全国产自主可控车规MCU发布！使用RISC-V内核，进入动力安全域应用

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）最近东风汽车在湖北省车规级芯片产业技术创新联合体大会上，发布了据称是中国首颗完全国产自主可控高性能车规级MCU芯片——DF30。东风汽车表示，目前已完成3款车规级芯片流片，除了车规级MCU之外，还有一款H桥驱动芯片、一款高边驱动芯片（已量产上车）。
 
车企造芯的大潮，从2020年下半年开始的全球汽车芯片短缺开始，当时车用MCU的缺货状况尤为严重。但如果看此前宣布投入造芯的车企，选择的自研芯片方向往往不是在市场上最为短缺的车用MCU，而是更加倾向自动驾驶、智能座舱、功率器件等方向。那么为什么东风会选择自研车用MCU？东风自研MCU的背景和技术是什么？下面的内容或许能够作出解答。
 
与二进制半导体联合开发，采用芯来RISC-V内核
 
在官方的介绍中，DF30是由东风汽车与中国信息通信科技集团（下简称中国信科）联合开发。在2019年，由于受到国际形势动荡影响，供应链安全问题日益严峻，国产芯片替代的趋势也逐渐摆上台面，国内不少芯片初创企业也是在当时的市场背景下成立。
 
东风汽车也在2019年规划了一系列车用芯片产品，包括高端MCU以及四款专用芯片，以保证供应链稳定和安全。到2022年，东风汽车联合中国信科等多家企事业单位共同成立了湖北省车规级芯片产业技术创新联合体，目的是联合“政产学研”的力量，实现车规级芯片完全自主定义、设计、制造、封测与控制器开发及应用，打通车规芯片产业链，深化产学研合作。
 
同在2022年，东风汽车和中国信科共同出资10亿元成立了二进制半导体，该公司主要由两大类业务，一是以太网交换芯片、二是工控和车规的MCU产品，因此实际上东风汽车的MCU项目是与二进制半导体联合开发。
 
早在2022年11月，二进制半导体就发布了首款高性能车规MCU伏羲2360。当然，这时距离公司成立还不到10个月，这款产品作为公司的首款车规MCU，在2023年才宣布了首次流片。伏羲2360采用了国产RISC-V指令集内核，实现全自主可控，主频不低于300Mhz；提供自研高性能时钟管理单元、自研高性能硬件安全模块，同时支持双核锁步机制以及ECC纠错，主要应用于汽车发动机、变速箱、三电控制、ADAS、整车控制等汽车动力安全域。
 
值得一提的是，国内RISC-V处理器IP大厂芯来科技是湖北省车规级芯片产业技术创新联合体的创始成员之一，自然也为二进制半导体提供国产RISC-V处理器内核IP。
 
DF30作为二进制半导体和东风汽车联合开发的车规MCU，同样采用了芯来的处理器IP。根据官方信息，DF30芯片基于芯来科技NA900系列RISC-V处理器内核，采用多核架构，主频最高350MhZ；采用国内40nm车规工艺开发，全流程国内闭环，功能安全等级达到ASIL-D。
 
据芯来介绍，NA900车规级处理器是全球首个通过ISO26262 ASIL-D产品认证的RISC-V CPU IP。
 
与此同时，DF30已经通过基础测试、压力测试、应用测试等295项严格测试， 已进入控制系统应用开发阶段，有望在国产同类芯片中率先实现量产上车。目前国产车规MCU虽然种类繁多，也已经有很多已经进入到量产车型上，但确实在动力安全域中使用的还几乎处于空白。
 
按照东风汽车的规划，未来新车型的芯片国产化率将达到40%，并制定了在汽车中央网关、智慧座舱、自动驾驶、动力控制等领域的国产化芯片开发应用战略，未来自研车规MCU还将会对外销售。除了MCU之外，还会投入到座舱、自动驾驶等领域，今年9月东风就宣布未来还将加快国产高算力芯片应用，2026年广泛采用7纳米制程芯片，2030年将应用5纳米制程芯片，2035年将应用更先进的芯片架构。
 
国产车规MCU加快上车脚步
 
根据semiconductor Intelligence的数据，2023年全球汽车芯片的市场规模达到670亿美元，同比增长12%。前五大厂商，英飞凌、恩智浦、意法半导体、TI、瑞萨合计占据超过5o%的市场份额，而前十二大厂商合计占据超过75%的市场份额，而目前前十二家汽车芯片厂商均为海外企业。
 
而随着汽车新四化的趋势，汽车芯片使用量增速惊人，已经成为了近几年半导体行业中增速最快的终端市场之一。
 
但根据原工信部部长苗圩的数据，中国车规级芯片自给率还不到10%。巨大的自主替代市场空间，也为国产车规MCU初创企业提供了极佳的市场机会。
 
当然车规级MCU的门槛较高，尽管近年市场上本土厂商推出的车规MCU数量较多，但普遍集中在车灯、门窗、座椅等对功能安全等级要求较低的领域。
 
不过除了DF30外，也有不少国产的厂商将车规MCU推向动力域、底盘域等对功能安全等级要求高、对芯片可靠性要求高的应用场景。
 
比如芯驰科技去年的高性能车规MCU E3就被搭载在CDC悬架控制器上，并在奇瑞瑞虎9、星途瑶光等车型上正式量产，成为了国内首个应用在主动悬架的车规控制芯片。
 
今年Tier1模组厂商埃泰克也采用国芯科技的CCFC3007BC芯片开发了电控领域的域控制器，并获得国内汽车主机厂定点；芯旺微基于自主KungFu内核的车规MCU也早在2022年就已经进入了底盘和动力系统的控制应用。
 
小结：
 
车企自研MCU，一个好处是能够更快地响应以及进行验证，以获得更多数据改善芯片的可靠性。而过去国产汽车芯片上车难，一大问题就在于难以说服车企更换成熟且可靠的海外芯片厂商产品，而东风DF30等一系列国产车规芯片未来在新车型上的成功应用，或许会给其他国产车规芯片厂商带来更多的机会。