汽車MCU的特點和要求

貞光科技深耕汽車電子、工業(yè)及軌道交通領(lǐng)域十余年，為客戶提供車規(guī)MCU、車規(guī)電容、車規(guī)電阻、車規(guī)晶振、車規(guī)電感、車規(guī)連接器等車規(guī)級產(chǎn)品和汽車電子行業(yè)解決方案，成立于2008年的貞光科技是三星、VIKING、紫光芯能、基美、國巨、泰科、3PEAK思瑞浦等國內(nèi)外40余家原廠的授權(quán)代理商。獲取更多方案或產(chǎn)品信息可聯(lián)系我們。

MCU作為一顆性能進行裁剪的小芯片，性能指標(biāo)是一組綜合指標(biāo)，包括產(chǎn)品內(nèi)核、主頻、存儲單元、對外接口、控制方式、AD通道數(shù)、工作電壓、封裝方式、引腳數(shù)量和溫度適應(yīng)性等指標(biāo)，用戶在使用時還會考慮工具鏈的可用性、性價比、可靠性等綜合因素，MCU比拼的是對應(yīng)用場景需求理解程度，比拼的是綜合的一攬子指標(biāo)。

MCU的下游是嵌入式開發(fā)，嵌入式開發(fā)選擇的原則：功能特點、可用性、成本和熟悉程度。MCU是一顆應(yīng)用驅(qū)動型芯片，核心在于服務(wù)好客戶的需求，滿足客戶的規(guī)格需要。

當(dāng)前汽車MCU主要是8位、32位產(chǎn)品，在汽車智能化、電動化的驅(qū)動下，32位MCU增量最大、增速最快，也是當(dāng)下缺貨最嚴(yán)重的車規(guī)芯片第一。

汽車MCU由于應(yīng)用的特殊工況，工作環(huán)境對溫濕度、EMC、ESD、使用壽命、長期供貨能力要求高，相比消費電子MCU而言，消費電子MCU對PPA（功耗、性能、面積）比較重視，迭代速度快，汽車MCU對高可靠（品質(zhì)、安全）、大容量（軟件迭代留余量）、多接口（硬件要可升級）要求高，汽車MCU需要適應(yīng)未來多年OTA軟件升級的需要，對片上資源要留有足夠的空間，對汽車軟件未來的迭代要有足夠深度的理解。

車規(guī)芯片對芯片的失效容忍度低，整個杜絕失效的開發(fā)理念貫穿從始至終，在研發(fā)和制造環(huán)節(jié)，要求芯片設(shè)計團隊要重預(yù)防，需要通過仿真驗證提前發(fā)現(xiàn)并把失效扼殺在萌芽之中，在芯片已經(jīng)上車的環(huán)節(jié)需要杜絕系統(tǒng)性故障和隨機性故障，需要有足夠的冗余措施保證芯片的可靠性運行。車規(guī)芯片的設(shè)計與其他類型芯片的設(shè)計差異/設(shè)計要求如下：

要有專用開發(fā)流程閉環(huán)：車用MCU運行工控較多，可按不同的用途（如車身、底盤、動力、ADAS等）要求保證可靠性，可靠性參考AEC-Q100的分級要求，功能軟件安全性依托ISO 26262要求等，整體驗證流程也要符合功能安全要求

考慮冗余設(shè)計：汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262-5 2018 產(chǎn)品開發(fā)要求，作為可實現(xiàn)高診斷覆蓋率的幾種措施之一，硬件冗余可包括雙核鎖步、非對稱冗余、編碼計算三種，常見的鎖步核心有Infineon的Tricore、ARM提供的M、R、A lock-step核心（NXPS32G使用A核鎖步、Nvidia Orin使用R核鎖步）。

車規(guī)供應(yīng)鏈配套必不可少：晶圓制造產(chǎn)線及封測產(chǎn)線在量產(chǎn)前需要對產(chǎn)線進行第三方“產(chǎn)線認(rèn)定”，認(rèn)定周期0.5-1年，一旦該產(chǎn)線被認(rèn)定為生產(chǎn)汽車級產(chǎn)品之后，原則上是不可以更改生產(chǎn)設(shè)備和制程條件的，一旦改動需要重新認(rèn)定。同時，又由于當(dāng)前汽車MCU規(guī)格多，制程技術(shù)多為40/45/65納米，產(chǎn)線營運成本高，因此恩智浦、瑞薩、英飛凌、德州儀器及微芯科技等IDM廠多采取晶圓委外代工策略，采用輕晶圓廠模式（Fab-lite）全球外包代工的70%車規(guī)級MCU主要由臺積電代工，這就導(dǎo)致了國內(nèi)初創(chuàng)的車規(guī)MCU廠商拿到車規(guī)晶圓制造產(chǎn)能支持的難度較大，車規(guī)MCU發(fā)布以后遲遲未見到大規(guī)模量產(chǎn)。

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