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機器之心編輯部

芯馳科技新推出的晶片，或將重塑智慧汽車的版圖。

國產晶片領域再次傳來好訊息。

近日，車規晶片企業芯馳科技正式釋出高階車規控制單元（MCU）E3 系列，該晶片是當前全球效能最高的車控 MCU 產品。

這款晶片主頻最高可支援 800MHz，與當前業界同級產品相比，效能一次提升了幾倍。芯馳科技首席架構師孫鳴樂表示，「E3 控之心是芯馳為未來智慧汽車精心打造的車規 MCU，有四大優勢：高可靠、高安全、高效能、廣覆蓋。」

E3 系列可應用於線控底盤、制動控制、BMS、ADAS / 自動駕駛運動控制、液晶儀表、HUD、流媒體視覺系統 CMS 等任務處理，今年第三季度實現量產。

業界最強車控 MCU

MCU 是汽車必不可少的核心器件，其將記憶體、運算器、計時器、介面等整合在單一晶片上，實現儲存、計算和控制的完整功能，面向不同的應用場景應用不同的配置。

芯馳科技本次釋出的車規高效能 MCU，是針對汽車安全相關應用設計的新一代高效能產品，整合多達 6 個 ARM Cortex R5 CPU 核心，其中 4 個核心可配置成雙核鎖步或獨立執行，對未來汽車智慧化的應用需求帶來了新的可能性。

當前，一輛汽車通常要搭載 50-100 個電子控制單元 （ECU），每個 ECU 又包含一塊或多塊 MCU。在新能源車上，晶片的數量還要翻倍。為了提高計算效率、協同執行、降低成本等目的，跨域融合集中化的車載晶片方案是未來的方向。

在域控制器的趨勢下，車上任務的運算複雜度呈指數級增加，汽車晶片不僅需要具備強大的計算能力來處理來自多種感測器的大量資料，還需要豐富的網路介面支援高頻寬的資料傳輸。傳統功能晶片已逐漸無法滿足域控制器的新需求，E3 晶片旨在解決這一挑戰。

E3 採用臺積電 22 奈米車規工藝製程，全系列車控 MCU 主頻從 300MHz 起步，最高可支援 800MHz，相對目前大部分車載的 100-200MHz MCU，效能成倍提升。E3 MCU 不僅同時能處理更多的任務，處理每個任務的速度也會更快，同時也保證高可靠和高安全性。

E3 五種配置面向不同的應用場景，包括面向電池管理、線控底盤、制動控制和輔助駕駛的高效能高可靠系列，面向液晶儀表、HUD 和流媒體視覺系統 CMS 的顯示 MCU 系列，以及面向車身控制、T-Box 等應用的低功耗系列。

這些晶片支援千兆乙太網連線，SRAM 儲存最高覆蓋至 5MB，支援 eMMC、SD 等外部儲存，產品封裝覆蓋 BGA、LQFP 方式。

在近幾年汽車缺芯的背景下，各家車廠供貨壓力最大的產品就是 MCU。芯馳科技的 E3 因為效能更強，整合度更高，可以減少車上晶片總量。

例如，未來主機廠可以把 VCU（整車控制器）、BMS（電池管理）等單元，或 T-Box（車聯網智慧終端）、BCM（車身控制模組）整合在一起，實現更好的協同效能。

在新產品上，芯馳將提供從晶片到開發套件、設計方案等完整工具鏈支援，並致力於打造完整生態。

車規晶片：比消費級晶片更難造

近年隨著 AI 等技術的推動，國內湧現出了一些高光晶片創業公司，但在車規晶片領域，還沒有能撼動國際巨頭的玩家出現。芯馳科技或許可以透過 E3 打破這一局面。

相對於消費級晶片，打造汽車半導體的風險更大，投入也更高。因為對車規晶片來說，安全可靠是最重要的需求：半導體產生的故障可能引發交通事故，導致人員傷亡。為滿足要求，設計一款車規級晶片需要有需求管理、安全關鍵設計、功能故障模擬、審查和報告，以及第三方評估的安全認證。

車規晶片適用的標準包括美國汽車電子協會制定的 AEC-Q100，用於衡量汽車級產品的可靠性等級；ISO 26262 標準覆蓋的範圍則包括車輛設計到系統、處理 / 控制晶片、嵌入式軟體、元器件開發及相關的生產、維護、報廢等車輛產品的全生命週期。

