従来の燃料自動車には約 500 ～ 600 個のチップが必要で、軽混合自動車、プラグイン ハイブリッド車、純粋な電気自動車の約 1,000 台には少なくとも 2,000 個のチップが必要です。
これは、スマート電気自動車の急速な発展の過程で、高度なプロセスチップの需要が増加し続けるだけでなく、従来のチップの需要も増加し続けることを意味します。これがMCUです。自転車の台数の増加に加えて、ドメイン コントローラーには、高セキュリティ、高信頼性、高演算能力の MCU に対する新たな需要も生じています。
MCU、MicroController Unitは、シングルチップマイコン/マイコン/シングルチップマイコンとも呼ばれ、CPU、メモリ、周辺機能を1つのチップ上に集積し、制御機能を備えたチップレベルのコンピュータを形成します。主に信号処理と制御を実現するために使用されます。インテリジェント制御システムの中核。
MCU とカーエレクトロニクス、産業、コンピュータとネットワーク、家庭用電化製品、家電製品、IoT は私たちの生活と密接に関係しています。カーエレクトロニクスは自動車エレクトロニクスの最大の市場であり、カーエレクトロニクスは世界の 33% を占めています。
MCUの構造
MCU は主に中央処理装置 CPU、メモリ (ROM および RAM)、入出力 I/O インターフェイス、シリアル ポート、カウンタなどで構成されます。
CPU: 中央処理装置である中央処理装置は、MCU 内のコアコンポーネントです。コンポーネントコンポーネントは、データ算術論理演算、ビット変数処理、およびデータ送信演算を完了できます。制御部は一定の時間に合わせて順次作業を調整し、命令を解析し実行する。
ロム: 読み取り専用メモリは、メーカーが作成したプログラムを保存するために使用されるプログラム メモリです。情報は非破壊的に読み取られます。エッセンス
ラム: ランダムアクセスメモリは、CPUと直接データをやり取りするデータメモリであり、電源が失われるとデータを保持できなくなります。プログラムは実行中いつでも書き込みと読み取りが可能で、通常はオペレーティング システムやその他の実行中のプログラムの一時データ記憶媒体として使用されます。
CPU と MCU の関係:
CPUは動作制御の中核です。CPU に加えて、MCU にはチップレベルのチップである ROM または RAM も含まれています。一般的なものは SOC (システム オン チップ) です。これは、システム レベルのコードを保存して実行し、QNX、Linux、および複数のプロセッサ ユニット (CPU+GPU +DSP+NPU+ストレージ) を含むその他のオペレーティング システムを実行できる、システム レベルのチップと呼ばれます。 +インターフェースユニット）。
MCUの数字
この数値は、MCU が各データを処理する幅を表します。桁数が多いほど、MCU のデータ処理能力が強化されます。現在、最も重要なのは 8、16、および 32 桁であり、そのうち 32 ビットが最も多くを占めており、急速に増加しています。
自動車エレクトロニクス アプリケーションでは、8 ビット MCU はコストが低く、開発が容易です。現在では、照明、雨水、窓、座席、ドアなど比較的単純な制御に主に使用されています。ただし、計器ディスプレイ、車両エンターテイメント情報システム、電力制御システム、シャーシ、運転支援システムなどのより複雑な側面では、主に 32 ビット、および自動車の電化、インテリジェンス、ネットワーク化の反復進化により、コンピューティング パワーが求められます。 MCU に対する要求もますます高くなっています。
MCU車認証
MCU サプライヤーが OEM サプライ チェーン システムに参入する前に、通常、3 つの主要な認証を完了する必要があります。設計段階では機能セキュリティ規格 ISO 26262 に準拠する必要があり、フローおよびパッケージング段階では AEC-Q001 ～ 004 および IATF16949 に準拠する必要があります。 AEC-Q100/Q104に従ってください。
その中で、ISO 26262 では、ASIL の 4 つのセキュリティ レベル (低位から高位、A、B、C、D) が定義されています。AEC-Q100 は、低から高まで、それぞれ 3、2、1、0 の 4 つの信頼性レベルに分かれています。AEC-Q100 シリーズの認証には通常 1 ～ 2 年かかります。 ISO 26262 認証はより難しく、サイクルも長くなります。
スマート電気自動車業界における MCU の応用
自動車業界における MCU の用途は非常に幅広いです。たとえば、フロント テーブルは、ボディ アクセサリ、パワー システム、シャーシ、車両情報エンターテイメント、インテリジェント ドライビングなどのアプリケーションです。スマート電気自動車の時代の到来により、MCU 製品に対する人々の需要はさらに高まるでしょう。
電気化:
1. バッテリーマネジメントシステムBMS: BMS は、充放電、温度、バッテリーのバランスを制御する必要があります。メイン制御ボードには MCU が必要で、各スレーブ コンソールにも 1 つの MCU が必要です。
2.車両コントローラ VCU: 電気自動車のエネルギー管理には、車両コントローラーを増やす必要があると同時に、各工場の計画とは異なる 32 ビットのハイエンド MCU が搭載されています。
3.エンジンコントローラー/ギアボックスコントローラー: 純正交換、電気自動車インバーター制御MCU代替石油自動車エンジンコントローラー。モーター速度が高いため、減速機を減速する必要があります。ギアボックスコントローラー。
知能：
1. 現在、国内自動車市場はまだ L2 高速普及段階にある。コストとパフォーマンスを総合的に考慮して、OEM は分散アーキテクチャを採用しながら ADAS 機能を強化しています。負荷率の増加に伴い、センサー情報処理のMCUも増加します。
2. コックピット機能の増加により、高新エネルギーチップの役割はますます重要になり、対応する MCU の地位は低下しました。
クラフト
MCU 自体には、コンピューティング能力に対する優先要件があり、高度なプロセスに対する高い要件はありません。同時に、その内蔵ストレージ自体も MCU プロセスの改善を制限します。MCU製品には28nmプロセスを使用します。車両規制の仕様は8インチウエハが中心です。一部のメーカー、特に IDM は 12 インチ プラットフォームに移植され始めています。
現在の市場は28nmおよび40nmプロセスが主流です。
国内外の代表的な企業
民生用および産業用グレードの MCU と比較して、車載レベルの MCU には、動作環境、信頼性、供給サイクルの点でより高い要件があります。また、参入が難しいため、MCU の市場構造は全体的に比較的集中しています。2021 年には、世界の上位 5 つの MCU 企業が 82% を占めました。
現在、我が国の自動車レベルの MCU はまだ導入期にあり、サプライチェーンは土地と国内の代替化の大きな可能性を秘めています。
投稿時間: 2023 年 7 月 8 日