2021年12月17日 | 迈过高门槛 复旦微电子入局汽车MCU市场

全球半导体芯片的短缺问题尚未得到缓解，汽车行业因此受到波及，多家汽车企业不得不以减产、停产应对。另一方面，这场“汽车芯片荒”与我国汽车芯片进口比例过高（超过90%）以及国产汽车芯片替代率低扯不开关系。

未来汽车将变得愈加智能化，其中需要的芯片也愈来愈多。在进口芯片短缺导致车企产能受限的情况下，利用此次汽车芯片短缺的窗口期，加快推进自主汽车芯片的使用是当下的课题。

在汽车芯片中，属MCU类产品供给缺口最大。每个MCU芯片都相当于一台微型电脑主机，在控制发动机、变速箱、底盘、车身、空调等零部件时都涉及这一类芯片。

作为中国首家上市的集成电路设计公司，上海复旦微电子集团股份有限公司（下称：复旦微）在MCU累计出货超5亿颗这个节点，迈入了汽车领域。

首款通过AEC-Q100考核MCU芯片

2021年11月，复旦微首款车用MCU成功通过AEC-Q100考核，并得到了CNAS专业认证，正式向汽车应用市场布局。

据复旦微电子电力电子事业部技术市场经理王超介绍，此次切入汽车市场的FM33LG0xxA系列MCU采用Arm Cortex-M0内核，主频最高64MHz，围绕车身、车内舒适系统，该产品可应用于包括各类开关、门窗、车灯、方向盘，以及ETC、防盗器、OBC、电动座椅等。

该芯片定位于大容量存储空间的通用MCU，王超表示：“随着汽车电子电气架构升级，很多执行器节点、控制器对于片上的存储空间要求越来越高，所以在定义这款产品的时候，首先便是足够大的存储空间，为硬件做足够的空间冗余，能够支撑未来三年甚至更长时间的产品软件方面的迭代和更新。”在存储方面，复旦微使用嵌入式Flash工艺，支持10万次以上擦写次数，105度的环境下保存数据长达10年。

整个芯片的外设资源非常丰富，包括模拟外设、数字外设以及高速的数字接口。同时定时器资源也比较丰富，标配低功耗的RTC时钟源，且芯片本身支持两个看门狗。

王超介绍，目前FM33LG0xxA系列MCU提供三种封装：LQFP48、LQFP64、LQFP80，“考虑到当下供应链的情况，我们把供应链资源集中在需求更多的封装的形式上，后期会适时向用户推出32pin或者20-28pin的产品封装。”

王超还强调了该首款车规级产品的四大特色：高可靠设计、超低功耗、安全特性、个性化电路。

高可靠设计：FM33LG0xxA系列MCU的工作电压是超宽的，支持1.65到5.5V，兼容车身电源系统，另一方面，噪声容限能力更高。其次，芯片上支持很多高可靠的BOR、PDR电路，还包括电源监测模块、双看门狗，以及晶振的停振检测和引脚滤波、复位电路滤波等等，确保产品在硬件设计上就符合ISO 26262功能安全的设计理念。

超低功耗：汽车的新四化下，电子电气架构都在逐渐演变升级，新能源汽车对于元器件的需求激增，这意味着未来整车的待机功耗对每一个单独的器件功耗要求提高。复旦微将在工业领域长期的超低功耗的技术经验融入到了这款产品设计中。

安全特性：智能汽车网联化、智能化的程度越来越高，引入数据安全的概念和理念。数据安全需要硬件电路的支撑，复旦微在芯片里面会提供一些硬件电路包括融合对称的加密单元、随机数的发生器、代码保护等来保证系统数据安全。

个性化电路：基于复旦微对于MCU的应用和理解，在模拟外设、数字外设上集成很多高精度的电路，包括芯片上的高速RC振荡器，在出厂之前每一片都会做频率校准。希望为客户降低BOM成本。

王超提到，目前新产品已经不同程度地在车身上的零部件和控制器上得到应用，最快的已经上车验证了，也有很多正在评估和设计中，这需要比较长的周期。

冲破技术门槛的实力

汽车MCU市场是一条门槛较高的赛道，高门槛不仅体现在市场上，同时在产品定义、产品设计以及技术门槛上有着非常高的门槛。目前在车用MCU市场中，几家头部企业已经达到了95%以上的市占率。

王超指出，目前国内多家MCU厂商在汽车市场中的基础是比较薄弱的，出货量非常少，供应链就是一大挑战。“今年许多车企以及零部件厂家给我们提供了一个窗口，对于我们国产MCU厂商来说是前所未有的机遇，然而机遇往往与挑战并存。”

