盘点2023年中国工程师最喜欢的车规级MCU芯片！

近年来，受益于物联网快速发展、工业4.0对自动化设备需求的增长及汽车电子渗透率的提升等因影响，MCU应用领域不断扩大，全球MCU市场规模也不断增长。数据显示，2022年全球MCU市场仍维持增长趋势，销售额将达到211.8亿美元，但增速放缓至6.15%。

MCU芯片已经广泛应用于各种电子设备，包括汽车、工业、电信、医疗和消费电子等，其中汽车市场占据30.13%的MCU份额。现在的汽车一般需要50-100颗MCU芯片，MCU需求的增长主要来自汽车电动化、增强的安全特性、ADAS和自动驾驶、车内娱乐系统，以及政府对汽车废气排放的法规要求。

车规MCU分类及应用

作为车辆控制的核心器件，MCU主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统。

8位MCU ：提供低端控制功能:风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、 车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块。

16位MCU ：提供中端控制功能:用于动力系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等;用于底盘 ，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车等。

32位MCU：提供高端控制功能:在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。

车规MCU市场竞争格局

相较于消费级和工业级 MCU，车规级 MCU 要求更高。与消费级和工业级芯片相比，车规级半导体对产品的环境要求、可靠性要求和供货周期要求较高，主要体现在：

（1）环境要求。汽车芯片的工作环境更复杂，有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围宽（-40~155℃）等特点；

（2）可靠性要求。汽车设计寿命一般 在 15 年或 20 万公里，整车厂对车规级 MCU 的要求通常是零失效；

（3）供货周 期要求。车规级 MCU 的供应周期需要覆盖整车的全生命周期，供货周期一般为 15~20 年；

（4）重新认证要求。在工业 MCU 上执行很多微小的工艺变化都不需 要客户或对 MCU 进行重新认证，但对于汽车 MCU 来说需要进行重新认证。

车规级 MCU 具有三大认证门槛，认证时间长、进入难度大。车规级 MCU 企业在进入整车厂的供应链体系前，一般需符合三大车规标准和规范：在设计阶段要遵循功能安全标准 ISO26262，在流片和封装阶段要遵循的 AEC-Q001~004 以及 IATF16949，以及在认证测试阶段要遵循的 AEC-Q100/Q104。

其中，AECQ100 分为四个可靠性等级，从低到高分别为 3、2、1、0；ISO26262 定义的 ASIL 有四个安全等级，从低到高分别为 A、B、C、D；AEC-Q100 系列认证一般至少 需要 1-2 年的时间，而 ISO26262 的认证难度更高，周期更长。在考虑到芯片上 车后还需要认证的时间，整体上车规级芯片从流片到相关车型量产出货可能要 3- 5 年时间。

车用 MCU 具有客户认证壁垒，供应周期长，下游车厂完成认证后不会轻易更换供应商。芯片经过车规级认证为先行条件，后续还需要被整车厂认可，经过上车认证合格后才能批量供货。同时一款车型的销售和售后周期较久，同一型号 芯片可稳定供货 5 年甚至更久。

长期以来，主流车厂的供应商资质被几大芯片龙头占据，他们的产品品质经过了长期的验证，因此整车厂一般不会轻易更换供应商。

在市场竞争格局方面，全球MCU供应商以海外厂商为主。包括瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、意法半导体和微芯科技在内的前5大MCU厂商市场份额合计达到75.6%，集中度相对较高，而国内MCU厂商在中低端市场具备较强的竞争力。

国内MCU厂商针对汽车市场的产品几乎都集中在32位。目前已经进入前装市场的有芯旺微、杰发科技和小华半导体等，另外还有不少在MCU厂商已经推出，或即将推出车规级MCU产品，比如兆易创新、小华半导体、中颖电子、航顺、先楫、芯海科技、旗芯微等。

可以看出，由于车规级MCU的壁垒较高，国际巨头在车规级MCU领域一直处于领先的地位，但是近几年国内厂商在车规级MCU的深耕也非常值得关注，今天就来介绍几个国内外做得比较出色的车规级MCU产品。

恩智浦NXP S32K汽车MCU

S32K MCU系列是NXP基于Arm Cortex-M系列的可扩展、低功耗微控制器，具有高级功能安全、信息安全和软件支持，适用于ASIL B/D车身、区域控制和电气化应用。

