作为全球领先的国产半导体厂商,兆易创新成立于2005年,并于2016年8月上市。目前兆易创新的核心产品线为存储器(Flash、利基型DRAM)、32位通用型MCU、智能人机交互传感器、模拟产品及整体解决方案,覆盖应用市场包括了工业、汽车、计算、消费类电子、物联网、移动应用以及网络和电信行业。 在日前举行的2024年慕尼黑上海电子展上,兆易创新就亮相了80余款创新方案。同时在展会期间,兆易创新存储器事业部市场总监薛霆、兆易创新MCU事业部产品市场总监陈思伟接受了与非网记者的采访,分别介绍了存储(Flash、利基型DRAM)和MCU两大产品线在工业、数字能源、汽车电子、物联网和消费电子等应用领域的创新和布局。
展台全景
市占率全球第二,兆易创新存储市场布局在SPI NOR Flash产品上,兆易创新目前市占率排名全球第二,累计出货量超237亿颗,竞争对手主要有旺宏、华邦等企业。 兆易创新存储器事业部市场总监薛霆对与非网记者介绍,。兆易创新的SPI NOR Flash产品覆盖从512Kb到2Gb容量范围,支持1.8V、3V以及1.65V至3.6V的宽电压供电。为满足不同市场应用需求,公司提供了高性能、低功耗、高可靠性、小封装等多个产品系列。其中,GD25UF系列以其工作电压低至1.14V,显著降低了功耗,延长了设备电池寿命。 此外,兆易创新采用了WLCSP技术,使得芯片长宽尺寸最小可以做到1mm以内,厚度最薄仅0.25mm。兆易创新还推出了3x3x0.4mm的FO-USON8封装的128Mb GD25LE128EXH,比当前主流封装空间体积缩小了85%。 在四口SPI NOR Flash产品方面,GD25/55T和GD25/55LT系列提供高达200MB/s的数据吞吐量,而GD25/55X和GD25/55LX系列符合JEDEC xSPI标准,具有高达400MB/s的读取性能,适用于车载、物联网等需要快速读取大容量代码的应用。 在采访中,薛霆对与非网记者表示,AI技术对存储的云、管、端三个层级都产生重大影响。NOR Flash、NAND Flash及DRAM都会受益于AI在云端应用的增长,对存储容量、速度和带宽的需求也随之增加。在传输层面,光模块的需求大幅提升,带来对更高速率和复杂光电转换的需求,从而需要更多的DSP及小容量的Flash配合。端侧的AI应用,如摄像头和语音识别设备,也需要高速的SPI NOR Flash或DRAM来支持,从而推动新兴市场的发展。 此外,薛霆也谈到了NOR flash和NAND flash的应用领域。他表示,Flash不仅在手机、物联网、工业类、基站、安防和电视机等传统应用领域应用广泛,现在也逐步深入到了汽车电子领域,。此外,还有许多新兴的应用场景,例如,毫米波雷达最初是用于汽车上的,但现在在智能家居中也得到了应用。专注32位,兆易创新为何称为“MCU百货商店”?在MCU领域, GD32MCU已经发展成为32位通用MCU市场的核心之选,并以累计超过15.7亿颗的出货数量,超过2万家客户数量,51个系列600余款产品选择所提供的广阔应用覆盖率稳居中国本土首位。兆易创新也因其丰富的产品线,被业界誉为“MCU百货商店”。 兆易创新MCU事业部产品市场总监陈思伟对与非网记者表示,作为中国高性能通用微控制器领域的领跑者,GD32 MCU是中国最大的Arm MCU家族,涵盖了Arm®Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M23、Cortex®-M33、Cortex®-M7内核及RISC-V通用MCU产品系列,成为中国32位通用MCU市场的主流选择。兆易创新致力于打造“MCU百货商店”规划发展蓝图,以“产品+生态”的全方位服务向全球市场用户提供更加智能化的嵌入式开发和解决方案。 据介绍,兆易创新自2011年开始布局通用MCU,其策略就是专注于32位市场。陈思伟认为,32位MCU市场足够大,且增长稳定,虽然8位MCU市场仍有需求,但兆易创新通过低端32位MCU也能满足部分8位市场需求。他指出,现在很多低端32位MCU的价格已经能够接近8位MCU的价格,因此在满足低端市场需求的同时,能够提供更强的性能和更丰富的功能。 众所周知,MCU的生态建设非常重要。陈思伟表示,目前所有GD32 MCU型号在软件和硬件引脚封装方面都保持相互兼容,全面适用于各种高中低端嵌入式控制需求和升级,提供高性价比的解决方案。GD32 MCU产品已经通过长期市场检验,成为系统设计与项目开发的创新首选。兆易创新也是Arm®大学计划(University Program, AUP)中国首批合作伙伴、Arm® mbed™ IoT平台生态合作伙伴、RISC-V国际协会战略会员。针对物联网和消费电子的创新方案展台-IOT 消费
