探访存储&MCU双龙头，揭秘兆易创新的布局与实力
2023-08-01
09:29:00
来源: 互联网
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近日，2023慕尼黑上海电子展在国家会展中心（上海）正式举行，兆易创新携存储、GD32MCU、传感器和模拟产品等50余款优势产品和创新解决方案重磅亮相，联手生态合作伙伴，聚焦汽车、工业、物联网、消费电子等重点应用领域，提供广泛且丰富的设计资源，帮助客户灵活的开发产品并快速推向市场，在嵌入式系统智能化发展的时代为其助力赋能。
2023慕尼黑上海电子展兆易创新展位图
在展会现场，半导体行业观察等媒体受邀与兆易创新MCU事业部产品市场总监金光一和Flash事业部执行总监陈晖进行了深入交流，更进一步地了解了兆易创新前瞻性的市场布局和卓越的技术实力，以及兆易创新针对当前市场趋势的思考和规划。
聚焦兆易创新Cortex®-M7内核超高性能MCU
本次展会上，兆易创新重点展出了中国首款采用Cortex®-M7内核的GD32H7系列超高性能MCU和应用参考设计。
据了解，Arm® Cortex®-M7内核为GD32H7系列MCU提供了高达600MHz的处理能力，配备了4MB的片上Flash和1MB的SRAM，支持大容量代码存储。内置512KB的超大紧耦合内存TCM和64KB的L1-Cache高速缓存，以及先进的硬件DSP、双精度FPU、三角函数和数字滤波器，以实现最佳处理效率。
相较现有的高性能产品，金光一认为，GD32H7系列MCU不仅实现性能的大幅提升，外设资源也进行了大幅扩容，模拟性能也得到空前提升。片上集成了2个采样速率高达4MSPS的14位ADC，1个采样速率高达5.3MSPS的12位ADC，在图形图像显示、AI算法支持以及电机控制、光伏储能等应用中，可提供高精度采样率和快速响应。3个CAN-FD接口和2个以太网控制器也为工业网卡、变频器、伺服器提供了很好的优势。
GD32H737/757/759 接口资源
另外，成本也是该产品的一大优势。GD32H7系列MCU采用了业界领先的制程工艺，所以相比于国外的竞争对手成本优势非常明显。同时，兆易创新还将包括数字IP和模拟IP在内的多种IP等都进行了优化，极大的提升了集成度，在同样面积下能够容纳更多的IP集成。
值得关注的是，GD32H7也是兆易创新推出的中国首款M7内核的MCU。那么为什么国内其他MCU厂商没有对此进行布局？金光一认为，一方面是因为超高端性能MCU的技术要求会更高，比如MCU主频越高，它的稳定性、散热、功耗就要进行更好的控制。而国内MCU偏中低端的较多，且多是用在能够迅速起量的市场，而高端MCU的市场门槛加剧了技术壁垒的长期存在。
另一方面，兆易创新GD32 MCU是中国高性能通用微控制器领域的领跑者，拥有中国最大的Arm架构MCU家族，产品涵盖Arm® Cortex®-M3、M4、M23、M33等内核通用MCU产品系列，已实现对低/中/高端产品的覆盖。在此基础上，GD32H7就是兆易创新向更高端产品持续迈进的新产物。
金光一指出，GD32H7的面市对于MCU市场有着深远的意义，作为中国首款M7内核的超高性能MCU产品，以从性能、集成的资源、到成本这一极具竞争力的性价比优势持续巩固兆易创新的市场领先地位，进一步完善兆易创新超高性能MCU产品版图，持续演绎超高性能MCU的国产替代和普及之路。
同时，GD32H7为高端需求提供更丰富的开发选择，支持复杂运算、AI和多媒体技术等创新场景，全面推进MCU在前沿领域的应用和普及。
在应用参考设计方面，GD32H759I-EVAL全功能评估板使用GD32H759IMK6作为主控MCU，现已支持多种业界主流的实时操作系统(RTOS)、图形化界面(GUI)和嵌入式AI算法等中间件，现场演示包括了Zephyr、AWS和Azure等RTOS。
