近日，第三届（2023年）长三角汽车芯片对接交流会在上海张江举办，晟矽微电应邀出席。本届的会议主题以“整车牵引，共塑汽车‘芯’生态”为切入点，以汽车芯片化与整车本土化融合为目标，共同推动汽车“四化”全产业链、供应链能力水平和安全韧性整体跃升。  

本次活动由上海市集成电路行业协会秘书长郭奕武先生全程主持，旨在搭建长三角汽车电子产业上下游联动发展平台，进一步促进汽车电子上下游的对接。主办方面向长三角集成电路相关企业，共收集82家企业，13个大类符合车规级要求的产品，编制《长三角汽车电子芯片产品手册（2023年）》，由上海市集成电路行业协会高级顾问徐秀法先生对《产品手册》进行了专业解读。

华虹宏力执行副总裁周卫平先生应邀出席并发表演讲。他以“车芯联动，同芯共赢”为主题，向到场嘉宾阐述了在汽车发展的新机遇中，华虹宏力持续深化新能源和汽车电子赛道布局，共建汽车产业链“车”“芯”新生态。晟矽微电将携手战略合作伙伴华虹宏力， 聚力“8英寸 + 12英寸”、先进特色工艺，全面布局车规产品线。

晟矽微电入选《长三角汽车电子芯片产品手册（2023年）》的两款车规MCU分别为MA60F9113CP48T以及MA51F8203A0Y。

MA60F9113CP48T

MA60F9113CP48T是32 位 ARM Cortex-M0 内核 FLASH 型 MCU，集成一个12 位高速 ADC；芯片温度范围-40℃~105℃，提供LQFP48封装。广泛应用于车灯车门、座舱充电、车内风扇空调、BLDC控制、车用仪表盘等场合。

主要技术指标

• 最高主频48Mhz，32KB Flash，  4KB SRAM；

• 16位 7 通道高级控制定时器，支持 6 路 PWM 输 出，带死区控制及紧急停止；

• OPA内部放大倍数多档位可选，负端与输出接口丰富，且带有自校准功能；

• USART接口支持主同步 SPI 模式，ISO7816，LIN， IrDA，自动波特率和唤醒功能；

• CMP正向通道可选，反向可选内部多挡位比较，且有SMT挡位选择，输出带数字滤波；

• 12位高精度ADC最高采样速率1Mhz，可实现单次、连续、扫描或间断模式转换，支持DMA操作；

MA51F8203A0Y

MA51F8203A0Y—高速低功耗 1T 周期 8051 内核 FLASH MCU，集成二选一调试和编程接口，最大包含18个双向GPIO口，预留外部晶振接口，用户使用灵活方便；内部集成CRC校验、LVR、看门狗定时器等功能，芯片可靠性强；内置12位高精度ADC及16位可互补输出且死区时间可调，具有保护中断功能的 PWM1 阵列，性能稳定可靠，充分满足车身周边控制、传感器、座椅调节、照明、雨刷、散热风扇等应用.

主要技术指标

• 高速低功耗 1T 周期 8051 内核 FLASH MCU，最高主频16MHz;

• 16KB FLASH ROM、1024 Byte  EEPROM 和 512 Byte SRAM；

• 4个 16 位定时器、3 组 6 路 16位PWM 1、1 路 8 位独立 PWM0;

• 1个高精度 12 位逐次逼近型 ADC;

• 2 路 UART 和 1 路 SPI 通信接口;

• 采用TSSOP20封装，芯片温度范围-40℃~125℃。

汽车产业大转型，MCU市场成焦点

汽车产业正在进入前所未有的汽车新四化(CASE)时代，包含网联化(Connectivity)、智能化(Autonomous)、共享化(Sharing/Subscription)与电动化(Electrification)。随着CASE四大趋势日益增强，”软件定义汽车”是现今汽车工业生态转型必经之路，产业核心价值将从传统机械转移到电子及软件，汽车半导体应用也为此迎来巨大成长，微控制器芯片成为未来汽车电子至关重要的战略角色，以此满足更高规格的效能要求与支持更安全的软件更新。