S32K MCU提供硬件和软件的可扩展性和兼容性，支持固件无线(FOTA)、高级硬件安全性、CAN FD和以太网TSN。该系列MCU包括S32K1和S32K3，前者是基于Cortex-M0+/M4F内核的单核MCU，带128 KB至2 MB 存储器，支持ASIL B，已经量产；后者基于Cortex-M7内核，具有单核、双核和锁步内核MCU，带512 KB至8 MB存储器，支持ASIL B/D。

英飞凌Cypress Traveo II汽车MCU

Cypress Traveo II系列是英飞凌专为汽车应用而设计的32位MCU。由于在单核Arm Cortex-M4F和双核Cortex-M7F中内置了处理能力和网络连接，该系列微控制器的性能可以从400 DMIPS 提高到1500 DMIPS。

Traveo II 系列集成了HSM（硬件安全模块）、用于安全处理的专用 Cortex-M0+，以及满足FOTA要求的双存储体模式嵌入式闪存，因而具有高级安全功能。该系列MCU还配备了优化的软件平台，可用于赛普拉斯 AUTOSAR MCAL（微控制器抽象层）、自测库、闪存 EEPROM 仿真以及安全低级驱动程序，并结合第三方固件使用

Traveo II系列包括入门级型号CYT2B6、CYT2B7、CYT2B9和CYT2BL，以及高性能型号CYT3BB/4BB和CYT4BF。其中CYT2B9 MCU 专为汽车车身电子设备而设计，基于Cortex-M4F内核，具有出色的处理能力和网络连接性能。

除了CAN FD接口外，该系列还通过嵌入式CXPI接口提供更高的响应和更快的通信速度，是车身控制模块、暖通空调和照明的理想选择。该芯片具有六种电源模式，使ECU能够最大限度地降低整体功耗且保证安全功能，以实现安全通信，并在内存大小和引脚数方面具有出色的可扩展性。

意法半导体SPC5系列及Stellar 32位汽车MCU

意法半导体不仅拥有通用型MCU STM32产品系列，在车规MCU也耕耘多年。目前，可提供基于 Power Architecture 架构的SPC5 汽车微控制器系列和基于arm的Stellar汽车微控制器系列。

SPC5系列32位汽车微控制器可广泛应用于网关、电动移动和ADAS到发动机和变速器控制、车身、底盘和安全的汽车应用。SPC5微控制器基于Power PC架构，最多可提供3个内核，工作频率高达200 MHz，结温为165°C；产品设计符合汽车AEC-Q100标准，可达到ASIL-D安全标准。

如今，汽车工业已经步入“软件定义车辆”的时代，电动车辆（EV）正率先经历这种转型。可升级性对提高电动车辆的功率效率、增加行驶里程和提升性能至关重要，而传统的电子/电气(E/E)架构达到了支持这种软件驱动方法的能力极限。新型的车辆架构需要具有高实时计算效率以及易于升级的设备开放式硬件平台，以便处理大规模数据流，同时遵守严格的安全准则和功能安全要求。

意法半导体基于Arm的Stellar平台正迎合了汽车工业这一转型，专为基于域控制器的汽车平台而设计，不仅降低了新车辆架构及其电气化的复杂性，还可满足现代化车辆节点的要求。Stellar 产品系列分为集成式MCU和驱动MCU。

Stellar集成式MCU基于 Arm Cortex R-52 内核，结合 28nm FD-SOI、嵌入式相变存储器 (PCM) 等技术，可支持高达 600Mhz 的频率和超过 40MByte 的嵌入式 PCM 非易失性存储器，用于快速和确定性的实时计算，不受非集成存储器的延迟影响。该产品子线又分为应用于运动控制的Stellar P集成式MCU和用于网关和车身的Stellar G集成式MCU。

Stellar驱动MCU目前可提供 Stellar E 系列，该产品基于Arm Cortex M7内核，可实现高效的功率转换及卓越的安全性和保密性。目前已上市的 Stellar E 系列有SR5E1E3 和 SR5E1E7，可提升板载充电 (OBC) 和DC/DC转换器应用的功率效率，缩短电动汽车充电时间。Stellar E 系列是意法半导体SiC和GaN产品理想的配套控制芯片。

先楫 HPM6750

HPM6750 MCU是先楫半导体推出的高性能高实时 RISC-V MCU 旗舰产品，目前已经量产。与国际竞品相比，HPM6750单核运行主频即可达到惊人的816MHz，在CoreMark跑分测试中，HPM6750获得了9220的高分，成功刷新了国际MCU领域的性能记录。

