隨著(zhù)5G技術(shù)的發(fā)展,智能設備對芯片的需求也越來(lái)越大。小到家用電器,大到汽車(chē)電子都離不開(kāi)芯片的支持,是智能設備的靈魂所在。
到了2023年,隨著(zhù)人工智能掀起新一輪技術(shù)浪潮,MCU 再次擔起新使命,圍繞智能家居、電動(dòng)汽車(chē)、工控綠能等領(lǐng)域不斷衍生新技術(shù)、新產(chǎn)品。與此同時(shí),在低功耗、高運算力、高集成度、高專(zhuān)用性等高需求下,國產(chǎn)芯片制造商將迎來(lái)更大的發(fā)展空間,以及更好的性能,更完善的生態(tài)系統。
微控制器(MCU)根據數據總線(xiàn)或數據處理位數可分為4位、8位、16位、32位甚至64位。位數越高,數據有效數越高,運算誤差越小,是衡量MCU性能的一項重要標準。MCU的性能隨著(zhù)位數的增加而提高,適用場(chǎng)景也更加豐富,其中8位和16位MCU主要用于一般的控制領(lǐng)域,使用場(chǎng)景不涉及操作系統,而32位MCU多用于多媒體處理、網(wǎng)絡(luò )操作等復雜場(chǎng)景,一般需要使用嵌入式操作系統。
據悉,國內廠(chǎng)商的競爭著(zhù)重集中在消費和中低端工控領(lǐng)域競爭,國內MCU的應用領(lǐng)域銷(xiāo)售占比情況如下:
數據來(lái)源:ICInsights、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
物聯(lián)網(wǎng)的出現擴大了消費級MCU更大的需求,在國內消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)領(lǐng)域中得到快速發(fā)展。
在汽車(chē)領(lǐng)域,MCU是汽車(chē)由電動(dòng)化走向智能化發(fā)展的重要元器件之一,車(chē)規級MCU是國家重點(diǎn)扶持的領(lǐng)域,國家高度重視汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。其需具備高可靠性、低功耗、多種通信協(xié)議和接口、高EMI抗干擾等特點(diǎn),主要應用在發(fā)動(dòng)機控制、制動(dòng)系統、ADAS、轉向系統等等。
在工業(yè)領(lǐng)域,工廠(chǎng)自動(dòng)化、電機控制、電源能源等需求,對特定技術(shù)指標要求有突出的性能表現,包括高精度、高可靠性、多種通信協(xié)議和接口、防塵、防水和防腐蝕等特點(diǎn)。應用在PLC、DCS和工控機等,MCU可以控制生產(chǎn)線(xiàn)、傳感器、執行器等等。
在醫療領(lǐng)域,MCU可以控制醫療設備的測量、記錄和傳輸等功能,需要具備高精度、低功耗、安全加密等特點(diǎn)。主要應用在醫療保健儀器設備、核磁共振成像設備、血壓計、血糖儀、醫療監護設備等。
在消費電子領(lǐng)域,消費電子是國家戰略性發(fā)展產(chǎn)業(yè),近年單一產(chǎn)品的功能也呈現多樣化趨勢。具備低功耗、多種通信協(xié)議和接口、小尺寸和低成本等特點(diǎn),主要應用在電視電腦、手機電腦主板、空調冰箱、小家電等。
近幾年,國內一大批MCU廠(chǎng)商相繼出現,其中不少MCU已經(jīng)在國內市場(chǎng)上站穩腳跟。隨著(zhù)政策支持,國內MCU廠(chǎng)商也在不斷的突破技術(shù)壁壘,提升整體實(shí)力。比如先楫半導體、小華半導體等等都是國內典型的代表。
先楫半導體
先楫半導體是一家致力于高性能嵌入式解決方案的半導體公司,產(chǎn)品覆蓋微控制器、微處理器和周邊芯片,以及配套的開(kāi)發(fā)工具和生態(tài)系統。致力于開(kāi)發(fā)基于RISC-V內核的高性能嵌入式處理器及應用解決方案。主要應用于電機控制、數字電源、工業(yè)控制和邊緣計算等領(lǐng)域。關(guān)鍵產(chǎn)品:基于RISC-V內核的HPM6300微控制器、HPM6700/6400微處理器;
先楫半導體HPM6300系列:
HPM6300 系列 MCU 是上海先楫半導體科技有限公司推出的一款高性能、高實(shí)時(shí)、高性?xún)r(jià)比 RISC-V 內核的微控制器。 HPM6300 系列提供 LQFP 和小體積 BGA 封裝,簡(jiǎn)化用戶(hù)板級設計,為工業(yè)自動(dòng)化及邊緣計算應用提供了豐富的算力和高效的控制能力。
