高端车规MCU的破局之路

目录

1 低质量的无效内卷

2 高端车规MCU产品共性

2.1 支持标定测量

2.2 低延迟通信加速

2.3 完备的网络安全解决方案 

2.4虚拟化 

3 国产替代的囚徒困境

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1 低质量的无效内卷

近几年，车规MCU国产替代的呼声此消彼长，但仍然集中在低端产品。

从产品细分领域来看，主要集中在门控、雨刮器、T-Box MCU端、车灯等。由于此类产品技术门槛较低，众多工业、消费类芯片厂都选择从这类产品切入到车规MCU赛道；

敢直接像小米一样高举高打的企业寥寥无几，一来大家虽然说闹着要做车规MCU，但研发芯片是有时间、金钱成本的，吆喝可以，要拿钱达咩；二来大家还是有自知之明，高端能碰，前提是有车规经验积累，有功能安全、信息安全、质量管理认证经验，有大业内OEM、Tier1/2人脉资源，就这三项就足以刷掉大部分企业。

因此真正能让主机厂或者供应商心动的高端车规MCU，至今未成体系。

那么所谓高端车规MCU，高端在哪里？技术路线是怎么样的？今天就来闲聊一下。

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2 高端车规MCU产品共性

个人理解，所谓高端车规MCU，除了上面提到的各大认证，还要满足汽车行业的各种需求，例如整车及台架实时在线标定、多种类通信总线接口等。

2020年，瑞萨首先推出了28nm制程工艺的面向区域控制的RH850/U2A，该芯片结合动力控制RH850/P1x和车身控制的RH850/F1x系列的关键功能，提出了MCU的虚拟化硬件功能，进一步满足了OEM的电子电气架构迭代需求。

我最初以为这是瑞萨基于丰田、本田提出的创新性产品，直到我看到了TC4x、S32Z\G、Stellar等产品feature。

我发现这是这几家大厂联合Tier1一起在搞护城河，让我不由得想到了AUTOSAR、ASAM、Debug领域等各种标准的出现。

闲话休提，我们还是来总结下产品特性。

2.1 支持标定测量

之前写过标定的系列合集，我们应该有个印象，与传统的消费类MCU不同，车规MCU提出了ED\PD芯片的概念。

ED芯片的出现，我想与博世子公司ETAS是有非常紧密的联系，毕竟ETK技术是他家独有的专利，通过这项技术还可以了解芯片内部的数据、地址总线，debug口的设计。不仅从解决方案可以赚一次钱，还可以深度和芯片厂家绑定。

针对标定测量，英飞凌、NXP、ST和瑞萨都提出了Overlay功能：

• 英飞凌是理解了标定测量的概念，从内核角度设计了overlay功能，保证了MCU多memory的重映射；

• NXP 在memory controller级别设计了Overlay功能，使得标定更容易理解；

• 瑞萨针对ED产品设计了overlay，同样是满足了需求 

2.2 低延迟通信加速

NXP S32平台产品面向汽车行业应用设计了高性能、可靠的架构，针对不同应用场景推出了各种方案，如下：

其中，最让我感到有意思的是S32G网关产品的LLCE，该加速引擎把CPU从通信任务释放出来，从硬件层面实现了报文的路由、认证、加解密等。换句话说，就是将以前AUTOSAR中的PduR软件模块通过硬件的方式实现了，极大地减少了通信数据的延迟。遥想当年，做网关路由时，为了1ms的时间限制与系统苦苦相争，现在有了这个硬件引擎，需求都放马过来吧！

2.3 完备的网络安全解决方案 

随着R155国际强标的推行以及《汽车整车信息安全技术要求》的强标预推行，信息安全逐步进入了OEM、Tier1的视野。

为了协助OEM通过UN R155等强标（主要是分布式网络管理要求），作为芯片厂建立起符合ISO\SAE 21434汽车网络安全管理体系(CMSM)是非常有必要的。因此英飞凌在2022年通过了CSMS的认证，并在TC4xx系列产品网络安全架构上通过了ISO\SAE 21434标准。

此外，NXP、瑞萨均在新产品中将网络安全提升了重视程度，例如NXP 在21年通过了网络安全设计流程认证，瑞萨在ICU(即HSM)设计的软件不仅符合功能安全，还符合信息安全。

2.4虚拟化 

在ST、NXP、IFX、Renesas等最新产品特性中，大家非常有默契地都研发出了基于汽车MCU的硬件虚拟化功能，这也意味着整车电子电气架构正式向集中式迈进，这点如博世提出的设想一般。

以NXP S32Z为例，该芯片的硬件虚拟化功能可以实现将多个ECU功能融合到一个ECU中，极大减小线束、通信以及空间布局的障碍，如下：

这一点我相信是会重塑传统汽车人的开发理念，并且真正实现了以软件定义汽车。

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3 国产替代的囚徒困境

经过上面的简单分析，上述几家国际大厂的产品特性是相似且高端优秀的，而产品的设计思路通常都会来源于客户需求，真正能让这些国际大厂坐下来好好商量的Tier 1 和OEM其实屈指可数。

针对国内半导体公司，需要考虑以下几点：

首先，不是随便一家公司就可以与这些Tier 1深度绑定；其次，是否真正能理解客户需求；最后，即使与客户达成了协议，公司内部的技术储备和实际的工艺制程是否能cover住这些设计难点。 

这些有把握了，以严肃认真地态度对待开发，方能成功