對于這款產(chǎn)品,筆者的定義是:使用門檻低,但性能表現(xiàn)絕不低。
這是一顆非凡的產(chǎn)品,對于納芯微而言也具有特殊意義。納芯微MCU市場總監(jiān)宋昆鵬表示:“實時控制MCU的核心需求是‘實時性’,即便低端場景也需要高算力支撐。我們判斷,Arm Cortex-M7內(nèi)核是當(dāng)前打造實時控制MCU的最優(yōu)解?!甅7平權(quán)’的核心,是讓原本只能選擇Arm Cortex-M4/M33的終端場景,也能以高性價比獲得Arm Cortex-M7內(nèi)核的性能,實現(xiàn)基于場景需求的差異化產(chǎn)品創(chuàng)新。NS800RT113x所覆蓋的場景,恰好處于通用MCU與實時控制MCU的交界地帶,從而實現(xiàn)實時控制MCU應(yīng)用場景的全面拓寬。”
在MCU行業(yè),實時控制賽道長期被國際大廠壟斷,不少業(yè)者也將實時控制MCU定義為產(chǎn)業(yè)里“最難啃的骨頭”。而納芯微卻通過獨特的“中端切入—高端拓展—高性價比覆蓋”三步走策略,成功打破行業(yè)壁壘,成為國產(chǎn)實時控制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,再向高端和高性價比市場延伸,進(jìn)而形成全品類覆蓋。對此,宋昆鵬解釋道:“實時控制MCU的應(yīng)用場景非常聚焦,核心場景就是數(shù)字電源和電機(jī)控制兩大領(lǐng)域。從高、中、低端產(chǎn)品的市場分析來看,中端產(chǎn)品的應(yīng)用場景最廣,且客戶準(zhǔn)入門檻遠(yuǎn)低于高端產(chǎn)品,納芯微實時控制MCU正是基于客戶應(yīng)用場景需求來規(guī)劃的。”
依照這一戰(zhàn)略規(guī)劃,2024年11月,納芯微推出NS800RT系列實時控制MCU,首發(fā)型號包括NS800RT5039、NS800RT5049和NS800RT3025,分別采用主頻260MHz和200MHz的Arm Cortex-M7單核內(nèi)核,其性能在客戶與行業(yè)認(rèn)知中屬于中端實時控制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)。
通過中端產(chǎn)品完成破局后,納芯微在實時控制MCU市場與客戶間建立起信任基礎(chǔ),隨即推出高端產(chǎn)品,進(jìn)一步展現(xiàn)技術(shù)實力。宋昆鵬指出:“高端實時控制MCU市場的客戶對‘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)略是否能長期契合。在客戶的系統(tǒng)中,高端實時控制MCU成本占比不高,但卻是關(guān)鍵芯片,產(chǎn)品替換會格外謹(jǐn)慎?!?br />
2025年8月28日——距納芯微中端實時控制MCU產(chǎn)品向客戶送樣(2024年9月開始送樣)約一年后,該公司宣布推出高端算力實時控制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及矩陣運算加速,大幅提升實時運算效率。
此后不久,高性價比產(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,確保實時信號鏈的響應(yīng)速度不受影響。為證明這一點,納芯微會向客戶提供“信號鏈延遲測試報告”,包含NS800RT113x與TI C2000在相同場景下的性能對比,涵蓋電流環(huán)響應(yīng)時間、ADC采樣延遲、PWM輸出延遲等關(guān)鍵指標(biāo),用實測數(shù)據(jù)佐證性能。
同時,NS800RT113x遵循納芯微統(tǒng)一的質(zhì)量體系——從芯片設(shè)計、流片到測試均滿足工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。納芯微會向客戶提供完整的品質(zhì)認(rèn)證報告,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“降性能”控制成本,而是通過“精準(zhǔn)設(shè)計”和“供應(yīng)鏈協(xié)同”,在保證實時控制核心性能的前提下實現(xiàn)成本優(yōu)化。
NS800RT113x的發(fā)布,標(biāo)志著納芯微完成了實時控制MCU產(chǎn)品高、中、低端的全面布局。盡管整個產(chǎn)品矩陣均基于Arm Cortex-M7內(nèi)核,但宋昆鵬表示,三個系列產(chǎn)品的性能邊界十分清晰,主要通過“算力、存儲、外設(shè)”三個維度區(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)運算加速);中端產(chǎn)品(RT5和3系列)主頻300MHz,支持eMath核;高性價比產(chǎn)品(RT1系列)主頻200MHz,支持mMath核(精簡版數(shù)學(xué)加速,僅保留核心運算);
·存儲:高端產(chǎn)品搭配2*256K TCM + 1MB eFlash,中端產(chǎn)品128K TCM + 512KB eFlash,高性價比產(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)總線及更多ADC/PWM通道;中端產(chǎn)品支持CAN-FD,精簡工業(yè)總線;高性價比產(chǎn)品僅保留SPI、UART等基礎(chǔ)接口,滿足中小功率場景需求。
