多產品線組合+生態系統布局，兆易創新車規級MCU的發展之道

發布時間：2022-11-18作者來源：芯師爺瀏覽：1654

隨著汽車電動化、智能化和網聯化趨勢的日益加強，汽車產業對芯片和電子元器件的需求正呈指數級的增長。傳統汽車電子元器件企業對汽車應用功能創新的需求無法全部滿足，在應對眾多造車新勢力的設計與采購需求時也捉襟見肘，行業需要更多優秀的芯片企業投身于汽車元器件供應鏈。特別是眾多MCU廠商，也看到了汽車元器件的升級機遇，紛紛入局汽車產業。

根據IC Insights統計，汽車MCU市場規模在經歷了2018~2020年的微增長，甚至負增長之后，在2021年迎來了23%的爆發式上漲，銷售額達到76億美元，該機構預計2022和2023年仍然會保持16%的年復合增長率。在76億美元的全球市場銷售額中超過3/4是由32位MCU貢獻的，達到了58億美元，16位MCU的收入為13億美元，8位MCU的收入為4.41億美元。未來預計32位MCU還會繼續蠶食16位和8位MCU市場份額。

▲ 全球汽車MCU市場規模統計及預測

（圖源：IC Insights）

產業結構重塑

GD32A503系列車規MCU應運而生

正是看到了汽車供應鏈的顯著變化，諸多半導體廠商開始入局汽車市場，兆易創新就是其中之一。“進擊汽車市場是GD32 MCU產品家族不斷迭代演進的必經之路，當前正是不可錯過的歷史機遇期。兆易創新除了看重這一領域長期的藍海屬性外，公司已有的產品規劃和技術積累也為入局車規MCU市場做好了準備。”兆易創新產品市場總監金光一先生表示。

眾所周知，車規MCU與通用MCU的要求和標準并不相同，需要跨越三道門檻，包括質量管理體系認證IATF16949、可靠性標準AEC-Q100、功能安全標準ISO26262等。為了規劃和設計出滿足汽車應用需求的MCU產品，兆易創新在2020年就開始了車規MCU的布局，經過兩年多的開發驗證，40nm車規MCU產品GD32A503系列已于2022年9月正式推出。

GD32A503新品采用40nm車規工藝制程和高速嵌入式閃存eFlash技術，引入DFM可制造性設計及高測試向量覆蓋。并以出色的靜電防護及抗干擾(ESD/EFT)能力，滿足汽車電子嚴苛的低失效率和高可靠性要求。

GD32A503的開發基于汽車電子通用測試規范AEC-Q100 Grade 1標準，流片封測及生產供應鏈管理也已通過汽車行業質量管理體系IATF 16949:2016規范認證。零缺陷(Zero Defect)質量管控理念貫穿研發和生產流程各環節，特別強調預防系統控制和過程控制，為產品的高品質和高可靠性提供了保障。

GD32A503系列MCU基于100MHz Cortex?-M33內核，配備384KB Flash和48KB SRAM，另有專用代碼空間可配置為64KB DFlash/4KB EEPROM。存儲器支持ECC校驗，數據通信支持CRC校驗，還配備了高低電壓監測(BOR/PDR)、時鐘監測等功能安全機制，以支持系統安全穩定運行。芯片采用2.7-5.5V寬電壓供電，工作溫度范圍-40~+125℃，工作壽命15年以上。

為實現多樣化的車身控制和互聯應用，GD32A503集成了多種通信接口增強連接能力，支持多達3個USART、2個I2C、2個SPI、1個I2S，還配備了2個CAN FD和3個LIN。根據開發應用需求，新增的MFCOM組件可以靈活配置為USART/SPI/I2C/LIN等接口，進一步提升了方案設計的靈活性。芯片配備了1個通用16位定時器、2個基本定時器、4個PWM高級定時器。內部12位ADC采樣速率可達1M SPS，還集成了快速比較器、DAC等高精度模擬外設以支持車用電機控制。

▲ GD32A503系列車規MCU系統框圖

與外購IP庫直接集成推出產品的廠商不同，兆易創新選擇了一條穩扎穩打體現實力的車規進擊之路。據金總介紹，公司內部組建了車規MCU專門研發團隊，從數字接口到模擬外設，從功能安全到品質管理，全程自主研發并擁有自主產權。既提升車規產品的穩定性和一致性，又能夠保持與GD32其它產品線的連貫性和兼容性。GD32A503系列車規MCU完整采用了兆易創新自研的IP庫設計，包含各類高品質高可靠的數字及模擬IP均經過幾億顆成熟量產檢驗。不僅沒有外購資源的制約和局限，還可以持續積累成熟經驗，加速自身產品布局與迭代更新，協助客戶提升行業競爭力。

憑借眾多優異特性，GD32A503系列MCU可以廣泛用于多種車用場景，如車窗、雨刷、空調、智能車鎖、電動座椅、電動后備箱等車身控制系統和電機電源系統，氛圍燈、動態尾燈等車用照明系統，以及儀表盤、車載影音、娛樂音響、中控導航、車載無線充等智能座艙系統。得益于出色的安全監測機制，GD32A503也適用于部分ADAS輔助駕駛系統，如環視攝像頭、AVAS聲學警報系統等場景。

生態資源共享

GD32A503降低汽車創新門檻

GD32A503系列MCU支持AUTOSAR?汽車開放系統架構，可以提升軟件和硬件模塊的獨立性，更易于在不同設計之間靈活遷移。全新打造的產品級軟件包提供了微控制器抽象層(MCAL)和內部驅動，可直接訪問MCU及外設芯片，能夠有效簡化汽車軟件上層應用的開發流程，增強代碼通用性和復用度，縮減開發成本和周期。

