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MCU向来被称为“智能汽车之心”。一个800M的CPU内核，如果用来做BMS（电池管理系统），可以同时精准地监控40-60个电芯的状态；如果用来做电机控制，可以同时做4个电机的高精度的闭环控制，如果用来做网关路由，可以同时支持24个CAN FD（灵活数据速率）、16个LIN和2个千兆以太网之间的数据实时交换。 E3系列产品则一共有6个CPU内核，且单个CPU主频高达800MHz，其中4个内核可配置成双核锁步或独立运行，这意味着，一个E3便可以实现BMS、电机控制、网关等所有功能。
1、MCU的成长史
MCU（Microcontroller Unit），微控制器，它有一个大家熟知的名字：单片机。
它“真香”的地方在于，把一套基础的计算机系统搬到了一块芯片上，内部包含减配版CPU、RAM、ROM、I/O、计数器、串口等，虽然性能肯定不及广泛意义上的一台计算机，但它低功耗、可编程又灵活，因此在消费电子、医疗、工业、通信、汽车中有着非常广泛的应用。
它诞生于1971年，英特尔设计出的全球第一颗微处理器——编号为4004的4位芯片，这颗芯片上集成了2000多颗晶体管，同时英特尔还设计出了4001、4002、4003芯片，分别为RAM、ROM和寄存器。
这四大产品上市时，英特尔在广告中写道“宣告集成电路新纪元：微电脑浓缩在单颗芯片上。”彼时，小型机与大型机以8位元和16位元处理器为主，因此英特尔很快在1972年推出了8位微处理器8008，以快速赢得市场，从此开启了单片机的时代。
1976年，英特尔推出了全球首颗可程序化的微电脑控制器8748，内部集成8位CPU、8位并行I/O、8位计数器、RAM、ROM等，可满足一般工业控制和仪表等的需求，以8748为代表，开启了单片机在工业领域的探索。
到了1980年代，8位单片机开始愈发成熟，RAM、ROM容量加大，普遍带有串行接口，也有多级中断处理系统，多个16位计数器等。1983年，英特尔推出MCS–96系列16位高性能单片机，内部集成晶体管数量达到了12万颗。
从1990年代开始，单片机就进入了百家争鸣的阶段，在性能、速度、可靠性、集成度上全面开花，根据总线或数据寄存器的位数，从最初4位逐渐发展，有了8位、16位、32位和64位单片机。
目前，MCU的指令集主要分为CISC和RISC，内核架构以ARM Cortex、Intel 8051和RISC-V为主。
不同位数、内核及指令集的MCU所占市场份额均不同，根据2020中国通用微控制器（MCU）市场简报，32位MCU产品市场占比最高达55%，其次是8位产品，占比达43%，4位产品占比达2%，16位产品占比达1%，可见市场主流产品为32位和8位MCU，16位MCU产品市场空间被严重挤压。
CISC指令集产品市场占比为24%，RISC指令集产品占比为76%，为市场主流产品；Intel 8051内核产品市场占比为22%，其次是ARM Cortex-M0产品，占比达20%，ARM Cortex-M3产品占比达14%，ARM Cortex-M4产品占比达12%，ARM Cortex-M0+产品占比为5%，ARM Cortex-M23产品占比为1%，RISC-V内核产品占比为1%，其他占比为24%。综合来看，ARM Cortex系列内核占比高达52%，为市场主流。
过去20年，MCU市场一直面临价格大幅下滑的困境，但在过去5年间，其平均售价（ASP）下降速度在放缓。在经历汽车行业低迷、全球经济疲软、疫情危机后，MCU市场从2020年开始复苏。根据IC Insights数据，2020年，MCU出货量增长8%，2021年MCU总出货量增长到12%，创下历史新高，达309亿颗，而ASP也上涨10%，创25年来最高涨幅。
2、车规芯片：比消费级芯片更难造
近年随着 AI 等技术的推动，国内涌现出了一些高光芯片创业公司，但在车规芯片领域，还没有能撼动国际巨头的玩家出现。芯驰科技或许可以通过 E3 打破这一局面。
相对于消费级芯片，打造汽车半导体的风险更大，投入也更高。因为对车规芯片来说，安全可靠是最重要的需求：半导体产生的故障可能引发交通事故，导致人员伤亡。为满足要求，设计一款车规级芯片需要有需求管理、安全关键设计、功能故障仿真、审查和报告，以及第三方评估的安全认证。
