對(duì)于這款產(chǎn)品,筆者的定義是:使用門(mén)檻低,但性能表現(xiàn)絕不低。
這是一顆非凡的產(chǎn)品,對(duì)于納芯微而言也具有特殊意義。納芯微MCU市場(chǎng)總監(jiān)宋昆鵬表示:“實(shí)時(shí)控制MCU的核心需求是‘實(shí)時(shí)性’,即便低端場(chǎng)景也需要高算力支撐。我們判斷,Arm Cortex-M7內(nèi)核是當(dāng)前打造實(shí)時(shí)控制MCU的最優(yōu)解。‘M7平權(quán)’的核心,是讓原本只能選擇Arm Cortex-M4/M33的終端場(chǎng)景,也能以高性?xún)r(jià)比獲得Arm Cortex-M7內(nèi)核的性能,實(shí)現(xiàn)基于場(chǎng)景需求的差異化產(chǎn)品創(chuàng)新。NS800RT113x所覆蓋的場(chǎng)景,恰好處于通用MCU與實(shí)時(shí)控制MCU的交界地帶,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制MCU應(yīng)用場(chǎng)景的全面拓寬?!?br />
在MCU行業(yè),實(shí)時(shí)控制賽道長(zhǎng)期被國(guó)際大廠壟斷,不少業(yè)者也將實(shí)時(shí)控制MCU定義為產(chǎn)業(yè)里“最難啃的骨頭”。而納芯微卻通過(guò)獨(dú)特的“中端切入—高端拓展—高性?xún)r(jià)比覆蓋”三步走策略,成功打破行業(yè)壁壘,成為國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)控制MCU的領(lǐng)軍者。
差異化布局:從中端破局,而非“高舉高打”
傳統(tǒng)認(rèn)知里,芯片廠商一般有兩大發(fā)展路徑:其一是先樹(shù)立高端定位,再向中低端延伸;其二是從低端入局,再向高性能迭代。而納芯微選擇以中端性能產(chǎn)品為起點(diǎn),再向高端和高性?xún)r(jià)比市場(chǎng)延伸,進(jìn)而形成全品類(lèi)覆蓋。對(duì)此,宋昆鵬解釋道:“實(shí)時(shí)控制MCU的應(yīng)用場(chǎng)景非常聚焦,核心場(chǎng)景就是數(shù)字電源和電機(jī)控制兩大領(lǐng)域。從高、中、低端產(chǎn)品的市場(chǎng)分析來(lái)看,中端產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景最廣,且客戶(hù)準(zhǔn)入門(mén)檻遠(yuǎn)低于高端產(chǎn)品,納芯微實(shí)時(shí)控制MCU正是基于客戶(hù)應(yīng)用場(chǎng)景需求來(lái)規(guī)劃的。”
依照這一戰(zhàn)略規(guī)劃,2024年11月,納芯微推出NS800RT系列實(shí)時(shí)控制MCU,首發(fā)型號(hào)包括NS800RT5039、NS800RT5049和NS800RT3025,分別采用主頻260MHz和200MHz的Arm Cortex-M7單核內(nèi)核,其性能在客戶(hù)與行業(yè)認(rèn)知中屬于中端實(shí)時(shí)控制MCU,適配基于SiC和GaN功率器件打造的數(shù)字電源和電機(jī)控制系統(tǒng)。
通過(guò)中端產(chǎn)品完成破局后,納芯微在實(shí)時(shí)控制MCU市場(chǎng)與客戶(hù)間建立起信任基礎(chǔ),隨即推出高端產(chǎn)品,進(jìn)一步展現(xiàn)技術(shù)實(shí)力。宋昆鵬指出:“高端實(shí)時(shí)控制MCU市場(chǎng)的客戶(hù)對(duì)‘高舉高打’的推廣模式并不感冒,除產(chǎn)品性能外,更看重能否建立長(zhǎng)期合作關(guān)系、供應(yīng)鏈安全是否有保障,以及企業(yè)戰(zhàn)略是否能長(zhǎng)期契合。在客戶(hù)的系統(tǒng)中,高端實(shí)時(shí)控制MCU成本占比不高,但卻是關(guān)鍵芯片,產(chǎn)品替換會(huì)格外謹(jǐn)慎?!?br />
2025年8月28日——距納芯微中端實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品向客戶(hù)送樣(2024年9月開(kāi)始送樣)約一年后,該公司宣布推出高端算力實(shí)時(shí)控制MCU——NS800RT7P65S/D系列MCU/DSP。該系列采用單/雙Arm Cortex-M7內(nèi)核,主頻達(dá)400MHz,每個(gè)內(nèi)核配備自研eMath加速核,支持?jǐn)?shù)學(xué)函數(shù)、FFT及矩陣運(yùn)算加速,大幅提升實(shí)時(shí)運(yùn)算效率。
此后不久,高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品NS800RT113x面世。該系列與中高端系列采用相同的核心和信號(hào)鏈架構(gòu),搭配80K TCM(0等待內(nèi)存)、12bit同步采樣ADC(支持XX MSPS采樣率)、mMath數(shù)學(xué)加速核和HRPWM(支持死區(qū)補(bǔ)償)。因此,NS800RT113x性能參數(shù)與中端產(chǎn)品保持一致,僅在EtherCAT接口等部分非核心外設(shè)上做了精簡(jiǎn),確保實(shí)時(shí)信號(hào)鏈的響應(yīng)速度不受影響。為證明這一點(diǎn),納芯微會(huì)向客戶(hù)提供“信號(hào)鏈延遲測(cè)試報(bào)告”,包含NS800RT113x與TI C2000在相同場(chǎng)景下的性能對(duì)比,涵蓋電流環(huán)響應(yīng)時(shí)間、ADC采樣延遲、PWM輸出延遲等關(guān)鍵指標(biāo),用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)佐證性能。
