??据ICInsights最新发布的报告预测,全球汽车MCU销售额将在2021年猛增23%,达到创纪录的76亿美元,随后2022年将增长14%,2023年增长约为16%。
??尽管今年车用微控制器异常短缺,汽车制造商不得不因此暂时关闭装配线或减产,但该调研机构仍看好2021全年的市场表现。从车用MCU类型来看,超过四分之三的是32位MCU,预计今年销售额约为58亿美元;16位占17.6%,为13.4亿美元;8位占比不到6%,为4.41亿美元。32位MCU较高的平均售价(ASP)也会推高今年的销售额,部分原因是因为市场供应紧张,MCU供应商开始涨价。预计32位MCU的平均售价在2021年上涨13%,增至0.72美元。
??过去10多年来,车用MCU约占全球MCU销售总量的40%。ICInsights的统计数据显示,2020年车用MCU销售额为60亿美元;工业MCU营收占比为29%,约为43亿美元。预计2021年全球MCU市场总销售额可达到190亿美元,其中汽车和工业市场占据了70%,消费电子、家电,以及计算机和通信等市场占据了剩下的30%。
??我们再来看国内MCU市场。据IHS数据统计,近五年来中国MCU市场的年平均复合增长率约为7.2%,增速超过全球市场。2020年中国MCU市场规模达到269亿元,主要被海外大厂所霸占,国产MCU渗透率较低。本土MCU厂商主要集中在消费电子和家电等细分市场,而汽车和工业控制等中高端市场则被国际大厂垄断。
??最近,中国汽车工业协会负责人公开表示,当前各类车用芯片中MCU最为紧缺,国内MCU芯片企业较为薄弱。然而,最近几年的中美科技冷战和贸易摩擦推动了“国产替代”,这为国产MCU厂商带来了绝佳机会,今年的芯片短缺更是刺激了国产厂商积极拓展中高端市场。很多国产厂商都在积极布局低、中和高端各系列MCU产品线,并开始往工业和汽车等市场渗透。例如,极海半导体MCU通过工业级IEC61508SIL3安全认证,兆易创新正在研发车规级MCU产品。在汽车电子领域,目前已经实现车规级MCU量产的企业包括芯旺、杰发科技、赛腾微、琪埔维和比亚迪半导体等。
一、华大半导体电机控制MCUHC32M140
??HC32M140系列产品是华大半导体开发的32位基于ARM-CortexM0+的MCU,与传统的CPU内核相比,其效率更高,功耗更低。更宽的工作电压范围可同时支持3V、5V系统。集成TIMER4、异步串口、SPI、I2C、12位高速ADC、运算放大器、电压比较器等丰富的外设资源。该系列产品是华大半导体在M0+平台上的第一颗5V电压产品。
??其典型应用包括:
??电机控制:无人机电机调速器、电动自行车、变频风扇、油烟机、空气净化器、电动工具;
??压缩机控制:冰箱压缩机控制、车载空调压缩机等。
HC32M140控制框图
二、兆易创新MCUGD32E230
??GD32E230系列产品是基于ArmCortex-M23内核的MCU,适合工业控制、电机传动、家用电器、消费电子、智能硬件等嵌入式应用场合。该系列MCU可取代及提升传统的8位和16位产品解决方案,并跨越Cortex-M0/M0+门槛,直接进入32位Cortex-M23内核的开发。
??主要特性包括:
??·
??Cortex-M23内核频率高达72MHz
?●存储器:内置16KB到64KB闪存;内置8KBSRAM;高达3KB的ISP加载器ROM
?●低功耗管理:多种省电模式,适合低功耗应用
?●高级模拟外设:1个12位,1μsADC(高达10通道);1个轨到轨比较器
?●集成外设接口:高达2个USART,并支持Irda/LIN/ISO7816;高达2个SPI(最高18MHz时钟频率),2个I2S多路复用;最高2个I2C(最高1MHz时钟频率)
三、国民技术通用安全MCUN32G455系列
