打破壟斷！東風(fēng)車規(guī)級(jí)MCU芯片DF30推進(jìn)量產(chǎn)上車

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（來(lái)源：半導(dǎo)體芯情）

近日，由東風(fēng)汽車牽頭研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款高性能車規(guī)級(jí)MCU芯片——DF30，已在多款整車上完成驗(yàn)證，并順利通過(guò)漠河-43℃極寒環(huán)境下的冬季標(biāo)定試驗(yàn)，正穩(wěn)步推進(jìn)量產(chǎn)上車進(jìn)程。

據(jù)介紹，DF30芯片定位為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU（電子控制單元）的核心控制部件，基于開(kāi)源RISC-V多核架構(gòu)，采用國(guó)產(chǎn)40nm車規(guī)級(jí)工藝制造，功能安全等級(jí)達(dá)到行業(yè)最高ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成295項(xiàng)測(cè)試，涵蓋基礎(chǔ)性能、極限壓力及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

作為一款純國(guó)產(chǎn)的車規(guī)級(jí)芯片，DF30可適配國(guó)產(chǎn)自主操作系統(tǒng)，同時(shí)適用于燃油車和新能源車等多種核心應(yīng)用場(chǎng)景，綜合性能與同期國(guó)際同類產(chǎn)品相當(dāng)。東風(fēng)負(fù)責(zé)人表示，目前，DF30已搭載于東風(fēng)奕派007、猛士M817、東風(fēng)風(fēng)神皓瀚等車型進(jìn)行驗(yàn)證。

東風(fēng)風(fēng)神皓瀚等整車上進(jìn)行驗(yàn)證。這意味著不久后的東風(fēng)車，將擁有100%自主可控的“中國(guó)芯”。

據(jù)悉，ECU（電子控制單元）是發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟中樞”，能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)多路傳感器信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算并輸出控制指令，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。MCU（微控制單元）是ECU的“核心芯片”，相當(dāng)于“總指揮”的大腦，其計(jì)算速度和穩(wěn)定性能，是保障整車安全和正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

據(jù)資深芯片產(chǎn)業(yè)人士介紹，車規(guī)級(jí)芯片是芯片界的珠穆朗瑪峰。車規(guī)級(jí)芯片之所以制造困難，主要源于其極高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)苛的環(huán)境適應(yīng)性要求、漫長(zhǎng)的認(rèn)證周期和高可靠性需求，這些因素共同構(gòu)成了極高的行業(yè)壁壘。

核心難點(diǎn)包括：

1. 嚴(yán)苛的環(huán)境適應(yīng)性要求

工作溫度范圍：車規(guī)級(jí)芯片需適應(yīng)-40℃到150℃的極端溫度環(huán)境，而消費(fèi)級(jí)芯片通常只需在0℃-70℃的室內(nèi)舒適環(huán)境中工作。

復(fù)雜工作環(huán)境：必須承受高溫、低溫、振動(dòng)、電磁干擾等多種惡劣條件，汽車電子系統(tǒng)的工作環(huán)境比消費(fèi)類電子嚴(yán)苛得多。

2. 超高的可靠性標(biāo)準(zhǔn)

缺陷率要求：車規(guī)級(jí)芯片要求缺陷率低于百萬(wàn)分之一，而消費(fèi)級(jí)芯片允許500PPM（每百萬(wàn)件中允許500件故障）。

使用壽命：必須保證十年穩(wěn)定供應(yīng)，并承諾十五年內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

功能安全：需要通過(guò)AEC-Q系列、ISO26262等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，部分關(guān)鍵芯片還需達(dá)到ASIL-D最嚴(yán)苛的安全等級(jí)。

3. 漫長(zhǎng)的認(rèn)證周期

研發(fā)驗(yàn)證周期：從設(shè)計(jì)→測(cè)試→車廠驗(yàn)證→量產(chǎn)，通常需要3-5年，最長(zhǎng)可達(dá)5-7年，而消費(fèi)級(jí)芯片只需1-2年就能迭代。

測(cè)試流程：早期失效率測(cè)試就需要800多顆芯片，整體測(cè)試流程約半年，一個(gè)認(rèn)證順利情況下至少需一年，有問(wèn)題則需重新開(kāi)始。