近年来,消费电子领域对低功耗、多功能集成、小尺寸芯片的需求不断增加,兆易创新推出的低功耗、小封装GD25 SPI NOR Flash及GD32L235系列低功耗MCU、GD32VW553系列无线MCU正好满足了这些需求,解锁了更多创新应用。 在本次慕尼黑展上,兆易创新展示了多个面向新兴消费电子市场的创新方案。其中基于GD32L235低功耗MCU的智能键盘方案备受关注。这款方案支持多种智能键盘功能,包括常用功能、截屏、语音助手唤醒和背光控制等,充分利用GD32L235的多种低功耗模式,实现了键盘更低的睡眠功耗。此外,该方案还支持手机唤醒功能和通过外扩键盘为连接手机充电功能,进一步增强了用户体验。
GD32L235 智能键盘方案
另一大亮点是基于RISC-V内核的GD32VW553无线双模MCU Matter无线连接方案。该方案采用GD32VW553双模无线MCU,支持高达4MB的Flash和320KB的SRAM,并兼容Wi-Fi 6和BLE 5.2标准,符合Matter Over Wi-Fi应用标准。它能够支持各种Matter设备的无缝互联,显著增强了智能家居系统的兼容性和互操作性,为用户带来了更加便捷的智能家居体验。 此外,兆易创新还展示了基于GD32E235的吸尘器电机控制方案。该方案采用120度无传感器方波驱动,实现高效电机控制,并通过频率注入法检测初始位置启动,确保了精准启动。它实现了转速和电流的双闭环控制,电机转速可达100000rpm(空载),在24V供电下额定功率为350W,能够实现定转速或恒功率运行,负载工作效率超过50%。
针对工业领域的应用方案展台-工业
作为国内首家做32位通用MCU的企业,兆易创新最早从消费类市场切入,逐工业市场已经成为兆易创新MCU营收的重要组成部分和基本盘。在工业领域,兆易创新推出的Arm® Cortex®-M7内核GD32H7系列MCU以其600MHz超高主频、卓越的处理能效、丰富的链接特性及多重安全机制,为工业4.0提供了强有力的支撑,助力智能制造和自动化的发展。 本次慕尼黑展上,兆易创新展示了EtherCAT伺服从站应用方案。在该方案中GD32H7系列MCU在EtherCAT伺服从站应用方案中作为主控,伺服驱动采用标准的CIA402协议,通过TwinCAT进行实时控制。方案支持轮廓位置模式(PP)、30种原点回归模式(HM)和循环同步位置模式(CSP)。此外,速度观测器实时进行速度观测,提高了速度的平滑性和响应速度,充分体现了GD32H7在高精度运动控制系统中的强劲性能、高实时性和高集成度优势。陈思伟详细介绍了这一方案:“在高精度运动控制系统中,GD32H7的强劲性能和高集成度使其成为理想的选择。我们在这个方案中展示了GD32H7如何通过标准协议实现实时控制,提升了速度的平滑性和响应速度。”
GD32H7-EtherCAT 伺服从站应用方案
对于EtherCAT在工业自动化中的应用,陈思伟透露,兆易创新正在积极规划并开发支持EtherCAT协议的MCU产品。他表示:“EtherCAT在伺服、变频器和PLC的从站应用中非常流行,是进入工业自动化头部客户的敲门砖。我们已经拿到倍福的IP授权,并开始开发支持EtherCAT的MCU产品。”陈思伟还提到,兆易创新在EtherCAT领域的优势在于其领先推出的Cortex-M7核高性能MCU产品。他解释说:“如果做工业自动化应用,未来整个算力和平台都会向M7迁移。我们是国内最早推出Cortex-M7的厂家,M7的产品已经量产,未来会集成EtherCAT,使我们的工业自动化方案更加完整。” 此外,兆易创新还展示了Profinet工业以太网解决方案。GD32H7系列MCU同样在Profinet工业以太网解决方案中展现了强大的能力。