??N32G455系列MCU产品基于32位ARMCortex-M内核,CPU性能高达180DMIPS,内置嵌入式加密高速Flash,Coremark跑分高达486.26分。该系列芯片是国内首个同时集成国密/国际密码算法硬件加速引擎及安全单元的通用安全MCU产品系列,密码算法性能提升数十倍以上,系统资源使用减少5倍,有效提高存储资源使用率。该系列产品具有极高集成度,片内集成4个运算放大器和7个模拟比较器,集成USB、SDIO、QSPI等高速通信接口,以及常规UART、SPI、I2C接口。
原理框图
??典型应用包括:
??消费领域:TWS、教育机器人、家用医疗设备、运动相机、摄影器材;
?●家居家电领域:空调、冰箱、扫地机器人、智能照明;
?●工业应用:5G通讯设备、IPC、工业无人飞行器、工业机器人、继电器、伺服控制器、工业缝纫机、3D打印、交通仪表、LED屏幕控制、电梯控制器、磁悬浮直线电机;
?●工业能源:数字电源、PLC、UPS、光伏逆变、动力电池BMS。
四、中颖电子8051单片机SH79F0819
??SH79F0819是一种高速、高效率8051可兼容单片机。在同样振荡频率下,较之传统的8051芯片有着运行更快速的优点。SH79F0819保留了标准8051芯片的大部分特性,包括内置256字节RAM、1个UART和外置中断INT2和INT3。此外,SH79F0819还集成了外部256字节RAM,4个16位定时器/计数器(Timer2-Timer5)。该单片机还包括适合程序和数据的8K字节Flash块。
??SH79F0819不仅集成了如EUART等标准通讯模块,还集成了LCD驱动器,具有内建比较功能的ADC,PWM定时器等模块。为了达到高可靠性和低功耗,SH79F0819内建看门狗定时器,低电压复位功能及系统时钟监控功能。此外,SH79F0819还提供了2种低功耗省电模式。
五、复旦微电子智能电表MCUFM33A0xx系列
??上海复旦微电子的智能电表MCU包括基于32位Cortex-M0内核的FM33A0xx、FM33A0xxB系列芯片,以及16位增强型8xC251内核FM33xx系列芯片。最大支持512KBFLASH程序存储器和64KBRAM,并集成LCD驱动、带温补的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外设接口。
??其应用包括:IR46规范智能电能表、国网698.45规范智能电能表、国网单/三相智能电能表、南网单/三相智能电能表、海外单/三相智能电能表。
??FM33A0xx系列特性如下:
??最大64KBRAM空间
?●最大支持90个GPIO,最多24个外部引脚中断,8个异步唤醒引脚
?●所有引脚在休眠模式下保持状态
?●丰富的模拟外设
?●高可靠、可配置BOR电路(支持4级可编程下电复位阈值)
?●超低功耗PDR电路(支持4级可编程下电复位阈值)
?●可编程低压电源报警(SVD)
?●2x低功耗模拟比较器
?●11-bit低功耗∑-△ADC,最大支持8个外部通道
?●高精度温度传感器,精度优于1.5℃
?●8MHz全温区变化小于+/-2%
?●低功耗32768Hz晶体振荡器,带有停振检测电路
?●低功耗低速RC振荡器,32KHz
?●集成PLL
六、芯旺32位车规级MCUKF32A156
??芯旺微电子(ChipON)基于其KungFu内核的32位车规级MCUKF32A156特性参数如下:
??自主内核:KungFu32内核、3级流水线、120Mhz主频、60uA/Mhz动态功耗;
?●存储器:512KBECCFlash、64KBECCRAM、4KB双端口ECCRAM、支持程序CACHE;
?●通讯接口:2*CAN-FD(兼容CAN2.0)、1*CAN2.0、4*USART(LIN)、4*SPI(I2S)、4*IIC;
?●丰富数模混合资源:增强型ECCP、高精度EPWM可实现74ps的精度控制、3路独立ADC、12bitDAC、3路CMP、ECFGL可编程逻辑门控制单元;
?●功能安全机制:ECCFlash/RAM、PM电源管理单元、3个看门狗模块、多ADC总线、CRC32/16的数据校验、AES128硬件加解密单元;
?●汽车级标准:符合16949质量标准的晶元和封测产线、符合AEC-Q100Grade1级可靠性测试标准。
