一、行业变革催生「高端智控 MCU」新物种
在汽车智能化与新能源化浪潮的强势推动下，电子电气架构正加速转型，由传统分布式向 “中央计算+区域控制” 架构演变。这场深刻变革，一方面是优化线束布局、提升软件集成度，降本增效；另一方面，更是出于对复杂功能需求的迫切回应，尤其在动力系统高效控制、智能驾驶精准执行、整车安全防护等关键领域表现得尤为突出。
在此过程中，区域控制器（ZCU）作为新架构的关键枢纽，对其承担主控任务的微控制器（MCU）提出了极高要求 —— 必须具备高性能、高实时性与高安全性。显然，传统单一功能的基础控制 MCU 已无法满足整车系统效能升级的需求，行业急需MCU新物种，它要能处理复杂算法、支持多任务并发，同时兼具高集成度与全面安全防护能力，“高端智控 MCU” 应运而生。
从全球范围来看，英飞凌、瑞萨等半导体巨头纷纷加速在 “高端智控 MCU” 赛道的布局。而在中国，汽车市场的蓬勃发展以及对供应链安全自主可控的强烈诉求，促使本土芯片企业奋起直追，加快技术攻关与产品迭代步伐。
在本土车规芯片领域，芯驰科技凭借其智能车控核心产品 ——E3 系列 MCU，针对新一代电子电气架构进行技术创新与生态协同，为本土高端智控 MCU 的崛起树立了典范。
今年上海车展上，芯驰科技展示了其在高端智控领域的阶段性成果，包括旗舰智控 MCU 产品 E3650 的量产级解决方案和动力域控 MCU 新产品 E3620P，引发了行业的广泛关注。
二、高端智控MCU的技术要求与设计挑战
新一代汽车电子电气架构下，区域控制器和域控制器需要逐步实现跨域融合，将原本分散在多个ECU中的功能集成至单个控制器。这种高集成度对主控 MCU 的技术要求全面提升，尤其在处理能力、并行任务管理、通信效率和系统安全性方面。
1. 面向区域控制器应用
作为区域控制器主控 MCU，其设计需具备强大的处理核心、充足的存储以及高效的通信能力。以芯驰 E3650 为例，针对这些需求，其采用了 ARM Cortex R52+锁步多核架构，主频高达 600MHz，集成 16MB 嵌入式存储与超过 4MB 的大容量 SRAM，算力较同类产品提升 40%，存储容量扩大 30%，实现了算力与存储的跨代升级。这种性能提升并非简单堆砌硬件，而是针对区域控制器多任务并发场景的深度优化：
高算力强实时R52+多核+先进存储架构：新一代旗舰处理核心R52+，提供更高实时性、更强劲算力、更高功能安全特性。其超过4MB的SRAM通过先进的存储架构设计，极致优化多核任务部署，确保区域控制器中高实时性的任务（如底盘类信号处理）更低的响应延迟；
通信加速引擎：集成SSDPE专用通信引擎，实现16路CAN FD同时工作情况下仍零丢包传输，CPU负载大幅降低；
虚拟化支持：配套专为域控MCU场景设计的高实时Hypervisor软件，典型CPU占用预计＜1%，中断延迟达到微秒(us)级。随着区域控制器逐渐跨域融合不同安全等级、不同迭代频率的应用，功能越来越复杂，实时虚拟化可以高效解决多部门协同开发、多系统集成和业务隔离的问题；
集成创新：E3650 通过关键技术创新实现系统级降本与小型化突破。集成 350 + 可用 GPIO，减少 IO 扩展芯片数量，单芯片可替代传统方案中的 MCU + 大量 IO 扩展芯片；配套定制 ASIL D 级电源 PMIC；19×19mm 封装尺寸，小于同类竞品 40%，满足新能源汽车空间压缩需求；多路千兆以太网口，在特定网络拓扑下，可节省外围 Switch 交换芯片。
2、面向动力域控场景
动力域控是高端智控的又一典型应用。新能源汽车动力系统对MCU有着独特且严苛的需求，例如高压、高转速控制的实时性与精度，以及多动力源（如混合动力）的协同管理。芯驰E3家族新成员E3620P的配置充分体现了对动力域控场景的适配：