根据ResearchAndMarkets.com研究资料表明，2022年全球车用微控制器市场规模约为64.2亿美元，预计到2028年将达到93.5亿美元，2023-2028年CAGR (复合年增长率)将以6.5%成长。而MCU作为汽车电子不可或缺的核心元件，行业的快速发展更彰显车用MCU旺盛的市场需求。

车规级可靠性认证

不同于以效能为主的一般消费电子芯片，保障驾驶与乘客的行车安全是汽车芯片的首要条件，必须通过严格的可靠度测试才能成为车规级电子设备，车用电子器件标准主要依据美国在1994年由克莱斯勒(Chrysler)、福特(Ford)以及通用汽车(GM)三大汽车厂发起成立的「国际汽车电子协会AEC(Automotive Electronics Council)」作为车规验证标准。

雅特力科技于今年8月重磅推出首款车规级微控制器AT32A403A (A : Automotive)，此系列已通过AEC-Q100 Grade 2车规级可靠性认证，经过加速环境应力、加速寿命、封装组装整合、电器特性确认等一系列测试，正式进入车规级MCU市场。

雅特力首颗车规级MCU，进军车规芯片领域

雅特力科技全新AT32A403A系列车规级MCU搭载32位ARM® Cortex® -M4F内核，配备高达1MB Flash、224KB SRAM和最高200MHz工作频率，采用2.6-3.6V电压供电，可运行于宽工作温度范围-40~105℃，适用于大部分车载应用环境，符合车用电子高算力、高稳定性，及高可靠性要求。

AT32A403A片上集成丰富的外设资源，以增强多种通信接口连接性，包含支持8个UART串口、4个SPI、3个I2C、2个I2S、2个SDIO、XMC接口、SPIM扩展接口、USB2.0全速设备接口(支持无晶振Xtal-less)、2组CAN总线、8个16位通用定时器、2个32位通用定时器、2个16位PWM高级定时器(用于带死区控制和紧急刹车等车用电机控制)、2个16位基本定时器，并扩展了3个采样率高达2 Msps 的12位16通道高速ADC引擎转换器，几乎所有GPIO口可容忍5V输入信号，且支持多种端口重映射，特别适用于车联网及其它车载相关应用，具同时提升终端产品的可靠度与降低成本的多重用途。

车用MCU智能化应用

随着智能汽车的发展，车载显示器转向数字化，人车交互将由手势识别或语音识别取代传统机械按键。AT32A403A车规MCU凭借片上丰富的资源分配、高集成与高性价比等众多优势，特别适用导入车网联与AI科技打造各种车用场景系统，如ADAS全景辅助驾驶、车身控制、防盗智慧车锁、数字仪表板、车用照明、及BMS新能源等，甚至可应用于丰富车用视听体验的车载多媒体信息系统(IVI)、支持语音与手势控制的车舱感测隐形科技(Shy Tech)、增强现实的抬头显示器(AR HUD)等注重人机界面交互体验的高运算需求车载应用。

雅特力科技致力于打造符合智能化、数字化发展趋势，并满足高性能、高安全标准的车规级MCU。AT32A403A目前共提供4种封装、3种不同存储空间、总计12个型号，打造高可靠度的车载型MCU解决方案，为加速新能源智能汽车的普及提供更多支持。雅特力还将持续布局车规级MCU赛道，不断扩展汽车微控制器市场，并为客户提供更优质的服务和更丰富的产品选择。

汽车电子中所使用的半导体即车规级芯片，主要有主控芯片（MCU/SoC），功率芯片（IGBT），传感器芯片(CIS)和存储芯片(Flash)四大类，车规级芯片广泛应用于汽车的动力系统、智能座舱及自动驾驶系统，是汽车电子不可或缺的核心元器件。

一、MCU芯片介绍

MCU即微控制单元（Micro Controller Unit），又称单片机（Single Chip Microcomputer），是将CPU、存储、外围功能都整合在单一芯片上具有控制功能的芯片级计算机，作为高度集成的微型计算机控制系统，单片机具有系统结构简单、可靠性高、处理功能强、低电压和低功耗、环境适应能力强等特点，已广泛应用于汽车电子、工业控制、仪器仪表、家电等领域。

