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要成为国际知名品牌,国产MCU须向汽车级进军

2021-09-24 赵明灿 阅读:
日前,灵动微电子在深圳举办2021 MM32协作大会,主题为“雄关漫道 十年灵动从头越”。在该公司成立十周年之际,本次会议特别强调了该公司汽车级MCU的发展战略,并邀请到中国电子技术标准化研究院副总工程师、研究员陈大为,分享了有关“国产车规MCU芯片准入标准与测试评价”的技术演讲。

日前,灵动微电子再次在深圳举办2021 MM32协作大会,今年也是该公司成立十周年之际,因此会议的主题为“雄关漫道 十年灵动从头越”。自2011年3月创立以来,灵动微电子经历了多个跨越,从MM32 MCU芯片推出到客户端量产,在过去的几年时间,MM32累计的出货量超过3亿颗,仅去年的出货量就已经达到1亿颗。首先,向灵动所取得的成绩表示祝贺。那么,站在这个十年跨越的关键点,正值国际贸易争端,国内半导体产业大发展,需求和产能矛盾凸显的关键时刻,灵动又将以怎样的全新面貌迎接下一个十年呢?54Jednc

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十年感悟,以及十年发展展望

首先,灵动微电子董事长吴忠洁博士总结了该公司过去十年的感悟,并展望了未来十年的发展。54Jednc

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他表示,在过去一年中,面临着疫情问题以及国际政治形势的变化,最大的问题就是产能问题。而灵动一直都在积极地解决产能、缓解产能的问题。灵动在过去一年中还提升了ERP、CIA系统。并且从今年1月份开始,还通过从8寸往12寸转提高了产能和良率。54Jednc

在产能紧缺的同时,还面临着一个很大的问题,就是炒货。因此,灵动对代理商和合作伙伴提出两点要求:1.不能腐败;2.不能炒货。54Jednc

在灵动发展的10年当中,灵动一直秉持着“利他为根、奋力生长”的思想,共同进步。灵动也非常强调诚信和可靠这两个方面,希望公司的员工通过诚信的方式、通过可靠的产品与合作伙伴共赢、共创未来。54Jednc

这10年当中,灵动发展路线非常明确。在MCU工业当中,先从消费电子着手,到现在为止,消费电子、工业控制、汽车后装的市场,累计出货量超过了3亿颗。发展路线从消费电子入手,夯实了设计供应链的流程,逐步过渡到工业、家电(大家电)、汽车电子等。对于灵动而言,仅仅只有消费类电子,对于产品的毛利率、对产品的技术路线还不够完整。因此必须在消费电子为基础的前提下,扩大供应链、扩大市场销售,逐步走向MCU比较皇冠的明珠——汽车供应链。汽车电子是未来的发展方向,在过去,计算机、手机、家电承担了半导体80%以上的需求,未来汽车电子很快会取代相关的行业,成为重要的一极。54Jednc

灵动也一直强调几个M的做事方式:第一个是Mind Motion,强调做事多动脑筋;第二个是Mass Market,做大市场、大容量;第三个是Make Money。54Jednc

四化”——打造新一代MM32MCU技术平台

灵动微电子CTO周荣政博士带来“新‘四化’——打造新一代MM32MCU技术平台”的分享。内容主要涵盖三个方面:1.机遇与挑战;2.从“四化”的角度,来介绍技术平台;3.新产品的发布。54Jednc

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他谈到,挑战包括两个方面:首先是产能;其次是对于汽车、工控、家电的品质提出了更高的要求。然而,这对灵动以及中国的半导体产业也是很好的机遇:1.从市场来说,智能化的发展,导致产品当中所需要的MCU数量呈上升趋势——以新能源汽车为例,根据某汽车行业分析,以前每辆燃油车所需要的MCU大概是几十颗,价值大概是在几百美金的范围,而现在每辆车上所有的MCU价值加起来可能超过一千美元,同时,我们身边所见到的各种智能设备的数量也在蓬勃发展;2.国产替代的浪潮。54Jednc

要抓住这些机遇,灵动希望从4个方面来构建技术平台:平台化、系统化、生态化和标准化。54Jednc

首先是平台化。平台化的设计思路是指将芯片的技术、IP、架构等共通的地方和某些特殊的行业需求(比如功耗、性能等)总结出来,再做一些区分,用一个平台化的概念来开发。一个平台上可以孵化出不同系列的、不同级别的产品,这样的思路在国外的很多大厂是用得很多的,在我们身边的汽车行业也用得很多。例如,大众、奥迪的很多车型是从一个平台开发出来的,但是为了满足不同级别和市场的需求,在同一个平台上共存了一些不同的零件和供应商。反过来,这对于灵动来说,也就对应于工艺、IP和架构。54Jednc

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优点是什么呢?首先是能提前布局和考量;二是能保持比较好的一致性和兼容性;三是可以技术共享和借鉴;四是可以降低开发的成本。54Jednc

首先,平台的规划对应于产品系列。总体来说,首先要解决基础的技术平台。电源、时钟、信号链等基础IP有很多的共通性,归纳起来,就是集中精力去解决其可靠性、连接关系等等。同时,针对不同系列产品的不同需求,灵动孵化出3个不同的平台:54Jednc

