随着物联网爆发以及处理器应用日益场景化，开源指令集RISC-V推出后立即受到业界尤其是中国厂商的追捧！世界上主要的IC设计公司，如英伟达、高通、恩智浦、西部数据、SiFive等都已经推出了解决方案。在推动RISC-V产业发展的过程中，中国力量是主力，据统计，RISC-V首要成员中有70%以上来自中国，本土公司在RISC-V方面的付出将加强中国的IP库和IC设计能力，塑造供应链、规模动态和扩展RISC-V在不同产品类别的应用。

据预测到2025，在物联网市场中RISC-V处理器将有超过25%的份额，这是因为它有出色的灵活性、可扩展性和功耗优化。未来RISC-V还将拓展到工业电子、汽车和HPC等。

在今天召开的首届滴水湖中国RISC-V产业论坛上，十款要经过筛选的本土RISC-V处理器将发布，首先登场的就是上海先楫半导体的超高性能RISC-V通用MCU HPM6000系列。

据上海先楫半导体CEO曾劲涛介绍，HPM6000系列的旗舰产品HPM6750采用双RISC-V内核，主频高达 800MHz，这是全球最高性能通用MCU，采用先楫半导体的创新总线架构、高效的L1缓存和本地存储器，创下了高于9000 CoreMark和4000以上 的DMIPS性能新记录，为边缘计算的应用提供了极大的算力。

适用于工业某些汽车应用，有几个特点：

1、超高性能，主频到816M，是国内MCU中频率最高的，提供了极高的性能

同时提供了内存多媒体功能，周边外设也多；

2、安全可信

3、简单易用--完整工具支持，一站式工具包

4、高性价比--价格上有优势起价15元，非常简单的供电系统，支持4层板，明年支持2层板

5、自主可控，坚持中国定义中国生产 面向中国客户。

这款MCU采用了晶心的D45处理器内核，公司自主研发了图形加速器和存储器

据他介绍，HPM6000系列有丰富的外设，在多媒体、电机控制和通讯上尤为突出，另外他特别强调了该款MCU在安全方面的独特设计，如加解密算法、安全管理，秘钥管理，攻击防御等等，这在日益严峻的物联网安全形势下有特别现实的意义。

从coremark跑分看，该系列MCU优势非常明显

在开发上，他介绍说先楫半导体为开发者提供了完备的生态系统，包括一个基于VS CODE框架的免费集成开发环境HPM Studio，以及PC端图形界面的SoC资源配置工具。先楫半导体还将提供基于BSD许可证的SDK，其中包含了底层驱动，中间件和RTOS，例如littlevgl/lwIP/TinyUSB/FreeRTOS等。以上所有官方软件产品都将开源，并配以高性价比的评估板。先楫半导体将会与RISC-V社区的其他伙伴合作，为打造更好的RISC-V软件生态作出贡献。

先楫半导体也开发了一些demo

他介绍说该系列MCU应用领域很广，工业控制、智慧家居，安全交互，边缘计算等等

曾劲涛认为RISC未来5到10年会全面开花 ，应用领域会不断拓展，先楫半导体将深耕RISC-V领域，因为中国的RISC-V也是世界的。

这是HPM6000系列开发板

相较于传统机械按键，电容式触摸按键具有使用寿命长，不易磨损，时尚美观，成本低等突出优点，因此沁恒微电子多年来一直持续进行触摸技术的研究， CH58X系列蓝牙MCU中所集成的触摸按键功能模块，是沁恒最新一代触摸技术的集中展现。

CH58X 全系列

最高集成14路触摸通道，均可提供触摸库支持，可加快开发进度。在沁恒CH582触摸评估板上覆盖2.7mm厚度亚克力板时，测得手指按下时最大变化量可达500，覆盖3.6mm厚度亚克力板时，测得手指按下时最大变化量超过350，能够提供足够的检测变化量以应对准确率和灵敏度的要求，用该板进行CS10V测试时，设置触摸库滤波等级3时，输出测量值扰动在10~15之间，留下极大的安全冗余空间。触摸库可与蓝牙库同时运行，支持以下应用场景。

目前沁恒触摸库支持的系列MCU均可在PCB设计无特殊要求的情况下通过CS10V测试。沁恒蓝牙系列MCU均可实现低功耗触摸方案，能够和蓝牙库同时运行在电池供电的场景下，实测休眠场景下单开启触摸按键唤醒时，可实现低于20uA的平均功耗。

