Ett traditionellt bränslefordon kräver cirka 500 till 600 chip, och cirka 1 000 lätta bilar med blandad bränsleförbrukning, laddhybrider och rena elbilar kräver minst 2 000 chip.
Det betyder att i den snabba utvecklingen av smarta elfordon har inte bara efterfrågan på avancerade processchip fortsatt att öka, utan även efterfrågan på traditionella chips kommer att fortsätta öka. Detta är MCU:n. Förutom ökningen av antalet cyklar medför domänkontrollanten också en ny efterfrågan på MCU:er med hög säkerhet, hög tillförlitlighet och hög datorkraft.
MCU, MicroController Unit, känd som en single-chip mikrodator/mikrokontroller/single-chip mikrodator, integrerar CPU, minne och kringutrustningsfunktioner på ett enda chip för att bilda en chip-nivådator med styrfunktion. Den används huvudsakligen för att uppnå signalbehandling och styrning. Kärnan i det intelligenta styrsystemet.
Mikrokontroller och fordonselektronik, industri, datorer och nätverk, konsumentelektronik, hushållsapparater och sakernas internet är nära förknippade med våra liv. Bilelektronik är den största marknaden inom fordonselektronik, och bilelektronik står för 33 % globalt.
MCU-struktur
MCU består huvudsakligen av en central processor, CPU, minne (ROM och RAM), in- och utgångs-I/O-gränssnitt, serieport, räknare etc.
CPUCentralprocessorn är kärnkomponenten i en mikroprocessor (MCU). Komponenterna kan utföra dataaritmetiska logikoperationer, bitvariabler och dataöverföringar. Styrenheterna koordinerar arbetet sekventiellt inom en viss tid för att analysera och utföra instruktionerna.
ROM-minneSkrivskyddat minne är ett programminne som används för att lagra program skrivna av tillverkare. Informationen läses på ett icke-förstörande sätt. Essence
RAM-minneRandom Access Memory (eller RAM-minne) är ett dataminne som utbyter data direkt med processorn, och informationen kan inte lagras efter strömavbrott. Programmet kan skrivas och läsas när som helst under körning, vilket vanligtvis används som ett tillfälligt datalagringsmedium för operativsystem eller andra program som körs.
Förhållandet mellan CPU och MCU:
CPU:n är kärnan i den operativa styrningen. Förutom CPU:n innehåller MCU:n även ROM eller RAM, vilket är ett chip på chipnivå. Vanliga sådana är SOC (System On Chip), som kallas systemnivåchips och kan lagra och köra systemnivåkod, köra QNX, Linux och andra operativsystem, inklusive flera processorenheter (CPU+GPU+DSP+NPU+lagring+gränssnittsenhet).
MCU-siffror
Siffran hänvisar till bredden på den MCU som varje databearbetning utför. Ju högre antal siffror, desto starkare är MCU:ns databearbetningskapacitet. För närvarande är de viktigaste siffrorna 8, 16 och 32, varav 32 bitar står för mest och växer snabbt.
Inom fordonselektronikapplikationer är kostnaden för 8-bitars MCU låg och enkel att utveckla. För närvarande används den mestadels för relativt enkel styrning, såsom belysning, regnvatten, fönster, säten och dörrar. Men för mer komplicerade aspekter, såsom instrumentdisplayer, fordonsunderhållningssystem, strömstyrningssystem, chassi, körassistanssystem etc., främst 32-bitars, och iterativ utveckling av fordonselektrifiering, intelligens och nätverk, blir även datorkraftkraven för MCU högre och högre.
MCU-bilautentisering
Innan MCU-leverantören går in i OEM-leveranskedjan är det generellt nödvändigt att slutföra tre huvudcertifieringar: designfasen måste följa funktionssäkerhetsstandarden ISO 26262, flödes- och förpackningsfasen måste följa AEC-Q001 ~ 004 och IATF16949, samt under certifieringstestfasen följa AEC-Q100/Q104.
Bland dessa definierar ISO 26262 de fyra säkerhetsnivåerna för ASIL, från låg till hög, A, B, C och D; AEC-Q100 är indelad i fyra tillförlitlighetsnivåer, från låg till hög, 3, 2, 1 respektive 0, 3, 2, 1 och 0. Kärnan Certifieringen i AEC-Q100-serien tar vanligtvis 1–2 år, medan ISO 26262-certifieringen är svårare och cykeln är längre.
Tillämpningen av MCU inom smarta elfordonsindustrin
Användningen av MCU inom bilindustrin är mycket bred. Till exempel används frontbord för karosstillbehör, kraftsystem, chassi, fordonsinformation, underhållning och intelligent körning. Med tillkomsten av smarta elfordons era kommer människors efterfrågan på MCU-produkter att bli ännu starkare.
Elektrifiering:
1. Batterihanteringssystem BMSBMS behöver styra laddning och urladdning, temperatur och batteribalansering. Huvudstyrkortet kräver en MCU, och varje slavkonsol kräver också en MCU;
2.Fordonsstyrenhet VCUElfordons energihantering behöver utökas fordonsstyrenheten, och samtidigt är den utrustad med 32-bitars avancerade mikrokontroller, som skiljer sig från varje fabriks planer;
3.Motorstyrenhet/växellådsstyrenhet: originalbyte, elfordonsväxelriktarstyrning MCU alternativ olja fordonsmotorstyrenhet. På grund av det höga motorvarvtalet måste reduceraren bromsas. Växellådans styrenhet.
Intelligens:
1. För närvarande befinner sig den inhemska bilmarknaden fortfarande i L2-speed-penetrationsstadiet för höghastighetsbilar. Utifrån övergripande kostnads- och prestandaöverväganden antar OEM-tillverkaren att ADAS-funktionen ökar och fortfarande använder en distribuerad arkitektur. Med ökande laddningshastighet ökar även MCU:n för sensorinformationsbearbetning i motsvarande grad.
2. På grund av det ökande antalet cockpitfunktioner blir rollen för högre nya energichips allt viktigare, och motsvarande MCU-status har minskat.
Hantverk
Själva MCU:n har prioriterade krav på datorkraft och inte höga krav på avancerade processer. Samtidigt begränsar dess inbyggda lagring i sig förbättringen av MCU-processen. Använd 28nm-processen med MCU-produkter. Specifikationerna i fordonsföreskrifterna är huvudsakligen 8-tums wafers. Vissa tillverkare, särskilt IDM, har börjat transplantera till en 12-tums plattform.
De nuvarande 28nm- och 40nm-processerna är marknadens huvudfåra.
Typiska företag i hemlandet och utomlands
Jämfört med mikrokontroller av förbruknings- och industrikvalitet har mikrokontroller av bilkvalitet högre krav vad gäller driftsmiljö, tillförlitlighet och leveranscykel. Dessutom är de svåra att komma in på, så marknadsstrukturen för mikrokontroller är generellt sett relativt koncentrerad. År 2021 stod de fem största mikrokontrollerföretagen i världen för 82 %.
För närvarande är mitt lands MCU på bilnivå fortfarande under introduktionsperioden, och leveranskedjan har stor potential för alternativ till mark och inhemska anläggningar.
Publiceringstid: 8 juli 2023