同時(shí),NS800RT113x遵循納芯微統(tǒng)一的質(zhì)量體系——從芯片設(shè)計(jì)、流片到測(cè)試均滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。納芯微會(huì)向客戶(hù)提供完整的品質(zhì)認(rèn)證報(bào)告,確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性。這些舉措表明,納芯微并非通過(guò)“降性能”控制成本,而是通過(guò)“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”和“供應(yīng)鏈協(xié)同”,在保證實(shí)時(shí)控制核心性能的前提下實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。
NS800RT113x的發(fā)布,標(biāo)志著納芯微完成了實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品高、中、低端的全面布局。盡管整個(gè)產(chǎn)品矩陣均基于Arm Cortex-M7內(nèi)核,但宋昆鵬表示,三個(gè)系列產(chǎn)品的性能邊界十分清晰,主要通過(guò)“算力、存儲(chǔ)、外設(shè)”三個(gè)維度區(qū)分:
·算力:高端產(chǎn)品(RT7系列)雙核主頻400MHz,支持eMath核(完整數(shù)學(xué)運(yùn)算加速);中端產(chǎn)品(RT5和3系列)主頻300MHz,支持eMath核;高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品(RT1系列)主頻200MHz,支持mMath核(精簡(jiǎn)版數(shù)學(xué)加速,僅保留核心運(yùn)算);
·存儲(chǔ):高端產(chǎn)品搭配2*256K TCM + 1MB eFlash,中端產(chǎn)品128K TCM + 512KB eFlash,高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品80K TCM + 256KB eFlash;
·外設(shè):高端產(chǎn)品支持EtherCAT(后續(xù)推出)、CAN-FD等工業(yè)總線(xiàn)及更多ADC/PWM通道;中端產(chǎn)品支持CAN-FD,精簡(jiǎn)工業(yè)總線(xiàn);高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品僅保留SPI、UART等基礎(chǔ)接口,滿(mǎn)足中小功率場(chǎng)景需求。
加速創(chuàng)新:高效率實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景覆蓋
從市場(chǎng)布局來(lái)看,納芯微實(shí)時(shí)控制MCU采取“以重點(diǎn)客戶(hù)為引領(lǐng),逐步拓展更廣泛市場(chǎng)”的策略。出于地緣政治和終端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的考量,大客戶(hù)選擇實(shí)時(shí)控制MCU時(shí)的核心訴求有兩點(diǎn):一是供應(yīng)鏈安全;二是從芯片層面共同定義能構(gòu)筑差異化競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。在產(chǎn)品供應(yīng)方面,宋昆鵬給出了兩個(gè)納芯微獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)定位:國(guó)內(nèi)唯一一家推出全系列C2000系列PIN-to-PIN兼容產(chǎn)品的上市公司;國(guó)內(nèi)唯一一家推出全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈實(shí)時(shí)控制MCU的上市公司。同時(shí),納芯微選擇Arm Cortex-M7內(nèi)核,除性能考量外,還因其成熟度、生態(tài)完善度(如開(kāi)發(fā)工具、編譯器支持)及性能表現(xiàn)更符合需求,可確保實(shí)時(shí)控制MCU穩(wěn)定供應(yīng),解決客戶(hù)核心痛點(diǎn)。依托全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈,納芯微與本土晶圓廠、封測(cè)廠建立長(zhǎng)期合作,提升產(chǎn)能利用率和良率,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
在差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)方面,實(shí)時(shí)控制MCU的性能并非由單一參數(shù)決定,核心競(jìng)爭(zhēng)力在于對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的深度理解及整個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)鏈的響應(yīng)速度。這條鏈路涵蓋信號(hào)采集、中斷響應(yīng)、CPU計(jì)算、外設(shè)控制等多個(gè)環(huán)節(jié),任一環(huán)節(jié)優(yōu)化不足都會(huì)影響整體性能。宋昆鵬強(qiáng)調(diào),納芯微在MCU控制環(huán)路的實(shí)時(shí)信號(hào)鏈路的完整性?xún)?yōu)化上投入大量精力,這是公司與友商的核心差異之一。