在本次展会一同亮相的还有基于GD32H7设计的GUI开发演示套件，可进行LCD显示、触摸控制、二维码、图片解码、文件浏览等功能演示，配合上位机模拟器方便客户在PC端进行UI设计和开发，以及逻辑功能验证。通过串口、以太网及CAN等总线通讯接口连接PLC、变频器、仪表等工业控制设备以及家居中控平台，让用户能够以更智能、轻松和直观的方式与工作和家庭场所中的终端设备进行交互。
GD32H759I-EVAL全功能评估板支持多种RTOS（左图）GD32H7-LVGL GUI解决方案（右图）
“兆易创新还正在积极布局双核及多核处理器架构，这类超高性能MCU产品未来将进一步拉动AI在边缘侧设备的覆盖率。此外，未来产品还将集成TrustZone、Lockstep等安全技术，满足更多高级应用的安全性要求。”金光一补充道。
车规级MCU迎来发展热潮
近几年，半导体行业经历了缺芯、供应过剩等周期波动，MCU的价格也随之起伏，尤其是消费级MCU市场竞争异常激烈。
然而在这个过程中，随着汽车产业“新四化”的发展趋势，带动汽车芯片需求成倍增长。作为汽车的车身控制系统、安全舒适系统、信息娱乐与网联系统、动力与底盘系统和辅助驾驶系统等汽车电子系统的主控芯片，MCU的市场空间有望在汽车电子产业变革进程中进一步打开。根据ICInsights数据，2021年全球车规级MCU市场规模为76亿美元，预计到2025年全球车规级MCU市场规模超过110亿美元。
在此趋势下，兆易创新也在积极布局车规MCU。金光一表示，我们从去年推出了首款基于Cortex -M33内核的GD32A503系列车规级微控制器，正式进入车规级MCU市场。
据介绍，GD32A503系列车规级MCU采用先进的车规级工艺平台，遵循车规级设计理念和生产标准，符合车用高可靠性和稳定性要求，已通过AEC-Q100 Grade 1可靠性和安全性标准汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证。
凭借众多优异特性，该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级，为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供主流开发之选。
据悉，目前兆易创新携手业内多家车企、Tier1和方案厂商，持续构建车规MCU生态圈，为用户提供面向汽车市场差异化应用的解决方案。并通过开发工具链的建设和生态系统的部署，简化并缩短终端设备的开发周期，加快量产进程。
在汽车电子应用展示区，兆易创新还重点展示了一系列基于GD32A503车规级MCU解决方案，包括LED流水转向灯和车用电机控制方案等。
LED流水转向灯（左）和车用电机控制方案（右）
值得一提的是，GD32A503系列MCU完整采用兆易创新自主研发的IP库设计，包含各类高品质高可靠的数字及模拟IP均经过几亿颗成熟量产检验。既提升车规产品的稳定性和一致性，又与GD32家族各系列一脉相承且无缝兼容，体现了GD32产品持续领先的发展创新基因。
“在新能源汽车产业蓬勃发展以及国产替代的前提和背景下，国产车规MCU发展潜力巨大。”金光一指出，兆易创新会持续加大在车规MCU方面的投入力度，深化车规产品线布局。目前公司第一代MCU产品适用于主流的车身电子，后续产品研发方向将持续朝着ADAS、域控制器或协处理方面等高端车规领域迈进，匹配双核以及高安全性的MCU产品，包括满足ISO26262功能安全标准ASIL-B/D等级的升级迭代产品也已在陆续规划中，以贴合汽车用户需求的产品和解决方案，与合作伙伴一同提升产业影响力。
此外，在新能源汽车渗透率不断提升的背景下，充电桩等配套设施的建设直接影响着新能源汽车产业的持续健康发展。兆易创新还在现场展示了藉由GD32F427的交直流EV-charger主控板方案，以及基于GD32E230设计的汽车7.5KW交流充电桩方案，藉由此类MCU产品的高主频、大容量存储和丰富的外设接口，能快速响应各控制单元，满足实时性可靠性要求。
