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车规级MCU是“专用型”还是“通用型”更具发展前景

时间:2022-05-08 21:37来源:未知 作者:admin 点击:

  的研究报告显示,预计到2030年,电动车市场估值将会达到8237.4亿美元,增长近5倍。同时,研究还表明,受技术进步、竞争驱动以及消费者需求的变化,电气行业将会在接下来的数十年中呈指数性的增长。受益于电动汽车市场规模的持续扩大,车规级MCU迎来了发展的新机遇。

  特斯拉Model 3是首款在量产车型中使用碳化硅功率器件的车型,也是促使车规级芯片材料由硅向碳化硅转型的催化剂。相较于传统的硅材料,碳化硅在电动汽车的电控系统应用中,会得到更高的开关频率和系统转换效率,有利于提升电动车的续航里程和充电速度,助力电机的小型化。

  自此特斯拉Model 3用上碳化硅之后,碳化硅站在了汽车产业发展的上风口,并吸引了众多车企的效仿与布局,如百公里加速仅需3.9秒的比亚迪汉EV,采用了国内首款自研的碳化硅功率模块,以及小鹏推出国内首款基于800V碳化硅高压平台的量产车G9,并且小鹏还战略性地投资了专注于碳化硅功率器件的瞻芯电子。随着汽车电气化的持续演进,碳化硅功率半导体市场需求异常明显。

  为顺应时代的发展与市场的需求,近日ST推出了一系列针对电动汽车碳化硅电气架构的车规级MCU Stellar E ,这款MCU与传统的MCU不同之处在于,传统的MCU在执行控制回路处理与运算方面的响应速度无法满足碳化硅功率器件的高频开关需求,通常需要增加一个专用的高速信号处理器来控制SiC功率半导体,并且额外的加入处理器模块意味着BOM成本、系统功耗以及设计难度的增加,这对目前竞争压力如此巨大的汽车市场来说并不友好。而ST推出的专用MCU在片上集成了可应对碳化硅功率器件高速控制的处理器,通过一颗MCU即可控制整个模块,有助于降低电动汽车的成本,简化电气架构、提高功率密度。

  Stellar E系列MCU采用了最新的宽带隙技术,能够满足第三代化合物碳化硅与氮化镓在车载电源转换领域的应用中所需的高频控制需求,简化的车用功率器件由硅材料向碳化硅的转变过程。

  在参数性能方面,该MCU内置了一个双内核的Arm® Cortex ® M7CPU,以及具有双精度 的FPU、L1 高速缓存和DSP。片上集成了一颗支持同时写入和读取功能的2MB闪存,其中有960KB的空间支持OTA更新。同时为增强外设可实现快速控制环路功能,还集成了7个模数转换器和10个数模转换器以及多个定时器等。

  在安全方面,Stellar E系列MCU支持ISO 26262 ASIL-D的汽车功能安全标准,还内置了FCCU监控单元、内存错误管理单元和循环冗余检验单元。FCCU单元可以监控MCU的完整性状态,提供灵活的安全状态控制,内存错误管理单元主要用于收集和报告内存中的错误事件。

  ST官方表示,Stellar E系列MCU目前正处于样品以及AEC-Q100车规级认证阶段,预计将会于明年开始批量生产并进入市场。

  视线转回国内,在全球缺芯的背景下,为维护国内汽车产业的稳定,国产化替代正在如火如荼地进行着。在此次缺芯潮中,比亚迪是唯一对外宣称产能未受缺芯影响的车企。截至目前,比亚迪分别推出了两个系列,满足车规级应用的8位车规级MCU和32位车规级MCU。并于去年对外宣布车规级MCU累计量产装车量达1000万颗。

  BF7006AMxx是比亚迪推出的32位通用型MCU,采用高可靠性的车规级制造工艺,并通过了车规级AEC-Q100的认证标准,其内部集成CAN、LIN、UART等多种通信模块,多路计数器、计时器及PWM功能,并包含有高精度ADC,存储支持EEPROM即时数据保存等多种通用模块。适合如电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、门锁等多种汽车电子车身控制应用。

  在芯片产能方面,比亚迪采用的是IDM的垂直产业链模式,集设计与封测于一身,不仅提升的产品的可靠性,还缩短了产品的生产周期。如今国外车规级芯片受疫情影响,交货周期一再延长,严重影响了终端车企的生产计划,也为比亚迪车规级芯片营造了一个良好的发展机遇。

  在国产替代的浪潮中,国产车规级MCU的队伍逐渐扩大,并在缺芯潮中获得了显著增长。虽然车规级MCU市场百家争鸣,但面临到一个问题,就是产品的同质化过于严重,不论是国内的国产替代产品,还是国外大厂的产品都存在这一现象。若想要在国际市场中站稳脚步,通过打造差异化的产品,赢得市场是最行之有效的方法之一,例如ST根据市场需求推出的专用型MCU。如今电动汽车对碳化硅功率器件的需求持续高涨,ST的专用型MCU有望搭乘汽车电气化的东风,开拓更大的市场。

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