了新一代中央計算處理器——X9CC,以及新一代區域控制器(ZCU)車規芯片産品家族。

其中,新一代區域控制器(ZCU)旗艦芯片産品E3650采用了最新ARM Cortex R52+高性能鎖步多核集群,支持虛擬化,非易失存儲器(NVM)高達16MB,主頻高達600MHz。

在此之前,芯馳科技E3系列車規級MCU已經填補了中國高端、高安全級別車規級MCU市場的空白,成功在動力系統、底盤系統、智能駕駛等中高端控制領域實現了規模化量産。

可以看到,芯馳科技E3系列新一代面向區域控制器應用的MCU在各項性能參數上面,再一次做到了行業領先水平,重新定義了車規級MCU芯片的高性能、高安全和廣連接。根據芯馳科技對外公布的資料顯示,E3系列MCU性能上領先同類競品1-2代,並且可以做到幫助客戶節省3-5個月開發周期。

衆所周知,汽車正在加速邁向中央計算-區域控制架構。在這一架構下,汽車不僅需要中央計算(區域處理器)提供聰明的大腦,也需要區域控制器(ZCU)打通和協調複雜的通信協議和中間層,讓執行端也“聰明”起來,才能實現真正的高階智能。

近年來,包括英飛淩、ST等國際大廠都在推動車規MCU芯片往更先進制程、更高算力和更高集成度等方向升級。比如,英飛淩、NXP等國際大廠紛紛在傳統MCU的基礎上集成圖形處理器(GPU)或者新的神經處理單元(NPU),以滿足未來汽車跨域高性能MCU的市場需求。

很顯然,作爲汽車最終實現真正高階智能的重要拼圖,車規級MCU的“升級戰”已經全面打響。

01高性能車規MCU需求“高漲”

傳統的功能相對單一的低端車規MCU已經不足以滿足智能汽車的需求。

在傳統汽車時代,整車往往采用不同的ECU(配置不同等級的MCU)來控制不同的功能,但伴隨著汽車電子電氣架構的升級,越來越多汽車制造商將ZCU(區域控制器)作爲其電子控制系統的核心模塊之一,要求車規級MCU芯片具備更高的處理能力、更大的存儲能力、更高的安全等級、更高的集成度等。

芯馳科技産品與市場總監張曦桐介紹,在中央計算-區域控制架構下,越來越多功能走向集成,這要求MCU和SoC同時具備高算力、高性能的特性,同時還需要MCU具備更高的安全等級,才能更好地助力整車智能化的發展。

正是如此,高性能車規級MCU已經成爲了市場的主流。根據《高工智能汽車研究院》數據顯示,現在32位MCU正在成爲中國車規級MCU市場的主流産品,並且正在加速替代過去低端的8/16位産品,傳統市場格局正在發生重構。

此次芯馳科技重磅推出的新一代ZCU芯片産品家族,瞄准的就是新一代EE架構帶來的高性能車規級MCU的多樣化配置需求。據介紹,新一代ZCU芯片産品家族覆蓋I/O豐富型、控制融合型和計算密集型區域控制器,面向車身控制、車身+底盤+動力跨域融合以及超級動力域控等核心應用場景。

在芯馳科技看來,未來智能汽車的區域控制器主要分爲I/O豐富型ZCU、控制融合型ZCU、計算密集型ZCU幾大類型,不同類型的區域控制器需要不同類型的MCU産品。

比如I/O豐富型ZCU的特點是以車身相關功能的執行爲主,需要車規MCU擁有豐富的外設接口和資源,芯馳科技的E3118/3119系列最多可以支持326個可用GPIO,配備了接近2MB的大容量SRAM,目前已經獲得多家主機廠和Tier1的定點。

而芯馳科技重磅推出的ZCU旗艦芯片産品E3650則重點面向跨域融合場景,具備更高的實時處理能力、更大的存儲能力等優勢。據了解,E3650采用了最新ARM Cortex R52+高性能鎖步多核集群,支持虛擬化,非易失存儲器(NVM)高達16MB,具備大容量SRAM,以及更豐富的可用外設資源,可用I/O接口超過300個。