演示视频如下：

在 IEDM 2021 上宣布：确认在 16 nm FinFET 逻辑工艺嵌入式 STT-MRAM 测试芯片上降低功耗并提高写入操作速度

12月14日——瑞萨电子公司 (TSE:6723) 是先进半导体解决方案的主要供应商，今天宣布开发两种技术，可减少自旋转移矩磁性随机存取存储器 (STT-MRAM) 写入操作的能量和电压施加时间，以下简称 MRAM）。在 16 纳米 FinFET 逻辑工艺中嵌入 MRAM 存储单元阵列的 20 兆位 (Mbit) 测试芯片上，写入能量减少了 72%，电压施加时间减少了 50%。新技术有： 1）采用斜坡脉冲应用的自终止写入方案，根据每个存储单元的写入特性自动自适应终止写入脉冲；2) 用于优化位数的写入序列，同时向其施加写入电压。结合，

瑞萨电子开发嵌入式 STT-MRAM 写入技术，显着降低物联网应用中 MCU 的功耗.jpg

瑞萨电子于 12 月 13 日在 12 月 11 日至 15 日在旧金山举行的 2021 年 IEEE 国际电子器件会议 (IEDM) 上展示了这些成就。

近年来，随着物联网技术的加速普及，对降低端点设备中使用的微控制器单元 (MCU) 的功耗有着强烈的需求。与闪存相比，MRAM 用于写入操作所需的能量更少，因此特别适合数据更新频繁的应用程序。然而，随着 MCU 对数据处理能力的需求激增，改善性能和功耗之间的权衡的需求也在增加。因此，进一步降低功耗仍然是一个紧迫的问题。

下文描述了满足这一需求的新 MRAM 写入技术。

1. 使用斜率脉冲的自终止写入方案

二进制数据通过使用磁隧道结 (MTJ) 器件的高阻态 (HRS) 和低阻态 (LRS) 分别表示值 1 和 0 来存储在 MRAM 中。之前，已经提出了一种自终止写入方案来减少写入能量和电压施加时间，通过在固定写入电压施加期间通过监视存储单元电流来检测写入完成，并且自动停止写入电压的施加。然而，与诸如存储单元特性的变化和比较器电路检测写入完成的检测精度等因素相关的问题阻碍了稳定且一致的写入完成检测的成功实现。

为了解决这些问题，在传统的自终止写入中，MTJ 从 HRS 变为 LRS 的写入操作期间不施加固定电压，而是采用了随时间逐渐上升的斜率电压。这使得可以稳定且一致地检测写入完成。即使由于存储单元特性的变化和其他因素，存储单元电流在状态转变之后没有立即达到检测器电路的检测电平，随后写入电压的逐渐上升也会增加存储单元电流。这最终会超过检测电平，从而能够检测到写入完成并停止施加写入电压。

在状态转变为相反方向的写入操作期间，从LRS到HRS，存储单元电流从大电流变为小电流，因此使用斜率电压脉冲的写入完成检测是不可能的。因此，采用电流源电路以倾斜的方式增加写入电流，通过电压检测电路监测写入电压，判断是否超过预设判断电压来检测写入完成。

2. 同时写位数优化技术

以前，MRAM 写入电压是根据存储单元特性变化中最差的位写入特性来确定的。这意味着需要高写入电压，并使用电荷泵电路来产生它。为了减少电荷泵电路的面积和功耗，例如将MRAM宏的写入单元分成四组或更多组，依次施加每个写入脉冲。然而，这增加了分区数的写入电压施加时间。

为了解决这个问题，瑞萨专注于通过允许高达 10% 的写入失败位来大幅降低写入电压这一事实。首先，通过降压转换器电路使用从MCU的IO电压产生的低写入电压，同时向写入单元中的所有位施加写入电压。在这一步中，使用上一节中描述的带有斜坡脉冲的自终止写入方案，根据各个位的写入特性执行自终止写入操作。接着，利用电荷泵电路产生的高写入电压对剩余的10%的位执行写入操作。由于采用这种技术，写入电压的施加分两个阶段完成，与将写入单元分成四组或更多组的传统方法相比，整体写入电压施加时间可减少50%或更多。此外，对于绝大多数位而言，该技术在写操作时不需要耗电的电荷泵，而是使用降压转换器从外部电源电压获得的写电压。这有效地减少了写入能量的消耗。