其应用包括:车身控制器BCM、车灯控制系统、空调/智能座舱控制系统、仪表控制系统、车门座椅控制系统等。
八、极海半导体工业级MCUAPM32系列
??工业级扩展型APM32F072xB系列MCU基于ArmCortex-M0+内核,工作主频48MHz,Flash128KB,SRAM16KB。APM32F072xB系列产品强化连接控制,能实现高性价比的音视频智能终端高级控制。具备完整的USBIF认证,可有效保障终端产品出口无忧。
??应用范围:电脑/游戏外设、电池BMS、电容触摸家电、工业控制、汽车电子等产品领域。
??APM32F072xB系列MCU特性如下:
??电压范围2.0V~3.6V,内置上电复位、掉电复位以及可编程电压检测器PVD
?●多达37/51/87个I/Os,所有I/Os可映射到外部中断向量,容忍5V信号输入
?●内置7通道DMA控制器和CRC计算单元
?●新器件采用最新的制造工艺,实现了业内领先的超低运行功耗(比主要竞品低50%)和更快的Flash擦写速度(比主要竞品高一倍以上)
?●支持96位唯一ID,可满足客户定制区域性产品销售策略
?●封装:QFN48/LQFP48/LQFP64/LQFP100
九、中微半导体电机控制MCUCMS32M5710
??CMS32M57xx系列MCU是中微半导体电机控制产品线主力产品,被广泛应用于正弦波吸尘器、电动两轮车、变频空调、变频洗衣机、高压高速吹风筒等典型电机控制领域。
??该系列产品集成了ARM?Cortex?-M0内核、内建嵌套向量中断控制器。主要有并行I/O口(支持普通输入、上下拉输入、推挽输出、开漏输出、并可配置边沿或者电平触发中断)、定时器(6位窗口看门狗定时器、32位看门狗定时器、4路可编程定时器)、SPI、I2C、UART、EPWM、CCP、ADC、ACMP、OP、PGA等部件。
??主要特点如下:
??具有最大64KBFLASH存储空间,最大8KBSRAM空间,1KBFLASH数据区。
?●支持BOOT功能及程序空间分区保护、支持硬件CRC校验FLASH空间代码、寄存器保护操作、用户可配置ID,安全性更高。
?●正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式、停止模式4种工作模式供选择,使用更方便,功耗更低。
?●具有32位硬件除法器、32位单周期硬件乘法器,运算速度更快。
?●灵活可KS的IO口,支持多种数字与模拟复用功能,使用更方便。
?●具有带死区编程、周期占空比间隔更新、独立/互补/同步/主控输出的增强型PWM、多种故降保护功能以及支持软/硬件恢复功能,EPWM功能更丰富。
?●具有12位最快1.2Msps的ADC、支持迟滞选择功能的模似比较器、增益可选的可编程增益放大器、运算放大器等模拟IP,模似功能更强大。
十、晟矽微无线连接MCUMC8015
??MC8015是一款高性能2.4G产品,广泛用于童车、遥控玩具车、无线LED无极调光、防丢器等领域。
??片上集成发射机,接收机,频率综合器,GFSK调制解调器
?●片上集成32位Cortex-M0结构MCU
?●工作电压:2.0V~3.6V
?●封装形式:QFN48、QFN32
十一、灵动微电机控制MCUMM32SPIN0280
??灵动微MM32SPIN0280系列32位MCU产品是专门用于针对电机与电源领域所设计的基于ArmCortex-M0内核的高性能微控制器,内核主频96兆赫兹,PWM主频192兆赫兹。QFN20以及TSSOP20极小封装可以实现三相永磁无刷电机(BLDC/PMSM)的FOC驱动;LQFP64的多管脚封装可以实现双电机驱动,内置了两个独立的3MSPS的12位高速高精度ADC,以及四路轨对轨高速运算放大器(OPA),可以极少的外围器件实现三相永磁无刷电机(BLDC/PMSM)FOC驱动算法中的双电阻采样或者单电阻采样的超静音高效方案,特别适用于家用空调室外机、吸尘器、高速吹风筒、伺服驱动器、无人搬运车、净化器风机、洗衣机、电动车以及其他高效率电机驱动设备。