據(jù)IC Insights最新發(fā)布的報告預測，全球汽車MCU銷售額將在2021年猛增23%，達到創(chuàng)紀錄的76億美元，隨后2022年將增長14%，2023年增長約為16%。

盡管今年車用微控制器異常短缺，汽車制造商不得不因此暫時關(guān)閉裝配線或減產(chǎn)，但該調(diào)研機構(gòu)仍看好2021全年的市場表現(xiàn)。從車用MCU類型來看，超過四分之三的是32位MCU，預計今年銷售額約為58億美元;16位占17.6%，為13.4億美元;8位占比不到6%，為4.41億美元。32位MCU較高的平均售價(ASP)也會推高今年的銷售額，部分原因是因為市場供應緊張，MCU供應商開始漲價。預計32位MCU的平均售價在2021年上漲13%，增至0.72美元。

過去10多年來，車用MCU約占全球MCU銷售總量的40%。IC Insights的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年車用MCU銷售額為60億美元;工業(yè)MCU營收占比為29%，約為43億美元。預計2021年全球MCU市場總銷售額可達到190億美元，其中汽車和工業(yè)市場占據(jù)了70%，消費電子、家電，以及計算機和通信等市場占據(jù)了剩下的30%。

我們再來看國內(nèi)MCU市場。據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，近五年來中國MCU市場的年平均復合增長率約為7.2%，增速超過全球市場。2020年中國MCU市場規(guī)模達到269億元，主要被海外大廠所霸占，國產(chǎn)MCU滲透率較低。本土MCU廠商主要集中在消費電子和家電等細分市場，而汽車和工業(yè)控制等中高端市場則被國際大廠壟斷。

最近，中國汽車工業(yè)協(xié)會負責人公開表示，當前各類車用芯片中MCU最為緊缺，國內(nèi)MCU芯片企業(yè)較為薄弱。然而，最近幾年的中美科技冷戰(zhàn)和貿(mào)易摩擦推動了“國產(chǎn)替代”，這為國產(chǎn)MCU廠商帶來了絕佳機會，今年的芯片短缺更是刺激了國產(chǎn)廠商積極拓展中高端市場。很多國產(chǎn)廠商都在積極布局低、中和高端各系列MCU產(chǎn)品線，并開始往工業(yè)和汽車等市場滲透。例如，極海半導體MCU通過工業(yè)級IEC61508 SIL3安全認證，兆易創(chuàng)新正在研發(fā)車規(guī)級MCU產(chǎn)品。在汽車電子領(lǐng)域，目前已經(jīng)實現(xiàn)車規(guī)級MCU量產(chǎn)的企業(yè)包括芯旺、杰發(fā)科技、賽騰微、琪埔維和比亞迪半導體等。

為了方便電子工程師和采購管理人員篩選和對比國產(chǎn)MCU廠商及其相應的芯片產(chǎn)品，ASPENCORE旗下《電子工程專輯》分析師團隊根據(jù)所積累的MCU廠商數(shù)據(jù)、市場分析以及廠商第一手調(diào)研采訪，精心挑選出10顆國產(chǎn)MCU芯片。請通過微信投票評選出“中國工程師最喜歡的10大國產(chǎn)MCU芯片”。

華大半導體電機控制MCU HC32M140

HC32M140 系列產(chǎn)品是華大半導體開發(fā)的32位基于ARM-Cortex M0+ 的MCU，與傳統(tǒng)的CPU 內(nèi)核相比，其效率更高，功耗更低。更寬的工作電壓范圍可同時支持3V、5V系統(tǒng)。集成TIMER4、異步串口、SPI、I2C、12位高速ADC、運算放大器、電壓比較器等豐富的外設資源。該系列產(chǎn)品是華大半導體在M0+平臺上的第一顆5V電壓產(chǎn)品。

其典型應用包括：

電機控制：無人機電機調(diào)速器、電動自行車、變頻風扇、油煙機、空氣凈化器、電動工具;

