KungFu生态汽车电子应用落地持续加速

原标题:KungFu生态汽车电子应用落地持续加速

集微网报道,9月12日,2020中国(深圳)国际汽车电子产业年会暨2019年度汽车电子科学技术奖颁奖典礼盛大召开,深圳市汽车电子行业协会会长张宗涛、深圳市科创委主任梁永生、中国汽车工业协会副秘书长叶盛基、中国工程院院士/中国汽车工程学会理事长李骏、深圳市汽车电子行业协会创会会长杨洪、上汽大众、上汽集团、一汽、东风、广汽、长安奇瑞、中车、五菱、陕汽、宇通、江铃、吉利、江淮等汽车电子行业代表和业内知名人士悉数出席。

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李骏院士致开幕词时一再强调,车规级芯片对汽车电子的重要性,与消费级和工业级MCU有本质的区别,没有车规级芯片是造不出汽车的,目前中国整个电子元器件进口额超过了石油,严峻形势不容忽视。

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中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长李骏发表致辞

作为国内专注于汽车级MCU芯片设计的高新技术企业,上海芯旺微电子技术有限公司自然不会缺席此等盛会。芯旺微不仅带来了基于KungFu内核32位车规级MCU产品的展示,在汽车电子产业年会现场,芯旺微电子副总裁丁丁还受邀发表了以“KungFu内核国产车规级32位MCU的突破与创新”为主题的演讲,介绍了国内车规级MCU的现状以及芯旺微多年来在车规级MCU的探索。

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KungFu生态汽车电子应用落地持续加速

在最受瞩目的颁奖典礼上,凭借创新性的KungFu内核,芯旺微不负众望,成功斩获2019年度汽车电子科学技术奖优秀企业奖和最具投资价值奖两项大奖。在国产自主已成为中国芯片产业绝对风向的当下,芯旺微获此殊荣可以说意义尤为重大。

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国产MCU从“核”突破

中国人信奉“积土成山,积水成渊”,在芯片产业尤其如此。若没有积累,技术领先无异于痴人说梦。近年来,芯旺微屡屡受到业界的肯定和褒奖,这背后是芯旺微多年来甘愿寂寞、选择走自主内核之路的勇气和攻克技术难关的决心与努力。

一直以来,MCU(微控制器)的内核大多采用Arm或RISC-V,所以,严格意义上真正的国产“芯”踪影难觅。为了实现国产MCU“芯”突破,成立于2012年的芯旺微选择了从芯片设计源头——自主开发内核来开启这条艰巨的突围之路。

芯旺微首创的自主研发KungFu内核,成为继Arm、MIPS、RISC-V之后的又一商用嵌入式处理器内核。KungFu处理器内核是一种基于RISC的精简指令集CPU,其包含了8位处理器内核和32位处理器内核两种,分别为KungFu8和KungFu32。KungFu32基于16位/32位混合指令的高效指令集,采用单周期32X32 MAC单元、单周期16 X 16的双MAC单元,最多支持8个64位 ACC累加操作、32÷32硬件除法器,支持定点小数MAC操作、32位桶形移位器、DSP运算指令支持音频/视频单指令多数据操作,支持DO循环指令,实现自动循环程序,减少指令开销,提高指令执行效率。

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创新性的内核,令国产MCU的性能达到了新高度。2019年底,芯旺推出基于KungFu自主内核的32位KF32 MCU,宣告自己跨入32位MCU的时代。

32位KF32系列同时做到了低功耗、高可靠、高性能三方面的均衡,使得芯旺MCU产品在汽车、工业、物联网等多个领域广泛应用并受到业界好评。多年MCU领域的技术自研实力,让芯旺微的全自主可控差异化道路经受住了市场的考验,基于自主内核KungFu的MCU凭借优异的系统性能和高可靠性,已经成功应用于全球多家世界500强和国内知名企业,累计出货超过7亿颗。

除了内核之外,要走国产MCU独立自主之路,建立自己的生态也尤为必要。为此,芯旺微还提供自主研发的开发工具,包括自主汇编编译器、高效GCC编译器、调试器、基于多项目管理的Eclipse平台IDE、针对不同应用场合的各型编程器,真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。