在采用 16 nm FinFET 逻辑工艺的 20 Mbit 嵌入式 MRAM 存储单元阵列测试芯片上进行的测量中，证实上述两种技术的组合可将写入能量降低 72%，并将写入脉冲应用时间缩短 50%。

瑞萨不断开发增量技术，旨在将嵌入式 MRAM 技术应用到 MCU 产品中。展望未来，瑞萨将努力进一步提高容量、速度和电源效率，以适应一系列新应用。

关于瑞萨电子公司

瑞萨电子公司（东京证券交易所股票代码：6723）通过完整的半导体解决方案提供值得信赖的嵌入式设计创新，使数十亿连接的智能设备能够改善人们的工作和生活方式。作为微控制器、模拟、电源和 SoC 产品的全球领导者，瑞萨电子为广泛的汽车、工业、基础设施和物联网应用提供全面的解决方案，帮助塑造无限的未来。

脉搏血氧计为非侵入式，只需夹在手指上，通过测量含氧或缺氧血液对红外线和红光的吸收情况的变化来监测人的心率和血氧饱和度 (SpO2)。正常情况下，健康人的血氧饱和度在 95% 到 100% 之间。使用类似图 1 所示的脉搏血氧计测量血氧饱和度可以帮助患者：

• 了解药物的效用

• 确定他们能否提高活动水平。

• 确定呼吸机是否必要或正在运行。

• 监测睡眠呼吸暂停症状发作情况。

有些人患有心力衰竭或哮喘之类影响血氧水平的疾病，也可以使用脉搏血氧计。

通常，光电二极管测量通过手指的红外线和红光。光电二极管传感器发出的信号包含一个大的直流分量和一个小的交流分量（交流大约是直流的 0.4% 到 10%），如图 2 所示。大的直流分量是由于身体组织中含氧量较低的部位的吸收作用和散射光导致的。小的交流分量由动脉等含氧部位的光调制以及 50/60Hz 下的环境光噪声组成。交流和直流分量对于 SpO2 的计算都是必要的。为达到精度要求，需要设计一个信号调节电路来放大交流分量，增加分辨率，抵消直流分量和环境光。但是，信号水平因患者的健康状况以及手指的位置和厚度而异。为了避免信号饱和，需要根据信号的范围动态调整放大器的增益。

TI 有一个基于 MSP430FR2355 微控制器 (MCU) 及其内置智能模拟组合 (SAC) 的单芯片脉搏血氧计解决方案。作为 MSP430FR2355 的一种特色外设，SAC 可使用软件配置，让您能够调节输入或输出路径中的模拟信号。 SAC 模式如图 3 所示。

MSP430FR2355 作为系统中的主机 MCU，可提供真正的单芯片解决方案，有效消除了对外部放大器和数模转换器 (DAC) 的需求并降低了系统的复杂性和成本。另外，您可以将每个 SAC 模块配置为运算放大器、可编程增益放大器或 12 位 DAC。使用 MSP430FR2355 MCU 的脉搏血氧计的系统方框图如图 4 所示。

图 4 中的脉搏血氧计解决方案示例展示了四个 SAC 模块：

• 两个 SAC 模块是 12 位分辨率的 DAC，用于驱动电流可调且稳定的红外和红色 LED。

• 一个 SAC 模块是跨阻放大器，使用 50pA 的输入偏置电流测量光电二极管电流。

• 一个 SAC 模块是 PGA，与作为直流补偿和交流放大器的 DAC 配合可实现 32 倍增益。

除了内置的智能模拟组合，低至 42nA 的待机电流、小封装、存储器配置和通信接口都非常适合低成本的脉搏血氧计设计。

图 5 列出了详细的 MSP430FR2355 MCU 片上模拟和数字特性。

结语

当新能源汽车掀起时代浪潮时，车用半导体需求也迎来了多元化、定制化的高速发展时代，随着自动驾驶解决方案日趋成熟、智能车联网构建、车载娱乐丰富化和辅助驾驶系统性能快速提升，汽车半导体覆盖领域和需求持续增长。其中，MCU芯片在汽车中的应用广泛，单车用量不断上涨。在市场调研中，传统汽车MCU芯片单车用量在几十至数百颗，智能汽车单车用量有望超过传统汽车使用量的一倍多，显著可见MCU芯片对汽车的影响。