复旦微电子高级工程师、电力电子事业部总经理助理翟金刚强调，有壁垒是一件好事情，有壁垒在才能检验到成色。机遇与挑战并存，怎样在窗口期内把产品做出来，顺利上车通过验证测试，规划未来的产品去继续提升市占率，是目前汽车MCU厂商的重要任务。

在复旦微看来，首先，产品的品质很重要，产品本身过硬是最基础的。其次，还要继续优化和提升本土化的设计公司的本地化服务的优势。

在团队的建设方面，汽车电子应用网了解到，复旦微电力电子事业部自2004年正式成立以来，聚焦超低功耗和工业级的MCU，目前已经长期稳定运行了十几年，并积累了十几年现场稳定运行的数据。未来将继续基于十多年来在工业以及高可靠的MCU设计经验基础之上，全面布局汽车相关的、面向车身的通用微控制器。

复旦微团队的策略之一就是迎合或者适配市场的需求做相应的改变。复旦微有一部分的工作和内容就是和车企共同探讨、定义未来的产品，包括产品的定位、本地化、服务等多方面。在现有的基础上瞄准未来，针对电子电气架构升级的演变方向，探讨出更多的关于智能汽车对于高性能、更复杂、更安全的控制器产品，所要具备的高算力、功能安全特性等，推动应用落地。

翟金刚指出，复旦微后续MCU产品的规划是基于目标应用的场景往前走的。复旦微的产品除了M0内核之外，未来还规划了包括M33、M7的高性能、大算力内核等产品系列，满足空调压缩机、OBC、超声雷达以及网关、TBOX等应用场景的需求。

“布局汽车行业免不了要走ISO 26262和AUTOSAR两条路，ISO 26262面向功能安全方面，AUTOSAR主要面向汽车开放软件架构。这两块有难度，但也并不是不可逾越，复旦微也在从各方面下努力增强自身能力。” 翟金刚说道，除了ISO 26262和AUTOSAR外，汽车行业后续还将面临比较重要的课题，比如新四化、新能源车或者造车新势力，这些因素都在积极推动汽车行业发展，未来的电子电气架构会更加复杂，尤其在互联方面，数据安全是关键的一环。所以复旦微后续的产品设计也会关注数据安全方面，除了safety，也会积极布局security。

生态的支撑

提高市场渗透率的关键一环在于生态。“要打破原有的汽车的技术壁垒，都是需要生态来支撑的。” “没有生态，产品推广会面临非常大的瓶颈。”翟金刚如是说。

在产品设计过程中，初期生态非常重要，没有好的生态，再好的产品运用周期都会非常长。另一方面，用户对产品的使用体验非常重要，好的体验能够加速原型的打造，对产品推广非常有利，产品快速推向市场的同时，也缩短了用户产品推向市场的时间，形成一个双赢的局面。

复旦微对于生态的重视，还体现在成长建设上。国际厂商ST、NXP、TI、瑞萨等有自己的生态，复旦微也在逐步构建自己的生态。“我们不希望借鉴别人的生态去做，因为借鉴别人的生态，你的产品就要和别人的产品兼容，缺少主动性。” 翟金刚表示，复旦微不会赚快钱、追热点，而是踏踏实实干事情，致力于做一个百年老店。

从生态最开始的一环，复旦微就积极参与到晶圆加工上，与代工厂共同解决了大量问题，稳定制造工艺，把生态慢慢稳定下来。

另一方面，面对汽车中数据保存15年的明确要求，复旦微的芯片做到了真正可追溯，可以全程追溯芯片从出生到最后的报废，“这是复旦微这么多年摸爬滚打，摸出来非常好的一条路。” 翟金刚指出，同时复旦微对于知识产权给予重视。

复旦微正积极探索和打造全生态圈理念的合作，与电子五所、普华、艾拉比合作，支持KEIL、IAR、ECLIPSE开发环境，同时复旦微给用户提供可视化的配置工具MFANG，完成与希尔特等主流烧录设备厂家的对接。

在建设生态圈的同时，复旦微MCU团队还可为用户提供管家式的技术，例如合作客户的问题在24小时内复旦微一定会有所响应，紧急情况下团队会赶赴现场，立即解决问题。

感受到了Tier 1、OEM对国产芯片的强烈需求，作为国产MCU公司，复旦微责无旁贷，“我们也想在大海里面汇入几滴水，为国产汽车MCU、电子电气架构做一点贡献。” 翟金刚期待中国的电子业能够蓬勃发展，希望我们以后开的每辆汽车里面都是国产的芯片。