生產(chǎn)限制：臺(tái)積電等代工廠對(duì)車規(guī)級(jí)芯片生產(chǎn)能力不一，不能隨意轉(zhuǎn)廠，且生產(chǎn)期間人員培訓(xùn)更嚴(yán)格，產(chǎn)能決定生產(chǎn)效率。

4. 高進(jìn)入門(mén)檻

技術(shù)壁壘：中國(guó)芯片企業(yè)難以通過(guò)自建工廠滿足車規(guī)要求，需交由臺(tái)積電等專業(yè)代工廠，但其產(chǎn)能有限。

客戶粘性強(qiáng)：汽車廠商選定芯片后，整個(gè)供應(yīng)鏈都要匹配，更換成本高、風(fēng)險(xiǎn)大，形成強(qiáng)粘性和穩(wěn)定現(xiàn)金流。

合規(guī)要求：除技術(shù)外，還需滿足車廠質(zhì)量體系認(rèn)證（IATF16949）。

對(duì)于車規(guī)這種汽車關(guān)鍵芯片長(zhǎng)期依賴外國(guó)進(jìn)口，一旦供應(yīng)鏈被卡，國(guó)產(chǎn)汽車可能“無(wú)芯可用”，DF30芯片的誕生正是對(duì)這一“卡脖子”難題的有力回應(yīng)。

面對(duì)產(chǎn)業(yè)核心痛點(diǎn)，東風(fēng)汽車以央企擔(dān)當(dāng)扛起自主創(chuàng)新大旗，牽頭組建湖北省車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，由東風(fēng)汽車研發(fā)總院智能電子電氣開(kāi)發(fā)中心帶隊(duì)攻堅(jiān)，從需求定義、技術(shù)攻關(guān)到產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同實(shí)現(xiàn)全鏈條主導(dǎo)，穩(wěn)步走出一條從0到1的國(guó)產(chǎn)高端車規(guī)芯片自主突圍之路。

據(jù)東風(fēng)汽車研發(fā)總院軟件工程研究中心總監(jiān)陳濤介紹，由中國(guó)整車廠基于自身的應(yīng)用場(chǎng)景理解，根據(jù)差異化和核心競(jìng)爭(zhēng)力需求定制的高端MCU芯片，打通了芯片開(kāi)發(fā)全流程，在國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片的開(kāi)發(fā)模式上實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新。

陳濤介紹，車規(guī)級(jí)芯片是指那些專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)和制造，滿足嚴(yán)苛的汽車行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的芯片，需在極端溫度范圍、高電壓、高濕等惡劣環(huán)境中保持可靠性、穩(wěn)定性。DF30芯片可廣泛應(yīng)用在動(dòng)力控制、車身底盤(pán)、電子信息、駕駛輔助等領(lǐng)域，填補(bǔ)了我國(guó)在高性能車規(guī)級(jí)芯片領(lǐng)域的空白。

一輛傳統(tǒng)燃油汽車需要搭載300~500顆芯片，隨著汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的推進(jìn)，目前，新能源汽車搭載的芯片數(shù)量約500~800顆，高智能化新能源汽車的芯片數(shù)量將超過(guò)1000顆。實(shí)現(xiàn)L5級(jí)自動(dòng)駕駛之后，汽車搭載的芯片很有可能達(dá)到1200顆以上。

工業(yè)和信息化部賽迪研究院集成電路研究所所長(zhǎng)周峰表示，隨著智能駕駛等級(jí)的不斷升級(jí)，汽車單車搭載的車規(guī)級(jí)芯片的數(shù)量和價(jià)值將持續(xù)增長(zhǎng)。車規(guī)級(jí)芯片需求的增長(zhǎng)也將全方位帶動(dòng)國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的快發(fā)發(fā)展。

車規(guī)級(jí)芯片作為汽車產(chǎn)業(yè)的核心部件，對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。作為央企和制造業(yè)“龍頭企業(yè)”，東風(fēng)汽車正積極推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研政合作，加快車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用的步伐。未來(lái)，東風(fēng)汽車將繼續(xù)加大研發(fā)投入，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，不斷提升車規(guī)級(jí)芯片的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化水平，實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)芯片的自主可控和廣泛應(yīng)用，為推動(dòng)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。