在需求快速增长之时，全球“缺芯潮”亦正在上演。相较于消费级芯片，车规级芯片对安全性和可靠性的要求更高，芯片开发及认证周期也更长，这使得车规级芯片需求更难得到满足，而在车规级芯片中，又以MCU芯片最为紧缺。

在此背景下，MCU芯片公司所扮演的角色自然十分重要。一方面，他们需打造国产车规芯片，助力车企解决供货危机。另一方面，他们不仅要做好应对当下车规级芯片需求的准备，面对未来更为严苛的产品需求，也需严阵以待。

作为一家专注于混合信号专用MCU芯片研发和销售的无晶圆半导体公司，英迪芯微对此有怎样的思考？又具体做了怎样的布局？英迪芯微总经理庄健近期在接受盖世汽车采访时给出了答案。

瞄准混合信号专用MCU，较早积累产品实力

作为一家IC Design企业，英迪芯微自成立之初便有十分清晰的定位。早在汽车产业链缺货之前，英迪芯微就专注在混合信号专用MCU领域。

英迪芯微之所以将重点瞄准混合信号专用型MCU芯片，有其自身的深层考量。

就MCU芯片公司而言，通常有两种产品思路，一种思路是做通用型MCU，他们并不需要知道相关企业会将这一芯片用在哪里，另外一种思路则是做专用型MCU，他们需要对相关厂商的芯片应用场景进行深刻理解。庄健表示：“国内做通用型MCU的公司已经很多，也取得了不错的成绩和市场认可度，但专用型MCU领域市场还主要被国外公司占领着，我们认为，这一领域有很大的发展机会。”

庄健透露，目前每辆车上要用到超过100颗的专用型MCU芯片，随着汽车四化进程的加速，每辆车的用量会越来越多。从一些欧美公司当下在中国的出货情况来看，此类芯片也高于通用车规MCU，并且还在不断发展中。

此外值得注意的是，车辆控制算法越来越趋集中发展，在这一趋势下，通用型MCU可能会不断地被域控制器“吃”掉，而专用型MCU则仍有发展空间。庄健表示：“通用型MCU是中间层，域在上面，我们所做的专用型MCU则在前端。长远看，域控制器直接通过车载网络LIN或CAN和末梢传感器或执行器进行沟通，这势必对末梢模块提出更高的要求，而英迪芯微正在做的就是高度集成化的末梢模块芯片。”

事实上，英迪芯微在车规级产品开发前就立下三章：一、不能被域控制器集成；二、符合车规60V级、80V级的BCD工艺；三、应用know-how长期积累。“汽车上有许多芯片，英迪芯微主要聚焦在车身周边的控制器上，特色是能够将其周边的信号链、电源、通讯等功能集成在一颗芯片上，当然，这些芯片也是带CPU的，并不只是ASIC。”庄健补充道。

在汽车电子旺盛的市场需求前景下，英迪芯微瞄准混合信号专用MCU芯片的“心思”不难懂。不过，想要在这一领域大有所为，必然离不开产品实力的支撑。

庄健指出，英迪芯微之所以选择这一领域，一个重要原因便在于公司在该领域有高质量的人才梯队和深度行业积累；公司不乏资深的模数混合型人才，优质的IP提升了产品技术优势，建立了相当核心的技术护城河。

产品质量、供应体系两手抓，助攻缺芯难题

前面提到，早在汽车产业链缺货之前，英迪芯微便已在布局车规MCU芯片。换句话说，不同于诸多因行业缺芯困局而新进入这一领域的MCU芯片公司，英迪芯微进入这一领域的时间更早。

庄健在接受采访时明确表示，英迪芯微从来不以缺芯为前提来布局新产品的开发，而是从真正能够带给客户在产品、在整体系统、在技术服务上带来价值的角度来布局。“从2018年到2021年，我们用三年时间把产品精雕细琢，方有小成。”

也正因如此，在行业深受缺芯难题困扰之时，英迪芯微的产品有了一席之地。

正如前文所说，由于安全性和可靠性的要求更高，车规级芯片开发及认证周期较消费级芯片也更长，这使得车规级芯片的供应难以满足市场需求。英迪芯微车规级别芯片开发按照公司Gate Control的全流程控制，深挖DFMEA、PFMEA及对照汽车功能安全流程，所有生产合作方都具备IATF16949及汽车电子制造质量控制流程体系认证，产品均通过第三方AEC-Q100鉴定测试。