壓縮機控制：冰箱壓縮機控制、車載空調(diào)壓縮機等。

HC32M140控制框圖

系統(tǒng)采用無傳感器的FOC控制系統(tǒng)，適用于三相永磁同步電機的驅(qū)動，支持速度控制、功率控制、轉(zhuǎn)矩控制等多種控制模式。系統(tǒng)集成了硬件過流保護、過欠壓保護、峰值過流保護、均方根過流保護、電機缺相保護，堵轉(zhuǎn)保護等豐富的保護功能。通過靈活的參數(shù)配置，用戶可依據(jù)產(chǎn)品需求調(diào)整保護閾值、保護靈敏度、和故障恢復時間，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行。

兆易創(chuàng)新MCU GD32E230

GD32E230系列產(chǎn)品是基于Arm Cortex-M23內(nèi)核的MCU，適合工業(yè)控制、電機傳動、家用電器、消費電子、智能硬件等嵌入式應用場合。該系列MCU可取代及提升傳統(tǒng)的8位和16位產(chǎn)品解決方案，并跨越Cortex-M0/M0+門檻，直接進入32位Cortex-M23內(nèi)核的開發(fā)。

主要特性包括：

• Cortex-M23 內(nèi)核頻率高達72 MHz

• 存儲器：內(nèi)置16KB到64KB閃存;內(nèi)置8KB SRAM;高達3KB的ISP加載器ROM

• 低功耗管理：多種省電模式，適合低功耗應用

• 高級模擬外設：1個12位, 1μs ADC (高達 10通道);1個軌到軌比較器

• 集成外設接口：高達2個USART，并支持Irda / LIN / ISO7816;高達2個SPI(最高18MHz時鐘頻率), 2個I2S多路復用;最高2個I2C(最高1MHz時鐘頻率)

國民技術(shù)通用安全MCU N32G455系列

N32G455系列MCU產(chǎn)品基于32位ARM Cortex-M內(nèi)核，CPU性能高達180DMIPS，內(nèi)置嵌入式加密高速Flash，Coremark跑分高達486.26分。該系列芯片是國內(nèi)首個同時集成國密/國際密碼算法硬件加速引擎及安全單元的通用安全MCU產(chǎn)品系列，密碼算法性能提升數(shù)十倍以上，系統(tǒng)資源使用減少5倍，有效提高存儲資源使用率。該系列產(chǎn)品具有極高集成度，片內(nèi)集成4個運算放大器和7個模擬比較器，集成USB、SDIO、QSPI等高速通信接口，以及常規(guī)UART、SPI、I2C接口。

原理框圖

典型應用包括：

• 消費領(lǐng)域：TWS、教育機器人、家用醫(yī)療設備、運動相機、攝影器材;

• 家居家電領(lǐng)域：空調(diào)、冰箱、掃地機器人、智能照明;

• 工業(yè)應用：5G 通訊設備、IPC、工業(yè)無人飛行器、工業(yè)機器人、繼電器、伺服控制器、工業(yè)縫紉機、3D打印、交通儀表、LED屏幕控制、電梯控制器、磁懸浮直線電機;

• 工業(yè)能源：數(shù)字電源、PLC、UPS、光伏逆變、動力電池BMS。

中穎電子8051單片機SH79F0819

SH79F0819是一種高速、高效率8051可兼容單片機。在同樣振蕩頻率下，較之傳統(tǒng)的8051芯片有著運行更快速的優(yōu)點。SH79F0819保留了標準8051芯片的大部分特性，包括內(nèi)置256字節(jié)RAM、1個UART和外置中斷INT2和INT3。此外，SH79F0819還集成了外部256字節(jié)RAM，4個16位定時器/計數(shù)器(Timer2 - Timer5)。該單片機還包括適合程序和數(shù)據(jù)的8K字節(jié)Flash塊。

SH79F0819不僅集成了如EUART等標準通訊模塊，還集成了LCD驅(qū)動器，具有內(nèi)建比較功能的ADC，PWM定時器等模塊。為了達到高可靠性和低功耗，SH79F0819內(nèi)建看門狗定時器，低電壓復位功能及系統(tǒng)時鐘監(jiān)控功能。此外，SH79F0819還提供了2種低功耗省電模式。