更重要的是,芯馳科技的E3650集成了玄武超安全HSM信息安全模塊,滿足ISO 21434,Evita Full及以上的信息安全等級,以及AEC-Q100 Grade 1和ISO 26262 ASIL D功能安全等級。

“雖然是車規級MCU,但卻更像MPU,無論是性能、安全,還是各方面的資源,都有一個很大的叠代。” 張曦桐表示,芯馳科技升級了全自研SSDPE(Super Speed Data Packet Engine)硬件通信加速引擎,可實現所有CAN FD同時工作的情況下零數據丟包,有效降低CPU負載,提升了通信吞吐率。

可以看到,面向新一代EE架構,芯馳科技在高性能車規級MCU賽道已經實現了完善的布局。

02領跑高端車規MCU市場

近年來,英飛淩、TI、NXP等國際大廠不僅不斷提升MCU的性能,也開始將圖形處理能力(GPU)等各類應用集成到車規級MCU芯片當中,並且開始推動車規級MCU工藝制程朝28nm、22nm乃至16nm進發。

張曦桐向《高工智能汽車》介紹,車規級MCU要實現更強的性能,首先需要更先進的工藝制程;其次,高性能車規級MCU對于可靠性、運行穩定性、實時性等要求更爲嚴苛;最後,車規級MCU需要在各個任務之間做到虛擬化和隔離機制,需要芯片公司具備一定的Know-how及研發經驗積累。

這也意味著,整個車規級MCU的設計將更加複雜,技術難度也更高。

受制于高端車規MCU研發難度大、標准嚴苛等因素制約,中國高端車規級MCU市場一直由國際大廠壟斷,國産車規級MCU産品普遍采用的是40nm-90nm工藝制程,且大多數集中在汽車雨刷、車燈等低端應用領域。

芯馳科技的高性能車規級MCU——E3系列采用的是22nm工藝制程,與國內大多數車規級MCU相比,實現了代際級的領先,而在國際市場同樣擁有不錯的競爭優勢。要知道,全球大規模量産的車規級MCU普遍還在40nm徘徊,僅有少部分采用了28nm制程。

目前,芯馳科技E3系列已經廣泛應用于區域控制、車身控制、電驅、BMS電池管理、智能底盤等核心領域,整體出貨量已超過150萬片。

例如,在ADAS智能駕駛領域,芯馳E3系列産品組合可以平台化支持入門級前視一體機、L2/L2+行泊一體域控、L2++及以上高階智駕等不同等級智能駕駛對于MCU的需求,目前已經有多個項目量産上車。張曦桐介紹,新産品也已經斬獲多個頭部OEM定點,預計2024年出貨將達到近百萬片。

可以預見,隨著新一代區域控制器芯片産品家族的發布,芯馳科技進一步完善了在高性能車規MCU的戰略布局,將實現從核心操控到先進智能的全面領跑。

另外,值得一提的是,與其他芯片公司單純聚焦座艙芯片、車控芯片或自動駕駛芯片等細分賽道不同,芯馳科技一開始選擇的就是一條少有人走的路——瞄准的不是單個點的芯片智能,而是圍繞汽車電子電氣架構的演進提供核心支持。芯馳科技CEO程泰毅表示:“這是芯馳科技車芯産品規劃與業務聚焦的基本原則。”

在此次車展期間,芯馳科技還重磅發布了面向中央計算而設計的先鋒級多核異構計算平台——X9CC,算力高達200KDMIPS,在單個芯片中集成多種高性能計算內核,包括24個Cortex-A55 CPU,12個Cortex-R5F CPU,2個NPU,4個GPU,4個Vision DSP,以及支持國密算法的Crypto引擎,能夠實現大模型本地+雲端混合部署。

目前,得益于全場景車“芯”的布局戰略,芯馳科技取得了領先行業的量産成績,全系列産品累計出貨量已經超450萬片,覆蓋40多款主流車型,服務中國90%以上的主機廠和部分國際主流車企。

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簡介:專注智能汽車産業鏈的市場研究、媒體會議和投融資服務。