国产MCU替代选型指南:10款高性能、低功耗MCU盘点

发布时间:2024-07-10 阅读量:6553 来源: 我爱方案网 作者: bebop

MCU行业由于其自身“高精尖”特质所致,是典型的资产密集、技术密集、人才密集型产业。产品从研发到量产的周期较长,需数十年。同时,芯片国产化的机遇也是空前的。国家利好政策不断发布:投资补助、税收优惠等为半导体产业发展保驾护航,加之众多资本持续加大对芯片产业的投资力度,也有助于国产厂商的发展及技术突破。

由于MCU是广泛应用的基础控制芯片,位于电路系统的中枢位置,其性能参数对整个系统具有决定性作用,搭建电路通常需要以其为核心选择元器件,这使得MCU往往具有更高的使用粘性和国产替代意义。
在本期文章中,我爱方案网分析师从性能、接口、成本及供货稳定性等方面考虑,精选了此次10款高性能MCU,以期为市场提供更多选择。

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1.兆易创新GD32F5系列MCU
兆易创新主要业务为存储芯片(包括闪存产品和DRAM)、微控制器(MCU)和传感器,产品应用于手机、平板电脑等消费类电子、物联网终端、汽车电子及工业控制设备等领域。

近期兆易创新推出全新GD32F5系列MCU产品,该系列MCU符合系统级IEC61508 SIL2功能安全标准,并且提供完整的软硬件安全方案,能够满足工业市场对高可靠性和高安全性的需求。

GD32F5系列高性能MCU采用Arm® Cortex®-M33内核,最高支持200MHz的运行主频,工作性能可达3.31 CoreMark®/MHz。内置高级DSP硬件加速器和双精度浮点单元(FPU),大幅减轻了内核的负担并有助于提升处理效率。

其典型应用包括:

能源电力、光伏储能、工业自动化、PLC、网络通讯设备、图形显示等应用场景。

2.中微半导体BAT32G系列MCU
中微半导是国内少有的以MCU为核心的平台型芯片设计企业。目前在售产品主要包括家电控制芯片、消费电子芯片、电机与电池芯片、传感器信号处理芯片、功率器件芯片和汽车电子芯片等,应用于智能家电消费电子、电机与电池、医疗健康、物联网等领域。
BAT32G系列是中微半导推出的高性能超低功耗MCU,其提供高速高精度的模拟外设,丰富的通讯接口,强大的DMA数据搬运功能,数字功能均可自由映射到任意端口等,内置256KB Flash,DSP,硬件乘除法器,多通道的电机专用定时器,3路独立ADC通道,4路独立可编程增益放大器,4路独立比较器,DAC,并集成QSPI,CAN,LIN,UART等多种接口。
其典型应用包括:
工业伺服、储能逆变、数字电源、充电枪/桩、以及其他工控等垂直领域。
3.小华半导体HC32F4A0
小华MCU产品系列涵盖静、动、智、车四大系列,分别对应超低功耗MCU、电机控制MCU、通用控制MCU、汽车电子MCU,面向工业、汽车、家电和物联网。
其主力产品HC32F4A0为国产高性能工控MCU,其性能卓越,拥有M4内核,240MHz主频,300DMIPS高算力,内置2MB dual-bank eFlash,516KB SRAM。
其典型应用包括:
变频器主控,伺服驱动,光伏逆变+储能,大型电站BMS等应用。
4.先楫半导体HPM6300