在汽车电子的各个系统当中，往往需要采用车用MCU（车用微控制器）作为运作控制的核心，负责各种信息的运算处理，用于汽车的动力总成、辅助驾驶、网络互联、底盘安全、信息娱乐以及车身电子等方向。

1 ► MCU的基本结构

构成MCU的几个重要组件包括：

（1）中央处理器（CPU）

CPU是单片机的大脑。它由算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)组成。CPU读取、解码和执行指令以执行算术、逻辑和数据传输操作。

（2）存储单元

任何计算系统都需要两种类型的存储器：程序存储器和数据存储器。程序存储器，顾名思义，包含程序，即要由CPU执行的指令。另一方面，数据存储器需要在执行指令时存储临时数据。通常，程序存储器是只读存储器（ROM），数据存储器是随机存取存储器（RAM）。

（3）输入/输出端口

单片机与外部世界的接口由输入/输出端口（I/O端口）提供。开关、键盘等输入设备以二进制数据的形式从用户向CPU提供信息。CPU在接收到来自输入设备的数据后，执行适当的指令并通过LED、显示器、打印机等输出设备做出响应。

（4）定时器/计数器

单片机的重要组件之一是定时器和计数器。它们提供时间延迟和计数外部事件的操作。此外，定时器和计数器可以提供函数生成、脉宽调制、时钟控制等。

（5）总线

单片机的另一个重要组件，但很少讲到，它就是系统总线。系统总线是一组连接线，将CPU与其他外围设备（如内存、I/O端口和其他支持组件）连接起来。

2 ► MCU的工作原理

MCU的工作原理是逐条执行预存指令的过程，不同类型的单片机有不同的指令系统。为了让一个单片功能自动完成某项具体任务，必须将所要解决的问题编成一系列的指令，并且这些指令必须是由一个单独的函数来识别和执行的，这样一系列指令的集合就变成了程序，这些程序需要预先储存在有存储能力的存储器中，也就是我们常说的内存。

由于程序是按顺序执行的，因此程序中的指令也是一条条地存储，MCU在执行程序时要将这些指令逐个提取并执行，必须拥有能够跟踪指令所在存储单元的功能，这个部分就是程序计数器PC(包括CPU在内)，当程序开始运行时，PC将会被分配到程序中每一条指令的存储单元，并一一执行该项指令，PC中的内容自动增加，增加量由这个指令长度决定，每一条都指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。

内核架构是影响MCU性能的一个关键要素，更优秀的运算单元需要更先进的内核架构。十几年前，各大MCU厂商均采用各自的内核，如瑞萨采用RX内核，飞思卡尔采用PowerPC，微芯采用PIC，Atmel采用AVR。随着ARM推出Cortex-M架构并开展了独特的开创IP授权的模式，以其软件代码的共享和高兼容性、高密度指令集等特点，现已逐步占据主导地位。

3 ► 车规MCU的种类

车规MCU按位数可分为8位、16位和32位。位数即MCU单次处理数据宽度，位数越高，MCU性能越强。

8位MCU成本/功耗低，便于开发，性能可满足大部分场景需要，广泛应用于基础功能如风扇、雨刷、天窗，座椅控制等领域。32位MCU运算能力更强，能满足高速处理的需求，多用于解决复杂场景问题，如汽车智能座舱、车身控制、辅助驾驶，行车安全系统等领域。32位的CPU内核以ARM为主流架构，由于CPU指令集庞大，软件开发难度较高，单价一般数倍于8位MCU，因而也有较高的研发壁垒。

从不同位数MCU规模占比来看，目前全球MCU芯片产品以32位为主。受益于其体积小性能优的特性以及汽车智能化的趋势，32位MCU销售额占比已经从2010年的38.1%提升至2015年的53.7%，进而跃升至2021年65.8%。随着汽车智能化和电动化进一步发展，汽车电子功能将日趋复杂，势必推动车规MCU向更高性能，更小尺寸，更低功耗的方向发展，32位芯片占比有望进一步提高。