在具体性能方面，HPM6750 MCU采用RISC-V 内核，支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展，主频频率创下了MCU 性能新纪录，是目前市场上高性能MCU的理想之选。此外，该MCU还配置了高效 L1 缓存和本地存储器，加上 2MB 内置通用SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

HPM6750还拥有强大的多媒体支持能力和丰富外设接口，其适配的LCD显示控制器可支持高达1366x768 60fps的八图层RGB显示支持，支持图形加速功能，可支持双千兆以太网，IEEE1588，双目摄像头。并具有4个独立的pwm模块，每个模块可生成8通道互补PWM，及16通道普通PWM、3 个 12 位高速 ADC 5MSPS、1 个 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 个模拟比较器等多个接口。

先楫HPM6750高性能RISC-V MCU可用于汽车仪表方案的开发。这款10.1英寸的仪表显示屏的分辨率达1280x480，超过了60万像素。借助HPM6750的高性能CPU，以及独立自主知识产权的显示系统，包括8图层混合显示控制器，以及2D图形加速单元，成功实现了动态流畅的显示车辆行驶的各种关键信息，包括车辆的速度，发动机转速，油箱的状态等等，还包括了一些行驶的辅助信息，比如当前的时间，安全带的状态，转向灯信息等等。得益于HPM6750显示系统的卓越设计，显示屏局部的图层刷新可由硬件完成，限制降低CPU负荷，显示的刷新率超过了60帧每秒。

比亚迪半导体BF7006AMXX系列车规级MCU

比亚迪半导体的车规级MCU采用高可靠性的车规级制造工艺，严格按照AEC-Q100 Grade1质量标准测试认证，遵循IATF16949体系下生产管控流程。其8位和32位内核系列MCU的安全等级可最高达到ISO26262 ASILB标准，已大规模用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表、后视镜、车锁等多种汽车通用控制。

BF7006AMXX 作为一款满足汽车AECQ100 GRADE1 品质等级的32 位通用MCU，依照ISO26262 ASIL-B 等级标准要求设计；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。封装形式为LQFP64、LQFP48、TSSOP28，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。

旗芯微 FC4150F512

苏州旗芯微半导体有限公司成立于2020年10月，将基于ARM Cortex M4、M7等系列架构构建面向汽车不同应用场景的高性能、高可靠性的片上系统，开发智能汽车高端控制器芯片。通过采用自研IP，多核锁步等技术以及应用于车规芯片的六西格玛模拟电路设计流程，设计出覆盖安全标准ISO26262 ASIL-B至ASIL-D的全系列产品家族。公司产品均满足车规AEC-Q100、功能安全标准ISO26262以及各项车规可靠性测试，可广泛应用于车身、汽车仪表、安全、动力、电池管理等领域。

FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU，支持ASIL-B功能安全等级，AEC-Q100 认证，Grade 1等级，适用于汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。

性能方面，FC4150F512主频高达150MHZ、内置512KB的Flash和128KB的SRAM，3.0V-5.5V的工作电压，带有6个CAN口，其中3个支持CAN-FD。并针对成本敏感的应用进行了优化。

该产品提供开源SDK软件包，驱动开发样例支持多个IDE：Keil，IAR, Eclipse。并且提供自主开发的MCAL软件，该软件遵守ISO26262功能安全开发流程，支持FULLAUTOSAR和单独AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet协议栈应用。

小华HC32F460

小华HC32F460系列芯片是基于ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU，工作频率200MHz的高性能MCU。该芯片还集成了高速片上存储器，包括512KB的Flash，192KB的SRAM，并支持宽电压范围(1.8-3.6V)，宽温度范围(-40-105℃)和各种低功耗模式，可应用于汽车电动背门、伺服电机控制器、面板控制器 、编码器等领域。

接口方面，HC32F460系列芯片集成了丰富的外设功能。包括2个单独的12bit 2MSPS ADC，1个增益可调PGA，3个电压比较器(CMP)，3个多功能16bit PWM Timer(Timer6)支持6路互补PWM输出，3个电机PWM Timer(Timer4)支持18路互补PWM输出，6个16bit通用Timer(TimerA)支持3路3相正交编码输入及48路Duty独立可设PWM输出，11个串行通信接口(I2C/UART/SPI)，1个QSPI接口，1路CAN，4个I2S支持音频PLL，2个SDIO，1个USB FS Controller带片上FS PHY支持Device/Hos。