上海先楫是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司,产品覆盖微控制器、微处理器和周边芯片,以及配套的开发工具和生态系统。
先楫半导体推出的HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器,能实现FFT/FIR快速计算,具备3个16位的ADC、10/100M以太网等,通讯接口包括了实时以太网,支持IEEE1588,内置PHY的高速USB,多路CAN-FD及丰富的UART,SPI,I2C等接口。
其典型应用包括:
工业自动化、电网等行业应用,如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器,电网的DTU、断路器等产品。
5.极海半导体APM32F103RCT7
珠海极海半导体有限公司是一家致力于开发工业级/车规级微处理器、高性能模拟芯片及系统级芯片的集成电路设计型企业,可为客户提供核心可靠的芯片产品及方案,实现准确感应、安全传输和实时控制,产品科应用于智慧家居、高端消费电子、工业控制、汽车电子、智慧能源以及通信设施等领域。
极海APM32F103RCT7系列MCU,基于Arm® Cortex®-M3内核,主频96MHz, Flash 256KB、SRAM 64KB;提供“双CAN”通信接口,符合2.0A和2.0B(主动)规范,通信速率高达1Mbit/s;集成广泛高精度定时器和外设资源,可为汽车系统运行提供硬件保障;已通过AEC-Q100车规认证,符合车规级可靠性测试标准。
其典型应用包括:
车载中控、BMS电池管理、电机驱动、智能座舱、AVAS、升窗仪以及EDR等汽车领域。
6.旗芯微FC4150F512
苏州旗芯微半导体有限公司成立于2020年10月,将基于ARM Cortex M4、M7等系列架构构建面向汽车不同应用场景的高性能、高可靠性的片上系统,开发智能汽车高端控制器芯片。通过采用自研IP,多核锁步等技术以及应用于车规芯片的六西格玛模拟电路设计流程,设计出覆盖安全标准ISO26262 ASIL-B至ASIL-D的全系列产品家族。公司产品均满足车规AEC-Q100、功能安全标准ISO26262以及各项车规可靠性测试,可广泛应用于车身、汽车仪表、安全、动力、电池管理等领域。
FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU,支持ASIL-B功能安全等级,AEC-Q100 认证,Grade 1等级。
其典型应用包括:
汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。
7.芯海科技CSC2E101
芯海科技是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业。经过近20年的发展,公司目前已经建立起三大产品线:模拟信号链、MCU以及健康测量AIOT芯片,主要产品应用于工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智慧健康等领域。
芯海科技CSC2E101是一款高度集成的、高安全及易开发的嵌入式控制器(EC:Embedded Controller),采用32位高效能内核,内置片上flash 存储,集成安全硬件算法,支持笔记本所需的各种外设。CSC2E101是芯海科技首颗应用于笔电高端商务机型的EC芯片,填补了中国大陆厂商在该芯片领域的空白,该项目也与国家倡导的信创安全相符合。
8.复旦微电子智能表计MCU FM33A0xx系列
上海复旦微电子的智能电表MCU包括基于32位Cortex-M0内核的FM33A0xx、FM33A0xxB系列芯片,以及16位增强型8xC251内核FM33xx系列芯片。最大支持512KB FLASH程序存储器和 64KB RAM,并集成LCD驱动、带温补的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外设接口。
9.国民技术通用安全MCU N32G455系列
N32G455系列MCU产品基于32位ARM Cortex-M内核,CPU性能高达180DMIPS,内置嵌入式加密高速Flash,Coremark跑分高达486.26分。该系列芯片是国内首个同时集成国密/国际密码算法硬件加速引擎及安全单元的通用安全MCU产品系列,密码算法性能提升数十倍以上,系统资源使用减少5倍,有效提高存储资源使用率。该系列产品具有极高集成度,片内集成4个运算放大器和7个模拟比较器,集成USB、SDIO、QSPI等高速通信接口,以及常规UART、SPI、I2C接口。
10.航顺芯片HK32F39A
航顺芯片已量产数/模混合8寸130nm至12寸40nm七种工艺平台,ARM Cortex-M0、M0+、M3、M4及RISC-V等二十九大家族300余款工业/商业/车规级、通用/专用/定制化32位MCU。航顺HK32MCU分为经济型、主流型、低能耗型、高性能型、专用型和创新型。
HK32F39A采用最新的工艺制程,ARM-Cotex M3内核支持FPU计算单元,最高支持120M主频,内置527K FLASH,97K SRAM,丰富的内部资源以及多种外设,支持TFT LCD驱动,内置比较器、DAC等,支持6路串口,2路CAN以及USB接口,支持2路高级定时器,SAI和数字相机接口。

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