搭载6核R52+集群，主频高达500MHz，SRAM超过2MB，搭载GTM 4.1定时器模块、多路独立高精度DS ADC、内置高精度HRPWM等多种电驱/电源场景专用外设。同时，通过硬件旋变解码加速器、数学算法加速器、数字滤波器、SDL数据专用高速总线等创新设计，配套序列化产品解决方案，充分满足单电控、混动双电控、分布式电驱控制及多合一动力域等严苛场景对高算力、极致实时性、高精度控制的需求。
在安全层面，E3620P不仅满足ASIL-D功能安全等级和AEC-Q100 Grade 1车规可靠性标准，更集成专用信息安全引擎，支持含国密算法在内的多种信息安全加解密算法的硬件加速，信息安全防护超越Evita Full标准，构建硬件级双冗余保障。
目前，电驱龙头臻驱科技已率先在新一代产品中搭载E3620P，标志着国产MCU在动力域控领域实现进口替代突破，为新能源汽车核心部件自主可控提供了关键技术支撑。
3.面向ADAS与舱驾融合场景
面对智能驾驶辅助从L2+向L4升级的需求，芯驰科技E3系列以E3650与E3620B为核心，构建阶梯式高级智能驾驶辅助和舱驾一体平台的MCU解决方案。对比传统MCU，E3系列提供更强算力资源(600MHz主频)、更大存储容量(超过4MB SRAM)，更丰富的外设接口，支持更高精度的传感器数据预处理，可在MCU端部署更复杂的规控算法，实现更强的系统安全冗余。E3650和E3620B中集成的信息安全模块还可以节省板级的国密芯片，降低系统成本。
目前，芯驰E3系列MCU在智驾类场景应用(含激光雷达、前视一体机等)中出货近百万片，在多家主流车企规模化量产落地，持续领跑国内辅助驾驶应用场景的高性能车规MCU市场，其成功经验为国产芯片在智能驾驶辅助关键领域的国产化替代提供了重要示范。
三、生态协同，高端智控的“芯”底座
高端智控MCU的复杂性决定了其产业化落地必须依赖于强大的生态系统支撑。从完善的软件工具链到可靠的功能安全与信息安全服务，再到与整车厂、Tier1的深度协同，生态建设是高端智控芯片能否规模化应用的关键。
例如，面向集中式电子电气架构下“一个芯片整合多个ECU功能”的趋势，支持硬件虚拟化并配套相应Hypervisor软件显得尤为重要，它可以极大地提升多系统集成的效率，并解决跨域应用的安全隔离问题。同时，易用高效的开发工具链也能显著缩短车企的开发周期。
1. 工具链生态：从开发到量产的全程赋能
完善的工具链生态是加速芯片应用落地的基础。以芯驰科技E3为例，通过联合全球领先的嵌入式工具厂商，构建覆盖设计、调试、安全认证的全流程支持体系：
1）开发环境：与IAR、Green Hills、HighTec等行业伙伴合作，持续完善E3系列工具链生态，有效提升开发效率与软件质量，助力高性能、高安全性车规级MCU解决方案落地。
2）AUTOSAR：与Vector、ETAS、普华基础软件等完成AUTOSAR，为客户提供高性能的软硬结合解决方案，提升开发效率，助力车型快速量产。
3）虚拟化支持：提供专为域控场景和高性能MCU优化设计的高实时、高安全、低资源开销Hypervisor软件，可以有效助力跨域融合后的跨部门并行开发、多系统集成和业务隔离。
2. 全面安全防护体系
功能安全方面，芯驰科技与Vector合作完成了面向区域控制器（ZCU）应用场景设计的E3650开发板MICROSAR评估包开发，包括全面支持多核与内存保护的AUTOSAR SC3 multi-core OS、启动代码、MCAL集成以及带有完整通讯、诊断、存储等功能的样例工程。
同时，IAR Embedded Workbench for Arm已全面支持芯驰E3650，为其提供开发和调试一站式服务。
信息安全方面，芯驰与ETAS在2024年3月推出基于芯驰E3的HSM网络安全解决方案，如今合作范围进一步拓展到从基础软件、信息安全拓展至标定工具等领域。