為了實現高良率，一般在生產車規晶片時，還需要對半導體工廠實行「產線認定」，時間需要半年到一年。

芯馳科技 E3 系列滿足的車規可靠性標準 AEC-Q100 達到 Grade 1 級別，這意味著該晶片可在高達 125℃ 的環境溫度範圍內實現長時間穩定工作。同時，晶片功能安全等級達到 ASIL D。基於多核設計，E3 的雙核鎖步 Cortex-R5 實現了高達 99% 的診斷覆蓋率，在所有 SRAM 上都配置了 ECC，在安全相關的外設上都配置了 E2E 保護。

雙核鎖步意味著 E3 晶片在處理任務時，兩個 CPU 核心每個時鐘週期都會相互驗證輸出內容，這種自檢獨立於應用軟體，不需要執行專門的指令集自檢，提高了硬體可靠性。

芯馳表示，在現有的車規 MCU 中，能夠同時滿足 AEC-Q100 Grade 1 和 ISO 26262 ASIL D 兩個標準的車規 MCU 屈指可數。

「在不同域之間，原來不同的模組存在不同的功能安全等級，在整合後若有部分功能需要較高安全等級，整個 MCU 就要以最高階為準，所以 E3 採用了較高的整體功能安全等級。」孫鳴樂表示。

極高的安全標準，保證了使用者的駕駛安全，也為車企和供應商消除了應用高效能算力的顧慮。

據芯馳科技 CEO 仇雨菁介紹，芯馳在成立第一時間，就完成了 ISO26262 ASIL D 最高功能安全等級流程認證，隨後很快獲得 AEC-Q100 可靠性認證、ISO26262 功能安全產品認證以及國密認證，成為國內首個「四證合一」的車規晶片企業。

汽車芯的最後一塊拼圖

E3 是芯馳科技產品線的最新一員。

2020 年，芯馳科技釋出了智慧座艙處理器 X9，中央閘道器處理器 G9，以及 ADAS / 自動駕駛處理器 V9 等高效能 SoC。2021 年，芯馳對全系產品進行了升級，同時釋出了 UniDrive 全開放自動駕駛平臺。

在 X9 座艙晶片上，芯馳科技提供了高效能的 CPU、GPU，透過對晶片架構的深度最佳化，完整支援多系統虛擬化，一顆晶片同時驅動儀表、中控、後視鏡、後排娛樂等多達 10 個高畫質顯示，並支援多屏共享和互動，

G9 中央閘道器處理器強化了資料包的吞吐和轉發能力，在極低 CPU 佔用率的情況下，可實現不同介面之間高流量，低延遲的資料交換。

面向自動駕駛的 V9 則集成了高效能 CPU、GPU、CV 引擎和 AI 引擎，支援 L2 級別 ADAS（高階駕駛輔助系統）和自動駕駛的主流應用場景。

E3 的釋出，意味著芯馳科技「四芯合一」的產品矩陣正式確立，其產品體系將為智慧網聯汽車的發展注入新的活力。

基於上述四大產品線，芯馳在 4 月 12 日還發布了面向未來的「芯馳中央計算架構 SCCA 1。0」，其既支援安全任務部署，又具有靈活的系統擴充套件能力。

值得一提的是，芯馳科技四個系列產品採用通用的底層架構。芯馳科技董事長張強表示，平臺化的貫通設計，不僅大大降低了研發成本和時間投入，更能迅速提升車廠的供應鏈彈性，緩解「缺芯」風險。

從全球市場看，目前國際廠商在車規級半導體領域中佔據主導地位，英飛凌、恩智浦、瑞薩半導體等前十大廠商佔據超過六成市場份額。隨著新能源的熱潮，汽車電動化、智慧化、網聯化發展趨勢愈發明顯，車規晶片市場出現了新的機遇。

近兩年，芯馳科技、地平線等國內晶片公司相繼拿下主機廠量產定點，在車規級晶片市場形成了突破。芯馳科技在 2021 年 3 月實現了百萬晶片訂單量，全系列產品目前已覆蓋中國超過 70% 的車企。

據統計，芯馳科技已經與超過 250 家合作伙伴在軟體、硬體、演算法、協議棧、作業系統等方面進行了合作。

在最新產品的落地上，目前已有近 20 家主機廠、一級供應商正在基於 E3 系列 MCU 晶片提前設計產品。隨著 E3 的正式釋出，芯馳科技成為了國內唯一一家提供汽車電子電氣架構所有主要晶片的晶片企業。

據悉，2022 年下半年，芯馳科技還將推出單片算力達 200TOPS 的自動駕駛處理器，並且配套開放的平臺和生態系統，為 L3 級自動駕駛帶來升級空間。

「芯馳科技專注於車規晶片領域，我們希望自身產品能在效能和安全性不打任何折扣的情況下替代業內領先產品，而不是成為低價替代。我們已經證明了這條路是可以走通的。」孫鳴樂說道。