1.通用高性能的平台。54Jednc

2.灵动这几年孵化的特色平台,一个专用的方向就是针对电机电源的平台。未来,还会在这个平台上增加更多的电机和电源专用IP,包括IP的固化、高压、驱动等工艺方面的考量,可以进一步地提高集成度和降低成本。54Jednc

3.低功耗和无线的平台。这些平台更多地强调低功耗的特点,但是会牺牲一定的性能。54Jednc

灵动这几年在这3个平台上的规划,首先很重要的一点就是工艺的选择。下图是灵动在这方面的产品和平台设计的开发。54Jednc

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下面举几个平台化的实例:54Jednc

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第一个平台是在90nm上的12寸工艺,灵动于1月份决定开始这部分的设计。“基于我们在110nm成熟的平台和近2亿颗产品的迭代,在4个月就从一无所有,手上没有任何模拟的IP,完成了流片的工作。8月份拿到芯片后,一次点亮成功。现在测试的发展非常的顺利,应该在10月份进入量产的阶段。有一些头部的客户很快会拿到样片,今年会完成出货的工作。首先,是解决产能的问题,同时也表示灵动在基于平台化的设计理念上,再次取得了比较好的结果。”周荣政说。54Jednc

第二个平台是正在开发中的低功耗平台。“这个低功耗的平台同样还是110nm,但是它的工艺特性是降低了管子的漏电工艺,模拟IP需要重新设计。得益于之前110nm的完整平台,在9月份就能完成流片。在低功耗平台上,我们特别强调人机交互的IP,包括SLCD、CapTouth,在大家电应用当中特别多的IP,瞄准的是家电和医疗的市场。”周荣政继续说。54Jednc

第三个平台是推出Star系列的内核,带DSP/FPU,Coremark数据4.02,比Cortex-M4高20%。设定了两步走的目标,第一步正在实现,StarMC2得到了4.0左右的数据,产品在10月份完成流片。把设计转化为40nm工艺,提升芯片性能并降低功耗。这个项目和平台已经在开发当中了,也是在明年的Q1完成第一颗芯片的流片。54Jednc

然后是系列化,也即灵动的4大产品系列:F系列、L系列、SPIN系列和W系列。4大系列的特点就是软硬件兼容,它们诞生于同一个基础平台,但是针对4个不同的方向做了具体的优化。54Jednc

下图是F系列,是主打的产品系列,有超值型、主流型和性能型。从左到右,M0、M3、MStar内核、性能、主屏、数量等等都是在逐步的提升。这些产品保持相同的封装,也保持了高兼容性。54Jednc

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电机系列——SPIN系列——分三大块。下图左下角是单MCU的产品;中间的是集成了预期的产品;最上面是all-in-one,这样的目的是为了减少芯片所占的空间,提高集成度,同时对于成本也有一定的优化。“右下角可以看到预期电压从20V到600V都有布局,这也是业界非常完整的基于32位的MCU系列,集成了完整的电机专用产品系列。”54Jednc

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第三是生态化。“生态化是基于灵动一直秉承的一个理念,就是要提供好用、易用的MCU。我们一直在这个领域做很多大量的尝试,从4个方面来看:54Jednc

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1.软件。提供MM32 MCU SDK、CobeBundle、RTOS支持、第三方软件支持。54Jednc

2.开发工具。跟国际先进的几个大厂(Keil、IAR、ARMGCC)都有很好的合作,基于MCU开发图形化的配置,能够方便大家去做开发。54Jednc

3.文档。54Jednc

4.客户支持方面,除了之前的FAE和微信推送之外,加强了参考设计和技术培训。技术培训是L1&L2。54Jednc

灵动今年开发的SDK,在之前的版本上做了提升。SDK更多的是对于MCU硬件进行更高层次的包装和抽象。它包含4个层次:最底层的Device,再到Drivers、Board、Application,对于软件开发者尤其方便。“你不需要像老一辈的电子开发工程师一样一个寄存器一个寄存器的控制。你可以找到相应的SDK来控制,更符合软件工程开发的特性。”54Jednc

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最后是所有的硬件、软件和开发,最后都离不开质量的控制。54Jednc

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从两个角度来看标准化:54Jednc

1.质量的标准化。ISO9001质量体系是对公司和企业最基本的流程和做法的总结。54Jednc

2.产品的可靠性标准,包含两点。一是目前完全按照工业JEDEC标准做可靠性的测试。灵动在12寸产品上实现了5.5V×1.5倍,105℃的情况下,达到超过200mA的情况。这对家电企业来说是很重要的指标。二是可靠性老化的时间。每一个产品都会严格执行1000小时的老化,会从160小时、500小时、1000小时来看老化的数据。而且这当中,老化的标准也非常严格。同时,在规划汽车级AEC-Q100测试方面也有规划。54Jednc

另外一个标准化是设计流程的规范化。从今年开始,灵动的产品开发流程、IP、设计流程、测试流程,都建立了规范化的版本。同时,这些标准可以符合工业级设计标准。灵动还在建立符合汽车级设计标准的规范。“总而言之,基于标准化的质量体系和设计流程,再加上这两年迅速发展的研发团队增长,我们相信也有信心在未来5-10年,能够把灵动建设成为高标准的国际化MCU大厂。”周荣政表示。54Jednc

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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