车规芯片适用的标准包括美国汽车电子协会制定的 AEC-Q100，用于衡量汽车级产品的可靠性等级；ISO 26262 标准覆盖的范围则包括车辆设计到系统、处理 / 控制芯片、嵌入式软件、元器件开发及相关的生产、维护、报废等车辆产品的全生命周期。
为了实现高良率，一般在生产车规芯片时，还需要对半导体工厂实行「产线认定」，时间需要半年到一年。
芯驰科技 E3 系列满足的车规可靠性标准 AEC-Q100 达到 Grade 1 级别，这意味着该芯片可在高达 125℃ 的环境温度范围内实现长时间稳定工作。同时，芯片功能安全等级达到 ASIL D。基于多核设计，E3 的双核锁步 Cortex-R5 实现了高达 99% 的诊断覆盖率，在所有 SRAM 上都配置了 ECC，在安全相关的外设上都配置了 E2E 保护。
双核锁步意味着 E3 芯片在处理任务时，两个 CPU 核心每个时钟周期都会相互验证输出内容，这种自检独立于应用软件，不需要执行专门的指令集自检，提高了硬件可靠性。
芯驰表示，在现有的车规 MCU 中，能够同时满足 AEC-Q100 Grade 1 和 ISO 26262 ASIL D 两个标准的车规 MCU 屈指可数。
「在不同域之间，原来不同的模块存在不同的功能安全等级，在整合后若有部分功能需要较高安全等级，整个 MCU 就要以最高级为准，所以 E3 采用了较高的整体功能安全等级。」孙鸣乐表示。
极高的安全标准，保证了用户的驾驶安全，也为车企和供应商消除了应用高性能算力的顾虑。
据芯驰科技 CEO 仇雨菁介绍，芯驰在成立第一时间，就完成了 ISO26262 ASIL D 最高功能安全等级流程认证，随后很快获得 AEC-Q100 可靠性认证、ISO26262 功能安全产品认证以及国密认证，成为国内首个「四证合一」的车规芯片企业。
3、汽车芯的最后一块拼图
E3 是芯驰科技产品线的最新一员。
2020 年，芯驰科技发布了智能座舱处理器 X9，中央网关处理器 G9，以及 ADAS / 自动驾驶处理器 V9 等高性能 SoC。2021 年，芯驰对全系产品进行了升级，同时发布了 UniDrive 全开放自动驾驶平台。
在 X9 座舱芯片上，芯驰科技提供了高性能的 CPU、GPU，通过对芯片架构的深度优化，完整支持多系统虚拟化，一颗芯片同时驱动仪表、中控、后视镜、后排娱乐等多达 10 个高清显示，并支持多屏共享和互动，
G9 中央网关处理器强化了数据包的吞吐和转发能力，在极低 CPU 占用率的情况下，可实现不同接口之间高流量，低延迟的数据交换。
面向自动驾驶的 V9 则集成了高性能 CPU、GPU、CV 引擎和 AI 引擎，支持 L2 级别 ADAS（高级驾驶辅助系统）和自动驾驶的主流应用场景。
E3 的发布，意味着芯驰科技「四芯合一」的产品矩阵正式确立，其产品体系将为智能网联汽车的发展注入新的活力。
基于上述四大产品线，芯驰在 4 月 12 日还发布了面向未来的「芯驰中央计算架构 SCCA 1.0」，其既支持安全任务部署，又具有灵活的系统扩展能力。
值得一提的是，芯驰科技四个系列产品采用通用的底层架构。芯驰科技董事长张强表示，平台化的贯通设计，不仅大大降低了研发成本和时间投入，更能迅速提升车厂的供应链弹性，缓解「缺芯」风险。
从全球市场看，目前国际厂商在车规级半导体领域中占据主导地位，英飞凌、恩智浦、瑞萨半导体等前十大厂商占据超过六成市场份额。随着新能源的热潮，汽车电动化、智能化、网联化发展趋势愈发明显，车规芯片市场出现了新的机遇。
近两年，芯驰科技、地平线等国内芯片公司相继拿下主机厂量产定点，在车规级芯片市场形成了突破。芯驰科技在 2021 年 3 月实现了百万芯片订单量，全系列产品目前已覆盖中国超过 70% 的车企。
据统计，芯驰科技已经与超过 250 家合作伙伴在软件、硬件、算法、协议栈、操作系统等方面进行了合作。
在最新产品的落地上，目前已有近 20 家主机厂、一级供应商正在基于 E3 系列 MCU 芯片提前设计产品。随着 E3 的正式发布，芯驰科技成为了国内唯一一家提供汽车电子电气架构所有主要芯片的芯片企业。
来源：芯片超人，IT时报，机器之心Pro
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