8月28日，由芯原股份主辦的「第三屆滴水湖中國RISC-V產業論壇」在上海滴水湖洲際酒店召開。芯科集成電路（蘇州）有限公司（以下簡稱「芯科集成」）正式發布了基於RISC-V架構的高性能車規級MCU——CX3288。
車規級MCU國產替代率僅1%
近年來，在汽車電氣化、網聯化、智能化趨勢之下，汽車對於MCU的需求高速增長。比如傳統燃油豪華車單車的MCU用量大概100顆左右，但是智能電動汽車單車的MCU用量則大幅增長至300顆左右。特別是在2020底全球晶元產能緊缺之後，隨著智能汽車的銷量的快速增長，引發了整個汽車產業的嚴重「缺芯」。2021年初，眾多的歐美汽車大廠由於車用MCU的緊缺，甚至還通過歐美政府向晶圓代工大廠台積電施壓，要求其提升車用MCU的產能。
根據ICInsights數據，全球MCU市場規模在經歷2020年下降後，隨著2021年全球經濟復甦達到196億美元，預計2022年將會繼續保持增長趨勢，達到215億美元，同時，ICInsights預測從2021年到2026年，全球MCU市場規模的複合增長率約為6.7%，在2026年達到272億美元。其中，2021年全球車規級MCU市場規模為76億美元，預計到2025年全球車規級MCU市場規模超過110億美元。
但是在目前的MCU市場，主要被NXP、Microchip、瑞薩電子、意法半導體、英飛凌所佔據，這五家MCU廠商佔據了2021年全球MCU銷售額的82.1%份額。這些廠商同樣也是全球車規級MCU的主要供應商。相比之下，國內晶元廠商在車規級MCU領域仍非常的薄弱。
據芯科集成聯合創始人、資深技術市場總監王超介紹：「按照一些專業的評估機構，國產車規級MCU在國內市場佔有率應該是有3%-5%。但是按照我們跟客戶實際去溝通，比如南方某大小OEM/主機廠，雖然其研發能力也很強，什麼樣的國產MCU都願意去測試，但是實際上國產替代率也就1%左右。從一個角度來看，不管是從存量市場還是從增量市場來說，對於國內的車規級MCU廠商來說，存在著巨大的替代增長空間。」
△芯科集成聯合創始人、資深技術市場總監王超
RISC-V將是新的突破口？
那麼，為何國產車規級MCU領域如此薄弱？
首先，國內廠商之前很多都沒有做過車規級MCU，在這塊缺乏成功經驗。因為，車規級MCU相比非車規MCU有著很大的不同。
比如，晶元在運行當中遇到了隨機失效或者系統失效的時候，系統怎麼去處理、避免長時間的一些「死機」，能夠儘快做到合適的反應，這是功能安全最核心的一個內容。晶元廠商需要符合ISO26262 ASIL標準要求。
在信息安全方面，隨著汽車感測器、ECU越來越多，軟代碼越來越多，以及聯網化，將不可避免的帶來各種各樣的信息安全風險。所以晶元廠商在信息安全方面，也需要滿足HSE和 Evita Medium HSM的要求。
同時，隨著智能汽車技術的持續升級，軟件複雜度也在日益增加。比如L3~L5級自動駕駛，代碼行數預計將達到3億~5億行。因此，汽車晶元的嵌入式開發工具也需要符合AutoSAR 架構要求的MCAL（MCAL處於AUTOSAR架構的最底層，和具體的晶元強綁定，且不同的晶元使用不同的MCAL配置工具）。
嚴格的安全、可靠性准入標準為汽車MCU樹立了較高的技術和准入壁壘。汽車MCU作為控制器件的核心晶元，需在復雜運行環境里（包括高溫、低溫、不同濕度等）安全運行15年＋，可靠性要求逼近0PPM（0PPM，每百萬零缺陷）。此外，在車規標準下，須從設計、製造、封裝、測試到量產後層層設計、 層層嚴控。車載用MCU產品在獲得 AEC-Q100、ISO26262等標準認證後，仍需較長時間的整車廠、Tier1 的驗證和導入時間。這些對於希望進入汽車市場的國產MCU廠商來說都是巨大考驗。
其次，相對於ARM Cortex內核壟斷消費電子市場，x86壟斷PC市場，汽車MCU市場的內核架構則比較多元。目前國外的車規級MCU大廠的內核架構基本都是基於私有架構（比如英飛凌、Microchip、德州儀器、瑞薩等）或者是Arm架構（比如恩智浦、英飛凌、Microchip），但是這些老牌廠商經過多年的發展，已經建立起來自己強大的生態體系。這也意味著國產廠商如果想要沿著他們原有的路線來追趕，必然會比較吃力。