基于GD32F427设计的交直流充电桩主控板（左图）基于GD32E230设计的汽车7.5KW交流充电桩方案（右图）
RISC-V MCU另辟蹊径
除了向车规级MCU进军之外，RISC-V架构的MCU也是业界关注的重点。
作为MCU行业的先行者，早在2019年8月，兆易创新就推出了全球首颗基于RISC-V内核的32位通用MCU产品，以均衡的处理效能和系统资源，为RISC-V进入市场主流应用提供了高性价比的创新之选。
近日，兆易创新又展示RISC-V MCU的新进展。基于开源指令集架构RISC-V内核的全新combo GD32VW553系列无线MCU首次亮相慕展，并将于近期正式推出。
据介绍，GD32VW553系列新品采用160MHz RISC-V内核，配备4MB Flash及320KB SRAM，支持最新Wi-Fi 6和BLE 5.2无线通信协议，还集成了丰富的外设接口和硬件加密功能，为用户打造安全可靠兼具高性价比的无线连接方案，适用于智能家电、智慧家居、工业互联网、通信网关等多种无线连接场景。
现场演示的GD32VW553系列开发板模拟智能家居设备，支持手机蓝牙配对接入Wi-Fi网络，并通过Matter协议控制灯的开关和亮度调节，在手机APP上实时显示设备状态。
GD32VW553H-EVAL全功能评估板
金光一表示，兆易创新自2019年推出全球首款RISC-V内核32位通用MCU以来，在新架构内核领域持续延伸拓展并打造蓬勃的软件生态支撑，在细分市场发挥特色增效降本，为RISC-V开源应用的商业化不断提速。
可以预见，随着全球对RISC-V的关注升温，这一开源架构将进一步打入主流市场，而搭载RISC-V内核的MCU也将会更加频繁地走进工程师的日常。兆易创新即将推出的全新RISC-V MCU产品，将为“国产替代”带来广阔增量。
“未来，我们也会考虑RISC-V内核的车规级MCU产品，但基于生态问题，RISC-V在汽车领域的进展可能还需要时间积累，还有较长的路要走。”金光一补充道。
专注利基型存储，塑造差异化优势
除了MCU，存储芯片也是兆易创新的重点业务之一。
在本次展会现场，兆易创新也带来了诸多亮点产品和方案，包括业界超小尺寸FO-USON8封装128Mb SPI NOR Flash——GD25LE128EXH，以及车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash系列产品。
今年5月，兆易创新率先推出采用3mm×3mm×0.4mm FO-USON8封装的SPI NOR Flash——GD25LE128EXH，其最大厚度仅为0.4mm，容量高达128Mb，是目前业界在此容量上能实现的最小塑封封装产品，可在应对大容量代码存储需求的同时，提供极大限度的紧凑型设计自由。
陈晖表示，对于Flash来讲，针对不同的应用，有很多不同的需求，我们在产品布局方面做了很多工作，从产品的性能、容量，包括封装、可靠性、功耗等各方面都有不同的产品系列去应对不同的需求。
近年来，随着物联网、可穿戴、健康监护、网通等应用的快速发展，需要在精致小巧的产品形态中提供丰富的功能，同时具有极低功耗，以保障产品的长时间工作。而SPI NOR Flash作为这些设备中重要的代码存储单元，需提供更小、更薄、更轻的产品选择来满足这些不断变化的应用需求。
此前率先推出超小尺寸3mm×3mm×0.4mm FO-USON8封装的128Mb SPI NOR Flash，也是针对新的应用领域对业界小型化和高集成度的要求而做的一个新封装形式，并且基于此封装技术落地的首款产品GD25LE128EXH所具备的低功耗特性也使其适用于任何以电池供电的产品设计中。
陈晖在采访中指出，未来随着智能设备的不断升级，兆易创新预见大容量、小尺寸、低功耗的SPI NOR Flash产品的需求将持续增长。针对这一趋势，公司正在规划通过先进封装和存储技术开发其它容量、更小尺寸的存储产品，为客户提供更多样化的选择。
