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[导读]挑战和潜在风险之下,国产MCU厂商将如何化“危”为“机”?21ic记者在2021年慕尼黑电子展期间对话华大半导体MCU事业部钱辰鹏,共话国产MCU的故事。

在地缘化政治摩擦和半导体缺货涨价双生的行业现状下,国产化MCU(Microcontroller Unit,微控制器)愈发成为公众的焦点。实际上,去年一年在经历突如其来的疫情之下,许多公司便提出“危中有机”的概念。

挑战和潜在风险之下,国产MCU厂商将如何化“危”为“机”?21ic记者在2021年慕尼黑电子展期间对话华大半导体MCU事业部钱辰鹏,共话国产MCU的故事。

图1:华大半导体亮相2021年慕尼黑电子展

16位起家,低功耗称霸

官网显示,华大半导体有限公司(简称华大半导体)是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团,成立于201458日。虽然看似成立时间较短,实际上华大半导体涵盖设计、制造、封装、测试、EDA等领域,是拥有完整产业链的企业。

因此可见,华大半导体这一公司实力雄厚,实力不容小觑。据CSIA数据显示,华大半导体连续5年入围中国十大集成电路设计公司,且营收和行业地位逐渐上升。目前,华大半导体拥有超过16家子公司,3家上市公司(上海贝岭、晶门半导体、中电华大科技),总资产超过160亿,超过4000员工总数。

简单了解了华大半导体公司的背景,话题回归MCU。记者查阅官网后得知,华大半导体拥有行业主流的16位、32MCU。现场,钱辰鹏为记者介绍表示,华大半导体实际是从16MCU起步的,目标是超低功耗方向。至今为止,华大半导体的超低功耗在国内IC设计不论是出货量还是技术均为第一位,与此同时与国际超低功耗芯片也可相媲美。

“那么在32位方向上,华大半导体的目标还是较多的”,钱辰鹏继续为记者介绍,纵览国内外友商均在各个领域布局32MCU产品,华大半导体则希望在工业家电、表计、汽车电子上均有涉足,从芯片入手制定相应的蓝图去发展国产自由产品。

图2:慕展期间展示的32位开发板

迈向市场的三个台阶

从市场上来讲,最开始表计类是华大半导体的主要方向,这得益于整体MCU系列的超低功耗。前年OBU(车载电子标签)行业非常火爆,实际上华大半导体在OBU方面拥有将近40%~50%的市场占有率。去年疫情当下,超低功耗芯片在诸如额温枪、血氧仪等医疗器械上有一定突破,这也是华大半导体持续进行的方向。

在基于超低功耗的MCU产品拥有一定成果之后,华大半导体在18年开始迈向家电和工业这第二个台阶。钱辰鹏强调,家电和工业对于芯片的可靠性设计、IP稳定性和设计服务有了更高的要求。根据他的介绍,目前华大半导体从18年至今,和国内主要一线家电品牌均有一定合作,获得了许多“Design in”和“Design win”。华大半导体的MCU主要用于“白电”的主控、显控、电机变频的大规模生产上,在小家电上拥有广泛的分布,在工业也拥有类似汇川这样的头部企业。

现在来说,华大半导体正在夯实第二个台阶,迈向汽车电子这第三个台阶。纵观行业,从去年底至今,汽车电子芯片供应吃紧,产能需求较大。而华大半导体早期布局的芯片,已在汽车电子后装市场得到部分应用,包括车窗防夹的模块、电子尾门的ECU、新能源车的智能域控制器均使用到了华大半导体的IC芯片。

钱辰鹏坦言,这是华大半导体在汽车电子上的初期一些开发,目前为止正以更标准化的模式进行开发汽车电子产品。不光以通过AECQ100这种认证和考核为目标,更会在后续重要芯片设计中符合ISO26262标准的ASIL功能安全保证级别,以及贯标生产质量管理标准IATF16949规范。利用正规化的作战方式去面对整个汽车电子路线图的开发。他透露,后期华大半导体会将很重要一部分设计团队和经历投入到汽车电子商中,而在今年也将会推出一颗m4级的车规级芯片,明年还会有面向更高级域控制器的芯片和技术。

在汽车电子的合作上,奇瑞汽车已在使用华大半导体开发了智能域控制器,除此之外也和上汽、五菱、陕西重汽等在进行并将有更深层次的战略合作。目前,华大半导体正通过构建更深层次技术和合作,逐步迈向这第三个台阶。

“静、动、智、车”这几个关键词是华大半导体四大系列,具体指的是超低功耗的“静”、电机控制的“动”、通用控制的“智”、汽车电子的“车”。不同系列的产品构建了从物联网到汽车电子的全方位布局,而华大半导体的MCU也颇具特点。