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作为国内首个自主研发的内核,KungFu内核是国内芯片设计领域差异化路径的一个典范,也将给下游终端应用市场带来巨大创新。同时,它的成功商用打破了国外巨头垄断的格局,开创了国产IP全自主的新时代。在当今复杂的国际形势背景下,它的到来意味着未来MCU将会避开被国际禁用的风险,对中国芯片产业的发展具有深远意义。

树立车规级32位MCU的标杆

MCU作为智能控制的核心,广泛应用于消费电子、汽车电子、计算机与网络、工业控制等领域。根据iFind数据,汽车电子是全球MCU最大的下游市场,占据了33%的份额。

然而,长期以来,车载芯片市场一直被NXP、瑞萨、Microchip、英飞凌等国外厂商垄断,我国在高端芯片、传感器、操作系统等核心基础领域与发达国家相比仍存在很大差距。数据显示,国产汽车半导体市占比不到3%,MCU的份额更是可忽略不计。在价格成本、贸易安全和供货周期三大因素变动驱使之下,国产汽车级MCU的发展亟需获得突破。

然而,想要入局车规级MCU市场绝非易事,在此之前至少有三座大山需要翻越:AEC-Q100和ISO-16949、ISO-26262等汽车安全认证。特别是AEC-Q100可靠性测试认证,这是汽车级MCU的可靠性认证的关键,总共需要七大组41项测试,测试流程涵盖Wafer Foundry、Design House和 Assembly and Test Factory等产业上下游,这些挑战都对新进企业构成了难以逾越的壁垒。

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芯旺微作为国内较早进入汽车电子领域的MCU芯片厂商,在汽车电子领域积累了先进的研发技术和丰富的市场经验,具备完善的车规MCU的管控流程,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,来保障汽车电子AEC-Q100的可靠性测试流程,不断提升车规级MCU的性能与可靠性。成功翻越了阻挡在车规级MCU入局者面前的三座大山。

回望芯旺微的汽车产品创新之路,从量产大中华区第一颗Flash+EEPROM工业级汽车级MCU,到量产了KF8F系列单片机,再到如今KF8A(AEC-Q100)量产和KF32A高性能MCU量产。一路走来,芯旺微一步步稳扎稳打,靠实力攻下了一个又一个技术堡垒。

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历经八年,芯旺微的汽车级KungFU32产品正式面世。目前,芯旺微已实现量产的车规级32位MCU是KF32A系列,其最高主频为120MHz,最大管脚为100PIN,闪存最高为512KB。温度等级达到车规级Grade1,满足-40℃~125℃工作温度范围,ESD可以达到8KV(HBM),EFT可以达到4.2KV,同时赋予AES128加密/CYC32校验,可满足汽车行业客户对MCU严苛的要求。该系列已经应用到车载空调面板、BCM、汽车电动防夹门窗、汽车照明系统和汽车电机控制系统当中。

芯旺微车规级MCU不仅采用了自主的32位处理器内核,同时兼具了高性能、高可靠性、低功耗三方面的极致平衡,并实现外设资源的多样性,可以说是树立起了低功耗高性能高可靠32位MCU新标杆。

随着汽车向电子化、电动化、智能化方向发展,车内电子系统复杂程度日益加大,目前32位MCU在车载MCU中的占比超过60%。32位MCU大部分应用在自动驾驶系统、车载多媒体、智能驾驶舱等需要复杂处理的场合,一般要使用嵌入式操作系统。未来更高阶自动驾驶等级的汽车将配备更多种类和数量的传感器,直接带动32位车用MCU需求的爆发。在此趋势下,芯旺微的32位车规级MCU或将大有可为。

值得一提的是,芯旺微还计划推出更高性能的车规MCU,其主频将达到180MHz,具有1M的Flash和256K的RAM。

结语:在数年之前,芯旺微选择了一条“少有人走的路”,从开始打造国内首个MCU自主内核,到首款基于自主内核的32位MCU商用,芯旺微不仅实现了国产MCU内核零的突破,还将高端芯片国产化推向新的高度。这条路没有捷径,靠的是持之以恒的点滴积累,但一旦量变引来质变,企业将冲破阻碍,迎来属于自己的时代。过往企业的成功证明,这是中国芯片行业探索数十年唯一不变的真理。

(校对/范蓉)

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