此外，兆易创新存储产品在汽车领域也早有布局。
众所周知，汽车芯片对其设计和可靠性有着极高的要求，其从规划到量产至少要三年以上的时间，整个投资的周期更长，技术要求更高。
首先，汽车电子需要通过包括AEC-Q100、IATF16949、ISO26262等在内的车规认证；其次，芯片在出厂前必须通过各项严苛的可靠性测试；此外，芯片产品的长期供货承诺、产品生命周期内的服务支持，以及产品规划的一致性等，这些都对车厂以及任何汽车电子供应链上的企业提出了严格的要求。同时，汽车芯片还要求供应商能够给芯片提供高质量的保证，这就需要严格的管理流程，及时倾听市场和客户反馈，并严格规范把控产品质量。
对此，从研发到生产，兆易创新采用零缺陷（Zero Defect）质量管控理念对所有项目实施完整的管理及紧密的关注，追踪和保障产品整个生命周期的可靠性。
作为一家从消费电子起步的芯片厂商，兆易创新从2015年开始就重点布局汽车市场，近几年通过不断加大研发投入，积极的开拓市场，提供了丰富的、高质量的车规级闪存，获得合作伙伴和主流车厂的认可。
据陈晖介绍，兆易创新车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash已广泛运用在如智能座舱、智能驾驶、智能网联、新能源电动车大小三电系统等，并且全球累计出货量已超过1亿颗。这个出货量也验证了兆易创新产品的高质量，以及服务汽车客户和Tier1 OEM的能力。
在展会现场，兆易创新展示了多个基于车规级存储GD25 SPI NOR Flash的解决方案，包括毫米波雷达、智能座舱、智能驾驶等，以满足汽车行业日益增长的定制化开发与技术服务需求。
兆易创新一站式解决方案
此外，兆易创新还在活动现场展示了在工业区域、物联网、消费领域的诸多产品和方案布局，让行业伙伴和观众对兆易创新的产品线和技术能力有了更进一步的了解。
在工业展示区展示了诸如数字电源、光伏储能、电机控制、冷链物流等多个细分领域的解决方案，为高效可靠的工业体系提供创新“生产力”；
在物联网展示区，则围绕GD32MCU、电源控制，以及指纹传感器，联合打造了多款组合型方案，在重点垂直市场形成合力，有效提升了产品市场竞争力；
在消费电子展示区，展示了包括移动、可穿戴、网通等近20余款智能互联方案，让用户近距离体验智慧互联生活的科技魅力。
综合来看，兆易创新因时而进，因势而新，在细分领域精耕细作，持续为汽车、工业、物联网、消费电子、移动、网络通信等行业客户提供完善的产品选择和一站式的解决方案。
写在最后
近年来，随着供需发生改变，芯片市场正在经历着前所未有的巨变，作为国产存储器和MCU龙头，兆易创新正在通过怎样的努力，来克服大环境带来的冲击？如何应对市场周期的波动？
对此，陈晖认为，作为一家全球性的Fabless公司，兆易创新从成立开始就做了很多功课，在半导体供应链上做了充分的准备。针对像2020年、2021年那样大的缺货状态，我们从原材料到生产厂商、封测厂等整个产业链环节都有足够的备份，以此保证了供应的稳定性。
金光一则围绕“多元化”进行了分享，指出要通过产品的多元化、市场的多元化、区域的多元化和供应链的多元化等多方面的“多元化”来为供应做保障。特别是在供应链的多元化方面，我们现在MCU是在中国和海外同步生产，包括晶圆厂和封装测试。目前我们MCU有7个晶圆厂、14个封测的后端工厂，这么多的生产资源就保障了非常充足的供货能力，不会轻易受到供需关系的影响，增强了供应韧性，也确保了我们长期发展的基础。
他指出，做通用产品一定要具备多元化的供应能力，才能够覆盖到更多的一些应用，兆易创新也是凭借这样的策略来穿越低迷的周期，并获得持续地成长。
责任编辑：sophie
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