该方案采用基于Arm® Cortex®-M7内核的GD32H7系列MCU,主频高达600MHz,内置4MB Flash及1MB SRAM,支持更快的执行效率。此方案支持PROFINET、Profibus、CANopen、Modbus、EtherNet/IP、CC-Link IE Field Basic、DeviceNet等10种从站协议及协议转换,并提供Keil/IAR/GCC库,帮助用户快速进行二次开发。 “我们的Profinet工业以太网解决方案,展示了GD32H7在多协议支持和协议转换上的强大能力。用户只需简单的外围器件即可实现协议通信,成本更优。”陈思伟补充道。
GD32H7 Profinet 工业以太网解决方案
GD32H7系列MCU还支持LVGL/emWin/ThreadX RTOS GUI图形显示方案。该方案支持LCD显示、触摸控制、二维码、图片解码及文件浏览等功能演示。配合上位机模拟器,客户可以在PC端方便地进行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,该方案可以连接PLC、变频器、仪表等工业控制设备,使用户能够以更智能的方式进行交互。
GD32H7 ThreadX RTOS-LCD GUI 解决方案
兆易创新也在工业4.0的兴起和AI技术的发展催生了一些与AI相关的新需求,例如工业缺陷检测、可预测性维护、直流AI拉弧检测等。在谈及MCU在边缘AI的应用时,陈思伟表示,边缘AI技术已经非常成熟,MCU对于边缘AI来说是一个非常火热的执行单元。陈思伟强调,AI与MCU的结合已经在多个实际场景中落地应用,例如智能手表的数据处理和分类、工业线上的故障检测、缺陷检测以及现场可预测性维护等。未来,AI将在MCU积极布局和投入,以期在增量市场中受益。 兆易创新展示了AI直流拉弧检测方案基于GD32H7超高性能MCU的AI算法的直流拉弧检测方案。该方案在500K采样率下支持多达12路ADC通道的拉弧检测实时AI推理能力,使用深度卷积神经网络算法。其模型仅占用1.7KB的Flash空间,单次推理耗时不超过0.6毫秒,能够对直流拉弧现象即时响应。 这一方案提供数据采集工具和一键训练工具,确保在各种场景中均能准确识别电弧特征,减少漏报和误报的风险。此外,还集成了内存卡和基于GD32VW553的Wi-Fi模块,可自动上传数据至云平台,实现云端数据收集、云端训练和模型参数的OTA升级。 这款方案在硬件设计上,搭配有一颗16位外部ADC,支持8路外部ADC采集,以满足多种应用场景需求;并集成内存卡和基于GD32VW553的Wi-Fi模块,可自动上传数据至云平台;预留串口和CAN接口,方便应用扩展。更值得一提的是,该方案还支持云端数据收集、云端训练和模型参数的OTA升级,这意味着用户可以通过云平台持续优化和更新模型,以适应各种复杂多变的工作环境。
采用AI算法的直流拉弧检测方案
针对高算力和高精度控制在工业领域的趋势,陈思伟表示,兆易创新在这方面具有明显优势。他提到:“我们在客户基础上具备优势,尤其是在工业数字能源、工业自动化、变频、伺服、PLC、安防、医疗和智慧城市等领域,与头部客户保持密切合作关系。”这种广泛的客户基础为兆易创新提供了丰富的市场反馈和产品改进的方向。 在本次慕展中,兆易创新也展示了其在工业应用中的Flash和利基型DRAM产品。薛霆对与非网记者介绍道:“我们的Flash和利基型DRAM产品在数据存储和管理方面具有显著优势,不仅在性能上卓越,而且在功耗和耐用性方面也表现优异。在工业应用中,数据的可靠存储和快速访问是至关重要的。我们的存储产品能够在极端环境下保持稳定运行,确保数据的安全和完整。” 薛霆提到:“我们的存储产品在高温、高湿等严苛环境下表现出色,失效率远低于行业平均水平,这也是我们赢得客户信赖的重要原因之一。”他进一步解释说,工业领域对存储器的要求尤为苛刻,必须在恶劣的环境中保持稳定的性能和高可靠性。兆易创新通过不断的技术积累和市场调研,推出的存储产品不仅性能优越,还在产品寿命和耐用性方面具备显著优势。
针对数字能源的应用方案展台-工业数字能源