MCU产品的四个特点

电机控制是华大半导体MCU产品的特点之一。“电机控制是华大半导体2016年成立的,从MCU事业部来说,已经秉承了华大半导体的任务——在电机控制方面有所突破、有所担当”。钱辰鹏表示,因此华大半导体所有系列的MCU其实都有电机控制的基因。除了能够配合华大半导体自有的模拟IP包括ADCVCLVD以外,所有系列MCU均已标配电机控制的定时器,可以控制输出三相的PWM波、控制无感FOC的电机。从16K 20PIN2M 176PIN,从单电机控制到三电机控制,均有产品布局。

智能化设计是华大半导体MCU产品的特点之二。钱辰鹏强调,智能化的应用联动和方便的设计体验均是客户的需求,诸如AOSPIN管脚的自由映射都是可以帮助客户的。

安全性是华大半导体MCU产品的特点之三。钱辰鹏坦言,虽然提供的并非专供安全方面的芯片,但仍能够以极高的性价比给予普通客户非常好的安全IP体验。从技术层面来说,华大半导体的大部分系列产品均可提供真随机数、哈希算法、AES算法,配合客户应用层需要提供较高的安全防护。与此同时,对于客户来说代码是其重要的资产之一,因此在代码层保护上也拥有不同的设计,客户可以安心地在芯片上设计代码,无需担心被盗取。

可靠性设计是华大半导体MCU产品的特点之四。从设计端上来讲,华大半导体就将可靠性作为重要指标进行设计,产品也秉承了这种可靠的特性,保证在各行各业均能可靠应用;从后服务上来讲,芯片在发出之后,华大半导体会持续提供后续工程道管控,持续跟踪改善故障或疑似故障,持续将可靠性推向更好的台阶。

图3:慕尼黑期间华大半导体展台,钱辰鹏正在接受采访

国产化MCU的征程

“针对产品,希望提供高质量、高安全性、高可靠性的产品和服务;针对客户,致力于为客户创造价值,希望能够成为客户可信赖伙伴;针对品牌,作为央企将持续创新,追求卓越,持续作为国内第一品牌维护下去”,钱辰鹏强调,华大半导体一直遵循着以上的三点理念,这些理念也渗透到了其在MCU的设计和开发理念之中。

当然,提到MCU也难免提到一些较为现实的问题。记者就工程师普遍诟病的国产MCU用户手册问题上咨询钱辰鹏,他坦言,实事求是,这的确是行业普遍存在的一些问题。不论是直接从国外产品转用国内MCU产品的工程师,还是直接翻阅国外MCU企业的资料,可以发现国外MCU企业在用户手册的规范和体系化建设上拥有很深厚的沉淀和迭代,这是需要学习的方向。

“华大半导体从16年开始以用户体验作为重要抓手”,钱辰鹏告诉记者,手册是用户体验中比较直接的一方面,在前期刚刚踏入较大规模产品市场时收到很多用户反馈,确实在用户手册上存在不好理解的部分,客户在收到数据时也会有一些想法。华大半导体每年都会有质量部门组织对客户和代理商进行反馈收集,历经两年的改善之后可以看到国内客户已对部分手册接受度大大提高,质量拥有了非常高的质量提升。“当然在有些系列上还是有不少的改善空间,华大半导体也将持续将这个事情做下去。”

当然,在行业缺货涨价的大背景之下,也不得不聊一聊产能的问题。钱辰鹏为记者解答表示,华大半导体首先会引导客户从m0+到产能不是很紧张的m4产品上,此时便可疏解一部分客户的需求,这样能够帮助客户较快地完成产品设计和量产准备。

其次,风险之下必然带来机遇,在面临IC供货吃紧的情况下,在碰到市场缺货的情况下很多客户也会将不愿切换的固有产品开发和规划转向华大半导体这样的MCU上。因为这些客户也相信华大的规模和华大的品质保障,相应的也会不停地与各种汽车电子和工业家电客户有更多的接触,与此同时华大半导体也会根据这些客户的需求布局相应的市场,用积极的态度应对产能下的产业链问题。

在经历种种制裁之下,国产化的大话题成为现在的讨论重点。在5G、新基建这些话题迎面而来的现今,钱辰鹏认为华大半导体将会继续挖掘寻找新技术与新契机。值得一提的是,作为国产化器件,华大半导体在封测等环节均为国产化产线,致力于打造国产化品牌而努力。

在国产化MCU越来越热的现在,华大半导体正在迈向新的征程。

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