二、MCU产业链概况

MCU产业链上游为半导体材料及半导体设备，主要包括硅片、光刻胶、光掩模、电子特种气体、靶材、单晶炉、刻蚀机、光刻机等。中游为MCU制造环节，主要包括芯片设计、单晶硅片制造、晶圆制造、芯片封测。下游应用领域包括汽车电子、工业控制、消费电子、计算机网络等。

三、MCU市场情况

1 ►  市场规模

IC Insights的数据显示，全球MCU市场规模从2015年的159亿美元增长至2021年的221亿美元，CAGR为5.6%；2022年全球MCU市场规模有望达239亿美元，同比增长8.1%。

MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一，汽车也是全球MCU第一大应用市场，占比超过1/3，平均每辆汽车MCU需求量高达上百颗。随着汽车半导体行业技术演进和需求升级，智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场，接力电动化成为重要驱动力，MCU作为核心算力芯片深度受益。

2 ► 竞争格局 

根据Omdia，MCU市场主要由欧美日芯片厂商牢牢把持，前七大厂商占据全球85.4%的市场份额，但各家企业的占比相对较为平均。

国内MCU市场方面，根据CSIA和中国汽车工业协会的数据，2021年国内MCU市场约85%（2019年为94%）由外资把持，MCU国产化率低且多集中于消费级，车规级MCU自给率尚不足5%，仍有很大国产替代空间。

根据富昌电子，2022年4季度的全球车规半导体仍处于供不应求的状态，主要车规MCU大厂如意法半导体，恩智浦和微芯科技都存在不同程度的供货紧张态势，不论是芯片价格还是货期较之前两个季度都有明显的升高。海外大厂的产能扩张尚不能满足市场需求，国内MCU企业有望把握这个供需错配的时间窗口，凭借先前的投入，与国内下游造车新势力合作，加速车规级MCU的国产替代进程。

四、MCU技术发展趋势

1 ►更高算力

随着汽车智能化程度的不断增加，车规级MCU将向多功能集成、高算力及超低功耗方向发展，且使用数量也会随之增加。同时，未来智能汽车中大量使用的车载传感器、车载摄像头，也需要高性能的MCU来做模拟数据的运算处理与驱动控制。因此，在未来更高阶自动驾驶等级的汽车中，加以多传感器融合的大趋势下，总线宽度32位乃至64位高算力车规级MCU将成为主流产品，而8/16位中低端MCU则会被更高制程的SOC所集成，失去增长动力。

2 ►  更高集成度

由于集成更多功能，主控芯片的算力要求会指数上升，部分MCU会和GPU，DSP，NPU和AI处理单元等不同类型芯片共同被集成到SoC(系统级芯片)上。SoC是MCU集成度更高的结果，其功能更复杂，资源利用效率更高，可胜任如无人驾驶和智能座舱等需要高算力的场景。

3 ►  更高开放度

由于ARM内核IP授权费高昂(芯片售价的2%-15%)，很多厂商已开始基于开源的RISC-V内核开发MCU，如瑞萨，英特尔，兆易创新等。RISC-V不仅完全免费开源，还具有低功耗，指令集精简，设计编译简单，支持模块化和可拓展等的特点，这和车规级MCU场景碎片化，功能模块化的特点十分契合。

各位伙伴，舆芯半导体成功完成近亿元的天使轮融资，本轮融资由临芯投资领投。这一重要的资金注入将为我们在车规级芯片领域的前沿技术开发、产品技术升级以及高端人才储备提供强有力的支持。

舆芯半导体一直专注于车规级芯片的设计，并提供全场景芯片、基础软件和零部件解决方案，广泛应用于动力、底盘、引擎发动机、电动机、区域控制器、BMS等场景。迄今为止，我们已经建立起一支具备芯片设计、汽车软件开发和整体解决方案的完整团队，并与头部客户展开了深入合作。