復旦微電子智能電表MCU FM33A0xx系列

上海復旦微電子的智能電表MCU包括基于32位Cortex-M0內(nèi)核的FM33A0xx、FM33A0xxB系列芯片，以及16位增強型8xC251內(nèi)核FM33xx系列芯片。最大支持512KB FLASH程序存儲器和 64KB RAM，并集成LCD驅(qū)動、帶溫補的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設接口。

其應用包括：IR46規(guī)范智能電能表、國網(wǎng)698.45規(guī)范智能電能表、國網(wǎng)單/三相智能電能表、南網(wǎng)單/三相智能電能表、海外單/三相智能電能表。

FM33A0xx系列特性如下：

• 最大64KB RAM空間

• 最大支持90個GPIO，最多24個外部引腳中斷，8個異步喚醒引腳

• 所有引腳在休眠模式下保持狀態(tài)

• 豐富的模擬外設

• 高可靠、可配置BOR電路(支持4級可編程下電復位閾值)

• 超低功耗PDR電路(支持4級可編程下電復位閾值)

• 可編程低壓電源報警(SVD)

• 2x低功耗模擬比較器

• 11-bit低功耗∑-△ADC，最大支持8個外部通道

• 高精度溫度傳感器，精度優(yōu)于1.5℃

• 8MHz全溫區(qū)變化小于+/-2%

• 低功耗32768Hz晶體振蕩器，帶有停振檢測電路

• 低功耗低速RC振蕩器，32KHz

• 集成PLL

芯旺32位車規(guī)級MCU KF32A156

芯旺微電子(ChipON) 基于其KungFu內(nèi)核的32位車規(guī)級MCU KF32A156特性參數(shù)如下：

• 自主內(nèi)核：KungFu32內(nèi)核、3級流水線、120Mhz主頻、60uA/Mhz動態(tài)功耗;

• 存儲器：512KB ECC Flash、64KB ECC RAM、4KB 雙端口ECC RAM、支持程序CACHE;

• 通訊接口：2*CAN-FD(兼容CAN2.0)、1*CAN2.0、4*USART(LIN)、4*SPI(I2S)、4*IIC;

• 豐富數(shù)?；旌腺Y源：增強型ECCP、高精度EPWM可實現(xiàn)74ps的精度控制、3路獨立ADC、12bit DAC、3路CMP、ECFGL可編程邏輯門控制單元;

• 功能安全機制：ECC Flash/RAM、PM電源管理單元、3個看門狗模塊、多ADC總線、CRC32/16的數(shù)據(jù)校驗、AES128硬件加解密單元;

• 汽車級標準：符合16949質(zhì)量標準的晶元和封測產(chǎn)線、符合AEC-Q100 Grade 1級可靠性測試標準。

其應用包括：車身控制器BCM、車燈控制系統(tǒng)、空調(diào)/智能座艙控制系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)、車門座椅控制系統(tǒng)等。

極海半導體工業(yè)級MCU APM32系列

工業(yè)級擴展型APM32F072xB 系列MCU基于Arm Cortex-M0+內(nèi)核，工作主頻 48MHz，F(xiàn)lash 128KB，SRAM 16KB。APM32F072xB 系列產(chǎn)品強化連接控制，能實現(xiàn)高性價比的音視頻智能終端高級控制。具備完整的USB IF 認證，可有效保障終端產(chǎn)品出口無憂。

應用范圍：電腦/游戲外設、電池BMS、電容觸摸家電、工業(yè)控制、汽車電子等產(chǎn)品領(lǐng)域。

APM32F072xB系列MCU特性如下：

• 電壓范圍2.0V ~3.6V，內(nèi)置上電復位、掉電復位以及可編程電壓檢測器PVD

• 多達37/51/87個I/Os ，所有I/Os可映射到外部中斷向量，容忍5V信號輸入

• 內(nèi)置7通道DMA控制器和CRC計算單元

• 新器件采用最新的制造工藝，實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的超低運行功耗(比主要競品低50%)和更快的Flash擦寫速度(比主要競品高一倍以上)