其RISC-V 內核支持雙精度浮點(diǎn)運算及強大的DSP擴展,主頻超過(guò)600 MHz。
32KB 高速緩存 (I/D Cache)和高達256KB的零等待指令和數據本地存儲器 (ILM / DLM),加上 512KB 通用SRAM;內置快速傅里葉變換和數字濾波器硬件加速引擎。外擴存儲2個(gè)串行總線(xiàn)控制器、SDRAM控制器、1個(gè)SDIO控制器??赏ㄟ^(guò)板載 JTAG 和串口調試器進(jìn)行調試。
先楫半導體HPM6700/6400系列:
HPM6700/6400系列MCU是來(lái)自上海先楫半導體科技有限公司的高性能實(shí)時(shí) RISC-V 微控制器,為工業(yè)自動(dòng)化及邊緣計算應用提供了極大的算力、高效的控制能力及豐富的多媒體功能。
RISC-V 內核支持雙精度浮點(diǎn)運算及強大的 DSP 擴展, HPM6750 旗艦型號雙核主頻高達 816 MHz,創(chuàng )下了高達 9220 CoreMarkT M 和高達 4651 DMIPS 的MCU 性能新記錄。 HPM64G0 高性能型號單核主頻達到 1GHz,超過(guò) 5600 CoreMarkT M。
32KB 高速緩存 (I/D Cache) 和高達 512KB 的零等待指令和數據本地存儲器 (ILM / DLM),加上 1MB 內置SRAM.外擴存儲2個(gè)串行總線(xiàn)控制器、SDRAM控制器、2個(gè)SD/eMMC控制器??赏ㄟ^(guò)板載 JTAG 和串口調試器進(jìn)行調試。
小華半導體有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)小華半導體)是中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司旗下集成電路業(yè)務(wù)平臺華大半導體有限公司的核心子公司。 我們專(zhuān)注于核心智能控制芯片的設計,為客戶(hù)提供通用控制、 電機控制、 汽車(chē)電子、超低功耗四大產(chǎn)品線(xiàn), 以及相應算法和軟件在內的一整套系統級解決方案。
HC32L110系列
HC32L110 系列是一款旨在延長(cháng)便攜式測量系統的電池使用壽命的超低功耗、Low Pin Count、寬電壓工作范圍的 MCU,具備新型擴頻技術(shù),易于建設和部署,多種協(xié)議通信方式等特性。適用于智能抄表、 智能家電、智能城 市以及智能樓宇等物聯(lián)網(wǎng)應用場(chǎng)景。
接口方面,該芯片集成 12 位 1M sps 高精度 SARADC 以及集成了比較器、多路 UART、SPI、I 2 C等豐富的通訊外設,具有高整合度、高抗干擾、高可靠性和超低功耗的特點(diǎn)。本產(chǎn)品內核采用 Cortex-M0+ 內核,配合成熟的 Keil & IAR 調試開(kāi)發(fā)軟件,支持 C 語(yǔ)言及匯編語(yǔ)言,匯編指令。
HC32M120系列
小華半導體HC32M120系列芯片是基于A(yíng)RM Cortex-M0+ 32-bit RISC CPU,工作頻率48MHz的高性能MCU,集成了片上存儲器,包括32KB的Flash,4KB的SRAM。支持寬電壓范圍(2.7-5.5V)、寬溫度范圍(-40-105℃)和低功耗模式,可應用于冰箱、空調、洗衣機、小家電、風(fēng)機、風(fēng)筒等領(lǐng)域。
另外,HC32M120系列芯片還集成了豐富的外設功能。包括12通道的 12bit 1MSPS ADC,2個(gè)獨立運算放大器(OPA),2個(gè)獨立電壓比較器(CMP),1 個(gè)電機 Timer(Timer),1個(gè)多功能16bit Timer(TimerA)支持正交編碼輸入、輸入捕捉、輸出捕捉、PWM 輸出,4個(gè)多功能 16bit Timer(TimerB)支持輸入捕捉、輸出比較、PWM 輸出,1個(gè)16bit Timer (Timer2)支持異步計數,1個(gè)16bit Timer(Timer0),1個(gè)I2C通信接口,1個(gè)SPI 通信接口,3個(gè)USART通信接口,其中1個(gè)USART支持LIN通信功能。