我们计划推出三个系列的芯片——入门级车规AI MCU、主流车规AI MCU和高端运动控制处理器，基本可以覆盖市面上主流产品的需求。公司第一款入门级车规AI MCU产品预计2023年年底可以正式交付样片给客户。借助全球最先进的车规MCU工艺平台，该产品具备超高集成度、超低功耗、灵活性强和性价比高等核心优势。

在当前汽车电动化和智能化的快速发展中，电动汽车整车芯片的需求量将是传统燃油车的3至5倍。然而，由于全球车用MCU市场目前由海外厂商垄断，欧美日企业占据了近95%的汽车半导体份额。特别是车规级MCU芯片，尤其是动力领域的MCU芯片，对可靠性和稳定性要求极高。因此，针对这一市场需求和行业趋势，舆芯半导体致力于打破国外垄断，填补国内车规级功能安全MCU芯片的空白。舆芯半导体总部设于浙江嘉兴，在美国硅谷和中国上海均设有车规芯片设计中心，分别在杭州和广州拥有车规安全软件设计中心和车规安全应用设计中心。公司拥有从前端到后端设计再到生产测试的完整团队，具备正向全流程设计能力。为了方便客户快速验证产品并促进产品进入量产阶段，我们还开发了一整套工具链，包括编译器、仿真器和图形化配置工具，为客户提供低成本的芯片功能验证。我们的技术带头人曾领导并完成多款世界顶级车规级芯片的设计和量产，尤其在开发引擎控制、安全系统和动力系统的车规级32位MCU产品方面拥有丰富经验。

舆芯半导体创始人兼总裁金刚指出，汽车核心功能安全主控芯片是一个艰难而又长期的产品方向。我们致力于以创新的商业交付模式，快速、安全地向客户提供自主可控的芯片和参考解决方案。我们的产品量产后将有望打破国外企业垄断的格局，为中国汽车行业提供核心竞争力。我们坚信，打造中国芯片的自主化是我们的使命，愿每一辆在中国大地上奔跑的汽车都能搭载舆芯半导体的产品作为核心控制部件。

临芯投资高级合伙人熊伟表示，车规级MCU是汽车芯片三大件之一，市场空间广阔且增速迅猛。舆芯团队在这一领域具备极强的技术能力和成功的设计量产经验，所研发的产品直接对标甚至在某些方面超越了海外大厂最新一代产品，有望成为国内高端车载MCU的标杆企业。我们非常看好舆芯能在该领域实现国产化突破，实现该核心芯片的自主化。临芯投资投资总监陈剑青认为：舆芯半导体所研发的MCU采用最先进的车规级MCU工艺，填补国内高端MCU芯片的空白，解决卡脖子问题；项目产品将满足ISO26262 ASIL D功能安全等级，可应用于与安全相关的动力总成、智能驾驶等领域；满足信息安全ISO 21434等级，适用于未来汽车智能网、网联化及共享化的需求。希望能够助力舆芯半导体科技更快实现商业化，在汽车芯片领域扶摇直上。通过近亿元的天使轮融资，舆芯半导体将进一步加强在车规主控芯片领域的技术研发实力，并积极拓展市场份额。展望未来，舆芯半导体将持续努力，为中国汽车行业的技术创新和发展做出更大的贡献。

随着现代汽车技术的不断发展，人们追求更加舒适和便于操作的驾驶环境。因此，越来越多的汽车上安装了电动车窗，从而实现车窗的自动升降。然而，由于电动车窗上升速度较快且驱动力较大（最强可达52.6公斤），在电动车窗接近顶端时，如果没有保护措施，很容易夹伤乘客，尤其是对儿童乘坐形成较大安全隐患。因此，基于乘客安全和乘坐舒适度考虑，电动车窗需要有防夹功能。电动车窗防夹可用于汽车电动车窗、电动天窗玻璃的防夹伤控制以及升降电机的过载保护。

防夹功能主要是指当车窗上升的过程中遇到障碍物（如手、头等）时，可以识别出车窗处于夹持状态，并令其立即停止上升并反向下降，从而避免事故的发生。防夹玻璃升降器按防夹形式可分为接触式防夹和非接触式防夹。接触式防夹就是指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上，才会自动停止玻璃上升工作。接触式防夹按照传感器类型不同又可以分为霍尔式防夹和纹波防夹。