• 支持96位唯一ID，可滿足客戶定制區(qū)域性產(chǎn)品銷售策略

• 封裝：QFN48/LQFP48/LQFP64/LQFP100

中微半導體電機控制MCU CMS32M5710

CMS32M57xx系列MCU是中微半導體電機控制產(chǎn)品線主力產(chǎn)品，被廣泛應用于正弦波吸塵器、電動兩輪車、變頻空調(diào)、變頻洗衣機、高壓高速吹風筒等典型電機控制領(lǐng)域。

該系列產(chǎn)品集成了 ARM® Cortex®-M0內(nèi)核、內(nèi)建嵌套向量中斷控制器。主要有并行I/O 口(支持普通輸入、上下拉輸入、 推挽輸出、開漏輸出、并可配置邊沿或者電平觸發(fā)中斷)、定時器(6位窗口看門狗定時器、32位看門狗定時器、4路可編程定時器)、SPI、I2C、UART、EPWM、CCP、ADC、ACMP、OP、PGA 等部件。

主要特點如下：

• 具有最大64KB FLASH存儲空間，最大8KB SRAM空間，1KB FLASH數(shù)據(jù)區(qū)。

• 支持BOOT功能及程序空間分區(qū)保護、支持硬件CRC校驗FLASH空間代碼、寄存器保護操作、用戶可配置ID，安全性更高。

• 正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式、停止模式4種工作模式供選擇，使用更方便，功耗更低。

• 具有32位硬件除法器、32位單周期硬件乘法器，運算速度更快。

• 靈活可KS的IO口，支持多種數(shù)字與模擬復用功能，使用更方便。

• 具有帶死區(qū)編程、周期占空比間隔更新、獨立/互補/同步/主控輸出的增強型PWM、多種故降保護功能以及支持軟/硬件恢復功能，EPWM功能更豐富。

• 具有12位最快1.2Msps的ADC、支持遲滯選擇功能的模似比較器、增益可選的可編程增益放大器、運算放大器等模擬IP，模似功能更強大。

晟矽微無線連接MCU MC8015

MC8015是一款高性能2.4G產(chǎn)品，廣泛用于童車、遙控玩具車、無線LED無極調(diào)光、防丟器等領(lǐng)域。

主要特性包括：

• 片上集成發(fā)射機，接收機，頻率綜合器，GFSK調(diào)制解調(diào)器

• 片上集成32位Cortex-M0結(jié)構(gòu)MCU

• 工作電壓：2.0V~3.6V

• 封裝形式：QFN48、QFN32

靈動微電機控制MCU MM32SPIN0280

靈動微MM32SPIN0280系列32位MCU產(chǎn)品是專門用于針對電機與電源領(lǐng)域所設計的基于Arm Cortex-M0內(nèi)核的高性能微控制器，內(nèi)核主頻96兆赫茲，PWM主頻192兆赫茲。QFN20以及TSSOP20極小封裝可以實現(xiàn)三相永磁無刷電機(BLDC/PMSM)的FOC驅(qū)動;LQFP64的多管腳封裝可以實現(xiàn)雙電機驅(qū)動，內(nèi)置了兩個獨立的3MSPS的12位高速高精度ADC，以及四路軌對軌高速運算放大器(OPA)，可以極少的外圍器件實現(xiàn)三相永磁無刷電機(BLDC/PMSM)FOC驅(qū)動算法中的雙電阻采樣或者單電阻采樣的超靜音高效方案，特別適用于家用空調(diào)室外機、吸塵器、高速吹風筒、伺服驅(qū)動器、無人搬運車、凈化器風機、洗衣機、電動車以及其他高效率電機驅(qū)動設備。

其產(chǎn)品特性如下：

• 工作電壓范圍2~5.5V

• 128K字節(jié)FLASH，8K字節(jié)SRAM

• 芯片工作溫度范圍-40°C~105°C

• 2組獨立3MSPS的12位ADC，16通道

• 5組具有濾波功能的比較器，11通道

• 3組UART，2組多地址設計的I2C，SPI

• 2組帶有死區(qū)功能的高級定時器，支持雙電機驅(qū)動