今年4月上海国际车展期间，芯驰科技与伊世智能签署战略合作协议，联合推进本土首颗车规MCU在后量子密码（PQC）算法应用中的落地。双方以高性能车规MCU芯片E3650为基座，以伊世智能PQC硬件加速技术为护盾，共同构筑抵御量子攻击的本土解决方案。车展期间，芯驰还与博世半导体深化合作，聚焦IP集成创新、系统级解决方案和软件生态建设三大技术方向。其中包括通过ETAS的AutoSAR和HSM解决方案完善功能安全开发生态，全面覆盖芯驰SoC和MCU全系列产品。
3. 产业链协同，需求牵引+技术推动
在产业链协同方面，本土高端智控MCU正在加速布局，本届上海车展期间，芯驰集中发布了几项重大战略合作：
理想汽车：芯驰E3650是首个支持星环OS的本土车规MCU；
上汽通用五菱、臻驱科技：芯驰科技与上汽通用五菱、臻驱科技达成深度合作，基于芯驰最新发布的E3620P主控芯片产品家族共同打造行业领先的新能源汽车电驱解决方案，覆盖从纯电单电驱到混动双电驱的全场景应用。2024年，搭载芯驰E3430和E3640芯片的臻驱电控已在五菱星光、缤果家族等热门车型上实现规模化量产；
芯驰与德赛西威、华阳通用、光庭信息、斑马智行等多家产业链生态企业在区域控制、车身域控等领域开展战略协同，打造从底层系统到上层应用的垂直整合方案。
截至目前，芯驰已携手200多家生态伙伴，构建起包含底层操作系统、中间件平台、开发工具链及智能应用算法的完整技术栈，通过系统性技术整合降低智能车芯应用门槛，形成覆盖研发、测试、部署的全周期创新加速引擎，不断驱动着智能汽车产业创新生态的快速成熟。
四、国产高端智控MCU的崛起之路
1. 填补国产空白，挑战国际巨头
随着技术的不断进步和市场的快速发展，国产车规芯片正逐步突破国际巨头的技术壁垒，尤其在高端智控MCU领域展现出强劲势头。
笔者根据各厂商数据表及网络渠道整理了国内外同级高端智控 MCU 特性对比（见下表），特别是在主频、SRAM 容量、外设IO 数量、信息安全能力等区域/域控场景需求的关键指标上，芯驰 E3650 展现出了较高的竞争力。这说明在高端智控赛道的竞争中，国产产品已经具备了与国际巨头比肩甚至超越的技术实力，站到了同一起跑线上，共同支撑整车电子电气架构的升级变革。国产力量的崛起，不仅有助于提升汽车产业链的自主可控能力，也为整车企业提供了更多元、更具性价比的芯片选择。
2. 协同定义“场景化”芯片
高端智控MCU作为一个快速演进的领域，与客户进行深度协同并基于实际应用场景进行产品定义至关重要。这有助于确保芯片性能精准匹配目标场景，避免冗余设计，从而在满足功能需求的同时优化成本。
芯驰科技MCU产品线总经理张曦桐在接受记者采访时表示：“精准的产品定义，需要更深入的协同。在产品规划初期，我们就与客户（包括主机厂、Tier 1）和生态伙伴进行非常深入的协同，深刻理解其系统需求、下一代架构演进方向及具体应用场景，以确保产品的性能精准契合并匹配目标场景，满足场景性能升级需求的同时，避免冗余设计和资源浪费，通过提高对应用需求的契合度来降低成本。”
以E3650为例，对比大部分同档位产品，算力跃升近40%，存储容量扩大30%，可用外设和GPIO增多30%，低功耗性能提升50%，芯片面积缩小40%。同时，通过E3650更高的集成度，还可实现系统设计的大幅简化和BOM成本的降低。
结语：中国 “芯” 范式引领产业未来
国产力量在高端智控 MCU 领域的探索与实践，不仅体现在单点技术性能的提升，更在于围绕新一代电子电气架构，通过技术创新、生态协同和场景驱动的产品定义，为行业提供了新的解决方案。这有助于推动汽车产业链在关键环节的自主可控发展，并为智能汽车的加速普及奠定 “芯” 的基础。
未来，随着技术的持续迭代和产业链的不断完善，国产高端智控 MCU 必将在全球汽车智能化进程中发挥更为重要的作用，引领产业迈向新的高度。
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