针对数字能源领域,兆易创新在展会上展出的无线能源监控通讯方案基于GD32F527高性能MCU和GD32VW553 RISC-V Wi-Fi 6 MCU。这一方案具有丰富的接口资源,包括以太网、RS485、USB、SDIO等,并支持外接大容量SDRAM和Flash。它不仅满足Wi-Fi和蓝牙双模通信方式,还支持安全可靠的OTA升级,适用于光伏逆变器、储能电池和光储一体机设备的数据通信和采集等广泛应用场景。
无限能源监控通讯方案
陈思伟表示:“这一方案能够对光储能源中电池等相关设备的实时工作状态进行采集处理和监控,确保能源管理的高效性和可靠性。”通过将GD32F527 MCU和具有2.4GHz Wi-Fi 6 + BLE 5.2通信功能的GD32VW553无线模组结合,该方案提供了以太网、RS485、USB、SDIO以及外挂大容量SDRAM、FLASH等丰富接口资源,可以满足Wi-Fi和蓝牙双模通信方式和支持OTA升级,可以适配如光伏逆变器、储能电池、光储一体机设备的数据通信和采集等广泛应用场景,实现对光储能源中电池等相关设备实时工作状态的采集处理和监控。 兆易创新还展出了了基于GD32E51x系列的500W PFC+LLC数字电源解决方案。该方案采用有桥PFC+半桥LLC拓扑,PFC部分使用GD32E230系列MCU,输入220V交流电,输出415V直流电压;LLC部分使用GD32E51x系列MCU,输入415V直流电压,输出24V直流电压,并采用SHRTIMER控制LLC MOS管的频率变化获取更高的控制精度。这款数字电源方案满载PF值大于0.99,输出纹波小于±1.5%,包含辅助电源的整机最大效率可达90.85%,能够广泛用于电机控制、设备供电和LED灯组供电等场景中。
GD32E51x 500w PFC+LLC 数字电源解决方案
针对汽车电子的应用方案展台-汽车电子
随着新能源电动汽车的蓬勃发展,汽车电子电气化程度不断加速。兆易创新此次展示了其车规级GD32 MCU和GD25/55 SPI NOR Flash系列产品,这些产品在车身控制、车用照明、智能座舱、智能驾驶、中央网关及电机电源等多种车用场景中提供了可靠的解决方案。 据介绍,兆易创新的全系列SPI NOR Flash产品均已通过AEC-Q100车规级认证。在NAND Flash产品方面,公司采用了38nm和24nm工艺,提供1Gb至8Gb的主流容量产品,支持1.8V和3V电压及传统并行和新型SPI两种接口形式,为需要大容量、高可靠性的嵌入式应用提供了完善的解决方案。目前,GD5F全系列SPI NAND Flash也已通过AEC-Q100车规级认证。 据了解,兆易创新的GD25/55系列SPI NOR Flash存储器,具有高速、大容量、高可靠性等特点,支持DTR和ECC功能。薛霆介绍,这些存储器已成功应用于芯驰、黑芝麻、联阳ITE等国内及海外主流平台,为智能座舱、智能驾驶、中央网关、车身控制等系统提供了可靠的代码及数据存储支持。
搭载GD25B512MF的联阳ITE9868 6.86 仪表
在智能座舱领域,芯驰X9方案搭载了GD25LX512ME车规级SPI NOR Flash,存储容量为512Mb,支持频率200MHz&DTR、166MHz&STR,支持QSPI、Octal SPI等模式。薛霆指出,该方案在360°环视系统和语音唤醒等典型工作场景中,利用芯驰内置的硬件加速单元实现了快速启动和快速唤醒功能。 在智能驾驶领域,黑芝麻A1000/A1000L方案采用了GD25LF256F系列车规级SPI NOR Flash,存储容量为256Mb,支持频率104MHz&DTR、166MHz&STR,支持QSPI、QPI等模式。薛霆强调,该方案可应用于行泊一体、高阶ADAS域控、车身域控、激光雷达等场景,提供了高效的数据处理和存储解决方案。
搭载GD25LF256F的黑芝麻A1000智能驾驶方案
除了车规存储方案,兆易创新也展示了基于GD32 MCU的多款汽车电子解决方案。陈思伟介绍,GD32A503车规级MCU和GD25 SPI NOR Flash的全国产化数字仪表方案支持H.264解码、双图层缓存、图像缩放和MIPI DSI/LVDS输出,展示了其在汽车仪表盘中的应用。 此外,GD32E230 MCU设计的多款充电桩方案提供了高性价比,展示了其在新能源汽车充电桩中的广泛应用前景。陈思伟还透露,兆易创新即将推出的GD32A7系列产品,将用于自适应矩阵大灯、车身控制和BMS等参考设计,进一步提升了汽车电子的智能化水平。