目前市面上较多的车窗防夹的方法是霍尔传感器方法，受限于霍尔传感器的成本，大多数低端车型并没有采用全部车窗/天窗防夹，只有一部分高档车才会在所有电动车窗应用。新技术纹波防夹是检测电机堵转电流实现防夹，而且检测电流相对更容易一些，利用转子转动过程中，电刷在电级间切换产生纹波电流，并对这种电流波动进行采样、分析和控制。与霍尔防夹相比，纹波防夹减少了连接的线束数量、纹波防夹电机不需要转子上的磁环、霍尔元件，降低了车窗控制器总成的成本，因此得到越来越多主机厂的青睐，尤其是注重乘坐体验的新能源汽车，在不增加成本的同时提高了乘坐舒适度和安全性。

风算WP车窗纹波防夹方案

以GD32A503车规级MCU为主控芯片，搭载车规级预驱芯片和MOS 管，实现基于有刷电机的纹波防夹控制解决方案，可达到车窗防夹力度、区域可调，有效降低车窗夹伤乘客安全隐患、提高汽车安全性、舒适度和便于操作的驾驶环境等指标。

风算的车窗纹波防夹解决方案从硬件角度由两块集成电路板组成，包括MCU核心板 、纹波防夹驱动板。

∎ MCU核心板

围绕兆易创新GD32A503车规级MCU为核心设计的MCU核心板，此MCU核心板充分利用了GD32A503强大的核心资源，配备了丰富的外围接口，基于模块化设计，可以使车窗防夹力度、区域可调；该核心板不仅仅可搭配车窗纹波防夹方案，还可拓展搭配多种汽车解决方案使用。

∎ 纹波防夹驱动板

用户按下相应的按键开关后由输入检测芯片识别并反馈给MCU，此时MCU发送对应的指令给相应电机驱动,进而驱动有刷电机正反转控制车窗升降。同时控制板的ADC进行电流采样并反馈给MCU，当MCU监测到有刷电机电流异常增大时（车窗夹手时阻力增大会导致电流异常），发送指令给电机驱动,使有刷电机反向转动。车窗升降时MCU通过ADC采样结果计算出有刷电机转动距离，到达指定高度后停止有刷电机转动。

▲风算WP车窗纹波防夹方案板

本解决方案电路设计配置简单、灵活，其他控制外围不需做更多的修改，硬件系统框图如下所示：

▲风算WP车窗纹波防夹方案硬件系统框图

GD32A503系列车规级MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器，该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级，为多种电气化车用场景提供主流解决方案，遵循车规级设计理念和生产标准，符合车用高可靠性和稳定性要求。

GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景，如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统，以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制，GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统，如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

∎ 供应链管理符合汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证

∎ 遵循汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性标准

∎ 基于Cortex®-M33内核，工作频率100 MHz，闪存访问0~3等待时间，以获得最大效率

∎ Flash: 128KB/256KB/384KB

∎ SRAM: 24KB/32KB/48KB

∎ 提供两个12位ADC，一个DAC，一个比较器，最多一个通用的16位计时器，两个基本计时器，四个PWM高级计时器

∎ 标准和高级通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

∎ 触发选择控制器（三角形）、多功能通信接口（MFCOM）、DMA请求多路复用器（DMAMUX）

∎ 供电电压：2.7V~5,5V

∎ 工作温度范围：-40~+125°C

因该产品需要硬件在工作中进行监控，以确保安全稳定工作：

∎ 电压：规定工作范围（9V到14V）可靠工作。低压和高压进行不工作保护

∎ 电流：集成电流保护，确保电机正常工作

∎ 温度：片内集成温度传感器，可自定义过温关断阈值（最高125°C）

∎ 诊断功能: 集成电机开路，短路诊断功能

技术参数

方案展示

▲纹波防夹MCU核心板

▲纹波防夹驱动板