值得一提的是，在实际应用中，英迪芯微产品的高度集成化优势解决了下游客户不少痛点。资料显示，英迪芯微车规芯片应用领域非常精细，适应车内氛围灯、尾灯、充电指示、挡位指示、座椅按键、方向盘按键、空调出风口等多应用场景，由于芯片功能集成度高，可帮助部分企业省去外部LDO或开关电源，同时也节约了LIN收发器。“考虑到当前车规电源以及LIN的SBC芯片非常短缺，而英迪芯微的芯片将这一部分和MCU都集成在一个芯片上，可以说，我们帮助客户一站式解决了三个痛点。”庄健如此说道。

他还指出，在中国汽车市场中，合资品牌依然占有一半以上的份额，这意味着，许多芯片的选择必须通过国内和海外总部双管齐下才能得到认证，这个认证过程是非常严格的，另一方面，国产汽车客户又有不同的需求，关键是整合软硬件能力和帮助客户EMC测试的能力，这一点非常重要。“英迪芯微一直坚持双循环，用国内和国际的最好的资源，用国际化的标准，根据国内市场的需求，打造有自有特色的车规级产品，并且把产品销售到全世界。”

除产品方面的优势之外，英迪芯微还具备一定供应链优势。庄健表示：“自成立以来，公司就建立了国内国外双线并行的供应体系，我们与德国、马来西亚以及国内的台湾、江苏、上海多地供应商建立了良好的合作关系。”在此基础的供应运行体系下，缺芯危机也给英迪芯微带来了业务契机，在今年，英迪芯微给多家企业提供了芯片解决方案。据悉，英迪芯微今年的芯片出货量预计会超出去年的三倍，从这一数字便不难看出英迪芯微在其中所发挥的作用。

直面行业局势变化，构建长期竞争力

如今，“缺芯潮”仍在持续，不过行业普遍认为，汽车芯片缺口峰值已经过去。庄健亦表示，现在到明年年中，相关厂商主要是消耗前期积累的订单，缺芯情况估计会在明年下半年开始缓解，到2023年肯定完全缓解，甚至会出现供过于求的现象。

众所周知，芯片短缺在给汽车行业带来“麻烦”的同时，也给诸多半导体公司带来发展机会以及相应的收益增长。而当芯片短缺变成芯片过剩，这些企业也将难免面临挑战。据行业人士透露，许多公司是从去年开始布局，预计在2022年会有小批验证，其中多计划在2023年量产，而在2023年，芯片大概率会供过于求。因此对于这些企业来说，情况不容乐观。

不过对于英迪芯微来说，“它们已经做好了充足准备”，庄健表示，英迪芯微的产品出货已经逐渐覆盖一些主流车企需求，以车载照明控制芯片为例，包括通用、福特、大众、特斯拉、理想、长安、长城、吉利、比亚迪等客户群。

值得关注的是，汽车氛围灯应用多元化方向现已成为各大主机厂越来越注重的一点，装车率也在倍速增长，在氛围灯芯片领域，英迪芯微的市场化占有率居前。庄健提到：“别看氛围灯是辅助用灯，它的芯片其实并不简单，它既包含CPU，又集成LIN收发器，同时可以适应严苛的车载供电环境，与此同时它又要做的极小化，否则无法成功卡在扣板中，我们公司的芯片产品正能够满足这样的要求。”据了解，某些车企单车氛围灯芯片甚至可以达到30-40颗不等。

“我们现有的这些芯片已经进入了几乎所有的主流车企，这些IP已经被认可，我们接下来的重点就是，针对不同的细分应用，不断地丰富我们的产品矩阵。”庄健还提到，英迪芯微会按照其新产品三原则，继续丰富车载照明产品线，公司的矩阵控制芯片即将面市，可用于外部信号灯及头灯，另外公司会持续开发出车规混合信号专用MCU芯片，在传感器控制和电机控制方向明年都有新产品面市。

总而言之，英迪芯微当前一代产品已经占领了市场，同时面向未来也已准备好新一代产品。按照规划，英迪芯微要将其定义的三条产品线做到行业数一数二，其愿景是成为汽车和医疗领域混合信号专用芯片的领导者，用相关产品或方案，帮助客户完成世界一流的产品或服务。在这样的规划以及愿景下，英迪芯微后续将取得怎样的表现，非常值得期待！