基于GD32E230设计3.5KW随车充
基于GD32A503和GD25B512ME的汽车仪表盘方案,支持H.264解码、双图层缓存、图像缩放和MIPI DSI/LVDS输出,展示了其在汽车仪表盘中的应用前景。此外,基于GD32A503的汽车直流无刷电机控制系统,采用了Arm® Cortex®-M33 内核的Arm v8架构设计,并通过了IATF16949质量标准和AEC-Q100车规产品可靠性标准,提供了高效的能量管理和控制解决方案。
搭载GD32A503+GD25B512ME的汽车仪表盘
兆易创新还展示了基于GD32A503车规级MCU设计的LED流水转向灯方案,通过LED灯依次点亮或者闪烁,形成流动的光带效果,不仅提升了车辆外观的时尚感和科技感,还提高了行车安全性。陈思伟指出,该方案能够实现复杂的时序逻辑和亮度控制,符合国家GB17509标准关于转向灯频率的要求。
兆易创新发力车规产品的优势和挑战?谈及兆易创新车规产品的应用优势,薛霆指出,首先是国产化和本地化的优势。随着中国在新能源车领域的话语权增强,国产车企希望带动整个国产化产业链的发展,这也成为兆易创新的优势之一。其次,兆易创新的NOR Flash车规产品覆盖面广泛,能够满足各种客户的需求。尽管车厂的项目周期较长,但兆易创新有足够的耐心与客户共同成长、成功。此外,车厂对信息安全和功能安全的需求不断增加,也对Flash产品提出了更高的规格要求。薛霆表示,兆易创新正积极探索并满足这些新要求,推出业内领先的车规Flash。 薛霆表示,兆易创新的车规Flash出货量已经远远超过1亿颗,且车规Flash、NOR Flash的市场需求依然呈现积极向上的态势。随着车载应用领域的不断拓展,国内外车厂纷纷加强与兆易创新的合作。例如,在最早的车载DVD、收音机应用中,Flash的使用量较少,而如今的虚拟仪表盘、新能源车、摄像头、毫米波雷达、激光雷达、ADAS(高级驾驶辅助系统)以及域控制器等应用,都对高性能、高速Flash存储提出了更高的要求。 从市场趋势来看,新能源汽车的发展对车规MCU提出了新的需求。新能源汽车的三电系统(电池、电能、电驱)催生了新的MCU需求,域控架构的转换也对MCU提出了更高的集中化需求。兆易创新将结合市场趋势和客户需求,定义未来的产品,集中在车身、ADAS、域控、BMS以及功能安全等级最高的安全和底盘等领域。 陈思伟表示,汽车MCU在整个通用MCU市场中占据35%以上的份额,是最大的市场蛋糕。汽车MCU的高门槛属性要求满足各种严格标准,如AEC-Q100的可靠性标准、ISO 26262的功能安全标准和IATF 16949的生产标准。因此,国产车规MCU厂商必须具备足够的技术实力和客户接受度。陈思伟表示,兆易创新长期坚持汽车MCU战略,早已成立了汽车产品部,集中资源提升在汽车MCU领域的能力。 陈思伟还谈到,兆易创新在车规MCU领域面临的主要挑战是客户接受度和技术实力的差距。欧美传统车规MCU巨头拥有丰富的经验和良好的客户基础,能够快速迭代产品。而国内新入局的MCU厂商在客户基础和技术实力上存在一定差距。然而,随着国产新能源车企的崛起,国产供应商有机会在市场中取得突破,但前提是必须具备满足客户需求的技术实力。 对于未来MCU市场的前景,陈思伟认为,虽然当前市场内卷严重,尤其是消费类市场,但兆易创新对未来市场的回暖持谨慎乐观态度。他指出,作为本土MCU原厂,不应过于在意当前市场的波动,而应集中精力在增量市场中打开局面。 最后,在陈思伟看来,工业和汽车市场的稳定性使得这些领域能够更好地抵御市场周期的波动。相比之下,消费类产品的市场需求变化较快,更新换代频繁,对供应链和市场策略的要求也更高。而工业和汽车领域的客户通常是一些规模较大的龙头公司,他们在选择供应商和合作伙伴时更加谨慎,倾向于长期稳定的合作关系。这使得兆易创新在这些领域的发展具有更强的抗风险能力。兆易创新已经投入大量资源,为工业和汽车市场规划产品和布局生态资源,以期在这些增量市场中获得更大的份额。