據金總透露，目前兆易創新已經攜手業內多家ECU方案廠商，打造車用電機控制、單目攝像頭預警、車身轉向流水燈等多種參考設計，為客戶提供面向汽車市場差異化應用的整體方案。

▲ GD32A503典型車用方案

車用電機控制

其中，基于GD32A503系列MCU的車用電機控制方案，通過定時器專門產生驅動兩相或三相電機的PWM信號，DSP指令集可以提供更高的算力和安全功能，以控制車內各種能動的執行器，這在汽車中的直流無刷控制(BLDC)系統中有很大的優勢。可應用在諸如汽車水泵、油泵、散熱風扇、暖通空調、混合動力系統、座椅風扇等多種場合，實現更高能效。

高清前視單目攝像頭

基于GD32A503的高清前視單目攝像頭，可實現前向多類型目標檢測，包括車輛、行人、車道線、道路標識等信息，適應各種場景、天氣和路況下的目標跟蹤、姿態估計與測距，支持毫米波雷達融合、車輛控制及通訊。GD32A503車規級MCU可以監控所有器件的上下電邏輯，監控系統的工作狀態，實現與整車智駕的通訊和協同工作。

流水轉向燈

流水轉向燈在法規方面，和傳統轉向燈有比較大的區別，且轉向燈整個周期必須符合GB17509標準關于轉向燈頻率的要求。因此，在控制方式上和傳統開關式邏輯不同，需要更復雜的時序邏輯以及亮度控制，兆易創新GD32A503車規級MCU在這個系統中，實現以上的時序邏輯控制，亮度控制以及保障系統整體的功能安全。

此外，GD32A503系列的優勢還來自于現有的豐富的MCU生態系統，“GD32A503系列車規級產品與工業類產品在開發工具、配套軟件等方面一脈相承，實現了[敏感詞]的兼容和復用，可以有效節省開發時間，降低開發難度。”金總饒有興致地介紹道。GD32A503系列已經支持Keil MDK/IAR EWARM/GCC等多種主流開發環境，用戶沿用已有的GD32調試量產工具、技術文檔、操作系統、軟硬件平臺即可開發車規級項目，持續發揮Arm技術優勢并推動在汽車電子領域的普及。配套開發板卡則包括GD32A503V-EVAL全功能評估板以及GD32A503R-START、GD32A503C-START、GD32A503K-START入門級學習套件，對應于各類封裝和管腳，方便用戶開發調試。

金總表示：“兆易創新將在現有資源的基礎上持續增加對車規級產品生態的投入力度，致力于發展鏈條式汽車生態伙伴，豐富從芯片定義到應用的生態鏈，持續提升包括開發軟件、專用算法、工程服務、戰略整車廠、行業協會、標準制訂和認證等生態系統各環節的豐富度，加強車規級產品布局和規劃，加速提升主流市占率，并為汽車熱點應用打造更優化的產品組合。”

多產品線布局

直指車規MCU新藍海

據金總介紹，兆易創新車規MCU自今年6月份就已經開始在客戶端送樣導入，依托現有的客戶基礎已快速進入汽車前裝領域，并加快方案落地，拓展汽車生態格局。并結合目前市場上主流應用的技術趨勢，與業界多家領先的Tier 1供應商和整車廠建立了長期戰略合作關系。

汽車產業正在經歷著巨大的變革并體現出極大的增長潛力，MCU的發展已成為汽車電子智能創新的關鍵推動因素。目前國產汽車MCU仍處于起步階段，在車身控制和汽車周邊應用方面，國產MCU用量很多。但在最核心的電機驅動和控制方面，基本還是國際大廠的天下。兆易創新在汽車市場還有更加廣闊的未來產品布局，以整車的智能化核心需求為出發點，為產品快速迭代創造更好的條件。

主流型

金總表示，主流型產品線將持續增強。在GD32A5系列的基礎上擴大存儲容量，進一步擴展車身控制應用的覆蓋度，支持并提升DSP處理能力，提升電機預驅集成度。下一代產品系列可以滿足ISO26262功能安全標準ASIL-B等級，支持存儲和處理大量車輛信息和電機控制功能，適用于車載電源OBC/DC-DC、車載T-BOX、車窗控制、車輛狀態檢測、汽車安全信息、電池管理系統(BMS)等。

高性能

GD32A7系列高性能產品線則符合ISO26262功能安全標準ASIL-D等級。面向剎車系統、ADAS智能輔助駕駛、電子動力轉向系統、安全氣囊、智能網關等車身域、底盤域高階應用，可提供單核、多核、鎖步和混合模式的處理器內核架構和多種增強型外設功能，軟硬件架構平臺化，以支持汽車應用的高算力、高安全性和可靠性要求。

此外，兆易創新以車規Memory、MCU、PMU等多產品線協同布局，為行業應用提供高性價比的整體解決方案。在車規MCU方面，以GD32A503系列為起點，不斷迭代演進并形成豐富的車規MCU產品矩陣，并始終保持GD32家族各產品線之間的連貫性及兼容性。在存儲器方面，車規級Flash產品已經成熟量產交貨。“未來我們也將廣泛布局覆蓋汽車市場，加速SBC、AFE、CAN/LIN PHY等器件集成，并完善全流程的車規質量管理體系，以貼合汽車用戶需求的產品和解決方案，與合作伙伴一同提升產業影響力”，金總指出。

展望未來，作為中國MCU市場的領跑者，兆易創新將憑借多元的車規產品組合和廣泛的汽車生態布局作為核心驅動力，把握時代和產業機遇，在汽車智能化浪潮中持續書寫新的篇章。

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