例如,為提升Arm Cortex-M7內(nèi)核在高主頻下的運(yùn)算效率,納芯微自主研發(fā)eMath數(shù)學(xué)加速核和mMath數(shù)學(xué)加速核——eMath支持完整的三角函數(shù)、反三角函數(shù)、FFT運(yùn)算(512點(diǎn));mMath則精簡(jiǎn)部分不常用算法(如高階指數(shù)函數(shù)),僅保留電機(jī)控制、電源變換必需的運(yùn)算。同時(shí),納芯微實(shí)時(shí)控制MCU還集成FFT等運(yùn)算加速功能,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制場(chǎng)景核心需求。
更重要的是,這些性能優(yōu)化與終端需求緊密掛鉤,圍繞“從需求出發(fā)定義產(chǎn)品”的核心理念。以通用變頻器、白色家電、微型太陽(yáng)能逆變器等場(chǎng)景為例,這些場(chǎng)景功率段較低,但對(duì)實(shí)時(shí)控制的要求并未降低,需要快速的電流環(huán)控制、高精度的PWM輸出。為此,納芯微針對(duì)性定義產(chǎn)品性能:采用200MHz主頻的Arm Cortex-M7內(nèi)核,搭配80K TCM(0等待內(nèi)存),確保CPU運(yùn)算和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)無(wú)延遲,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制需求;集成mMath數(shù)學(xué)加速核,支持三角函數(shù)、FFT等運(yùn)算,提升電機(jī)控制、電源變換中的算法效率;搭載12bit ADC(支持同步采樣,采樣率達(dá)XX MSPS)、HRPWM(高精度PWM,支持死區(qū)補(bǔ)償),滿(mǎn)足信號(hào)采集和功率器件控制的精度要求。通過(guò)這些針對(duì)性?xún)?yōu)化,客戶(hù)無(wú)需額外成本即可從200MHz主頻的Arm Cortex-M4內(nèi)核產(chǎn)品切換至Arm Cortex-M7內(nèi)核產(chǎn)品。
此外,圍繞實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品,納芯微從三個(gè)維度打造完備的產(chǎn)品生態(tài):
·開(kāi)發(fā)工具:Arm內(nèi)核本身生態(tài)成熟,擁有Keil MDK、IAR等商業(yè)化開(kāi)發(fā)工具,與主流仿真器、評(píng)估板直接兼容。同時(shí),納芯微自研基于開(kāi)源GCC和Eclipse架構(gòu)的NovoStudio開(kāi)發(fā)環(huán)境,目前已有客戶(hù)投入使用,作為商業(yè)化工具的補(bǔ)充,滿(mǎn)足不同客戶(hù)需求。
·應(yīng)用方案:納芯微已聯(lián)合合作伙伴開(kāi)發(fā)可量產(chǎn)的Turn Key方案,并完成驗(yàn)證,縮短客戶(hù)產(chǎn)品上市周期。
·軟件與文檔支持:納芯微的軟件庫(kù)(如算法庫(kù)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫(kù))已逐步完善,同時(shí)積累大量應(yīng)用筆記、移植指南、軟硬件Checklist,后續(xù)還將持續(xù)深化相關(guān)內(nèi)容,降低客戶(hù)開(kāi)發(fā)門(mén)檻。
借助覆蓋全場(chǎng)景的產(chǎn)品矩陣和較為完備的生態(tài)支持,納芯微實(shí)時(shí)控制MCU在商用落地上成效顯著。截至目前,納芯微實(shí)時(shí)控制MCU已實(shí)現(xiàn)目標(biāo)場(chǎng)景全覆蓋,包括風(fēng)光儲(chǔ)能逆變器(客戶(hù)數(shù)量最多的領(lǐng)域)、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、汽車(chē)OBC(車(chē)載充電機(jī))與DCDC(直流變換器)、工業(yè)及服務(wù)器電源、白色家電、汽車(chē)熱管理(主要覆蓋空調(diào)壓縮機(jī))、充電樁及電池化成等場(chǎng)景,均已實(shí)現(xiàn)突破。目前已有首批頭部客戶(hù)進(jìn)入批量供貨階段,預(yù)計(jì)四季度將有更多客戶(hù)實(shí)現(xiàn)批量量產(chǎn)。
長(zhǎng)坡厚雪:納芯微實(shí)時(shí)控制MCU的“長(zhǎng)期主義”