但是，隨著全新開源的RISC-V架構的興起，則給了更具自主可控特性的國產汽車MCU晶元廠商一個新的切入點。
雖然Arm架構和廠家自研架構目前占據車載娛樂/車身/底盤等應用的絕大部分份額。但是RISC-V兼具開源和通用優勢，近幾年已經成為主流廠商布局的重點方向。比如瑞薩電子也開闢了全新的RISC-V MCU產品線。
另外，國內MCU廠商很多之前都還是在做8位MCU和16位MCU。但是隨著汽車邁向「三化」對MCU的規格要求進一步提升。32位MCU廣泛應用於儀錶板控制、車身控制、 多媒體信息系統、引擎控制，以及新興的智能性和實時性的安全系統及動力系統、 ADAS 等領域。
數據顯示，在2021年汽車MCU市場32位MCU佔比已經達到了70%，預計到2026年市佔率將達到74.02%。所以從這個市場來看，對於32位的RISC-V MCU來說是很好的一個機會，將有著數十億美元的替代空間。
王超表示：「目前國內外主要MCU/MPU公司均開始在RISC-V方向布局。覆蓋領域有協處理器、物聯網、邊緣AI、通用MCU等，並積極向車規處理器、多核高效能計算等領域推進。得益於在價格、性能、靈活性、自主可控等方面的優勢，也促使了RISC-V在汽規級MCU市場與Arm等其他架構MCU分享市場的格局已形成。
值得注意的是，近幾年來，國內新興的車規級MCU廠商很多都不約而同的選擇了RISC-V架構來做自己的車規級MCU，比如雲途半導體、武漢二進位、國芯科技以及芯科集成。
芯科集成推出車規級MCU——CX3288
芯科集成成立於2022年4月，創始人為國內最早一批汽車晶元設計師，專攻車規級晶元研發多年，從架構定義到大規模量產具有豐富經驗，所負責的項目量產成功率100%，掌握了零缺陷車規級品質晶元的開發流程。具有獨到的晶元全流程自動化開發平台搭建技術，克服了研發質量和進度對人的高度依賴，具有豐富的大型SoC晶元研發到量產進入市場的全流程經驗。
芯科集成的產品線覆蓋車身控制、電機控制、底盤控制、儀錶、車載網路、智能座艙等品類齊全的車規級MCU/MPU和域控制器SoC晶元。依託自研的全流程自動化車規晶元開發平台，芯科集成力圖打造可對標歐美日系車規晶元大廠的零缺陷研發和質量管理體系，有能力高質高效推出車規晶元，快速形成產品矩陣，滿足廣大客戶不同的產品需求。
此次發布的CX3288正是芯科集成的首款基於RISC-V架構的高性能車規級MCU，採用32位RISC-V內核，支持浮點運算指令，主頻達到300+MHz，Flash容量最大達2MB，內部集成信息安全模塊HSM及乙太網/CAN等豐富的外設資源。預計將於
作為一款車規級MCU，CX3288的設計符合功能安全ISO26262 ASIL-B的要求；在信息和網路安全方面支持SHE、Medium HSM，支持通信加密和安全啟動。並且支持AutoSAR，可提供MCAL和配置工具支持。
「我們在安全上做了很大的努力，CX3288是全片的ECC。不管是內部的Memory還是外擴的Memory，都可以實現ECC的糾錯。另外，我們全線的BIST。如果說下一步把內核換成雙核，我們就很容易實現功能安全SoC的一些標準。」王超進一步補充道。
對於CX3288的市場預期，王超認為，車規晶元不管是從存量的國產替代、還增量的快速增長，我們國內的市場潛力都非常巨大。
「我們車規級RISC-V MCU從價格、性能、靈活性和自主可控方面都具有優勢，特別是在與國外基於Arm或自有架構的車規級MCU廠商競爭時。我們強大的研發能力，以及國內首創的用於車規級MCU全流程自動化開發的平台，用在車規晶元開發上，可以大大的降低時間和減少晶元開發中出錯的幾率。即使是與國內廠商相比，我們也擁有更高的性能和更豐富的外設，能夠提供滿足車規客戶需要的功能安全和信息安全，以及完善的軟硬體生態。」王超總結說道。
編輯：芯智訊-浪客劍
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