隨著產(chǎn)品陣容逐步完善、客戶(hù)應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富,若從送樣時(shí)間計(jì)算,納芯微實(shí)時(shí)控制MCU僅用一年多時(shí)間就在國(guó)產(chǎn)替代路線(xiàn)上積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。但宋昆鵬認(rèn)為,面對(duì)深耕該領(lǐng)域多年的國(guó)際大廠及實(shí)時(shí)控制MCU的產(chǎn)品屬性,這注定是一條“長(zhǎng)坡厚雪”的賽道。后續(xù),納芯微將進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)品性能,并積極開(kāi)拓新應(yīng)用場(chǎng)景。例如,在產(chǎn)品規(guī)劃方面,納芯微已制定至2029年的實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品規(guī)劃,足見(jiàn)其對(duì)該業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期投入決心。納芯微計(jì)劃于2026年推出集成AI算力的實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品,核心方向?yàn)椤斑吘堿I+實(shí)時(shí)控制”。硬件層面,相關(guān)產(chǎn)品將在現(xiàn)有Arm Cortex-M7內(nèi)核基礎(chǔ)上增加AI加速單元,提供滿(mǎn)足邊緣場(chǎng)景的AI算力(如支持XX TOPS的INT8運(yùn)算),并針對(duì)能源監(jiān)控、電機(jī)故障診斷等場(chǎng)景優(yōu)化算子;軟件層面,納芯微將配套推出AI工具鏈,支持模型訓(xùn)練、量化壓縮、部署調(diào)試,助力客戶(hù)快速將AI算法(如電弧檢測(cè)模型、MPPT優(yōu)化模型)集成到實(shí)時(shí)控制方案中;場(chǎng)景落地方面,納芯微目前已與部分客戶(hù)合作,針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)能的AI監(jiān)控、汽車(chē)電機(jī)的故障預(yù)測(cè)等場(chǎng)景開(kāi)發(fā)驗(yàn)證方案,確保產(chǎn)品推出后能快速落地。
宋昆鵬表示:“‘邊緣AI’向?qū)崟r(shí)控制場(chǎng)景下放的趨勢(shì)非常明顯,當(dāng)AI賦能傳統(tǒng)應(yīng)用后,整個(gè)場(chǎng)景的需求會(huì)發(fā)生根本性變化,相當(dāng)于誕生了新的應(yīng)用領(lǐng)域。比如在家電領(lǐng)域,邊緣AI的引入對(duì)處理器的算力、性能提出全新要求,與傳統(tǒng)家電的控制需求截然不同;再如機(jī)器人領(lǐng)域,核心仍是傳感器和電機(jī)控制,但新增了小型化、多電機(jī)協(xié)同控制、AI算法集成等需求,傳統(tǒng)專(zhuān)用芯片已難以滿(mǎn)足。這些場(chǎng)景的核心技術(shù)(如電機(jī)控制、電源管理)我們已掌握,需針對(duì)新需求進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新,這對(duì)我們而言是重要的增長(zhǎng)點(diǎn)?!?br />
結(jié)語(yǔ)
從打破國(guó)際大廠對(duì)實(shí)時(shí)控制MCU 賽道的長(zhǎng)期壟斷,到高中低端全品類(lèi)實(shí)時(shí)控制MCU覆蓋,納芯微通過(guò)"從需求出發(fā)定義產(chǎn)品"的理念,重新定義了國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)控制MCU的性能邊界與價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。尤其是NS800RT113x實(shí)時(shí)控制MCU的發(fā)布,更是將實(shí)時(shí)控制MCU以高性?xún)r(jià)比推向更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,其核心競(jìng)爭(zhēng)力,既源于對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的深度理解和實(shí)時(shí)信號(hào)鏈的極致優(yōu)化,也得益于 “精準(zhǔn)設(shè)計(jì) + 供應(yīng)鏈協(xié)同” 的成本控制邏輯,這種差異化創(chuàng)新為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新開(kāi)辟了新路徑。對(duì)于國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí) MCU 行業(yè)而言,納芯微的實(shí)踐為行業(yè)提供了 “以場(chǎng)景定義產(chǎn)品、以生態(tài)支撐落地、以長(zhǎng)期主義深耕賽道” 的發(fā)展范本。隨著"邊緣AI+實(shí)時(shí)控制"戰(zhàn)略的推進(jìn),納芯微正引領(lǐng)實(shí)時(shí)控制MCU應(yīng)用進(jìn)入智能化新時(shí)代,為風(fēng)光儲(chǔ)、新能源汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等關(guān)鍵領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的技術(shù)支撐,在鞏固現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)替代成果的同時(shí),開(kāi)拓全新增長(zhǎng)曲線(xiàn)。
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