加速創(chuàng)新:高效率實現(xiàn)全場景覆蓋
從市場布局來看,納芯微實時控制MCU采取“以重點客戶為引領(lǐng),逐步拓展更廣泛市場”的策略。出于地緣政治和終端市場競爭的考量,大客戶選擇實時控制MCU時的核心訴求有兩點:一是供應(yīng)鏈安全;二是從芯片層面共同定義能構(gòu)筑差異化競爭力的產(chǎn)品。在產(chǎn)品供應(yīng)方面,宋昆鵬給出了兩個納芯微獨有的優(yōu)勢定位:國內(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;國內(nèi)唯一一家推出全國產(chǎn)供應(yīng)鏈實時控制MCU的上市公司。同時,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(如開發(fā)工具、編譯器支持)及性能表現(xiàn)更符合需求,可確保實時控制MCU穩(wěn)定供應(yīng),解決客戶核心痛點。依托全國產(chǎn)供應(yīng)鏈,納芯微與本土晶圓廠、封測廠建立長期合作,提升產(chǎn)能利用率和良率,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
在差異化競爭優(yōu)勢方面,實時控制MCU的性能并非由單一參數(shù)決定,核心競爭力在于對應(yīng)用場景的深度理解及整個實時信號鏈的響應(yīng)速度。這條鏈路涵蓋信號采集、中斷響應(yīng)、CPU計算、外設(shè)控制等多個環(huán)節(jié),任一環(huán)節(jié)優(yōu)化不足都會影響整體性能。宋昆鵬強(qiáng)調(diào),納芯微在MCU控制環(huán)路的實時信號鏈路的完整性優(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運算(512點);mMath則精簡部分不常用算法(如高階指數(shù)函數(shù)),僅保留電機(jī)控制、電源變換必需的運算。同時,納芯微實時控制MCU還集成FFT等運算加速功能,滿足實時控制場景核心需求。
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、微型太陽能逆變器等場景為例,這些場景功率段較低,但對實時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運算和數(shù)據(jù)讀寫無延遲,滿足實時控制需求;集成mMath數(shù)學(xué)加速核,支持三角函數(shù)、FFT等運算,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),滿足信號采集和功率器件控制的精度要求。通過這些針對性優(yōu)化,客戶無需額外成本即可從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,圍繞實時控制MCU產(chǎn)品,納芯微從三個維度打造完備的產(chǎn)品生態(tài):
·開發(fā)工具:Arm內(nèi)核本身生態(tài)成熟,擁有Keil MDK、IAR等商業(yè)化開發(fā)工具,與主流仿真器、評估板直接兼容。同時,納芯微自研基于開源GCC和Eclipse架構(gòu)的NovoStudio開發(fā)環(huán)境,目前已有客戶投入使用,作為商業(yè)化工具的補(bǔ)充,滿足不同客戶需求。
·應(yīng)用方案:納芯微已聯(lián)合合作伙伴開發(fā)可量產(chǎn)的Turn Key方案,并完成驗證,縮短客戶產(chǎn)品上市周期。
·軟件與文檔支持:納芯微的軟件庫(如算法庫、外設(shè)驅(qū)動庫)已逐步完善,同時積累大量應(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,降低客戶開發(fā)門檻。
借助覆蓋全場景的產(chǎn)品矩陣和較為完備的生態(tài)支持,納芯微實時控制MCU在商用落地上成效顯著。截至目前,納芯微實時控制MCU已實現(xiàn)目標(biāo)場景全覆蓋,包括風(fēng)光儲能逆變器(客戶數(shù)量最多的領(lǐng)域)、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動、汽車OBC(車載充電機(jī))與DCDC(直流變換器)、工業(yè)及服務(wù)器電源、白色家電、汽車熱管理(主要覆蓋空調(diào)壓縮機(jī))、充電樁及電池化成等場景,均已實現(xiàn)突破。目前已有首批頭部客戶進(jìn)入批量供貨階段,預(yù)計四季度將有更多客戶實現(xiàn)批量量產(chǎn)。
長坡厚雪:納芯微實時控制MCU的“長期主義”
隨著產(chǎn)品陣容逐步完善、客戶應(yīng)用場景不斷豐富,若從送樣時間計算,納芯微實時控制MCU僅用一年多時間就在國產(chǎn)替代路線上積累了豐富經(jīng)驗。但宋昆鵬認(rèn)為,面對深耕該領(lǐng)域多年的國際大廠及實時控制MCU的產(chǎn)品屬性,這注定是一條“長坡厚雪”的賽道。后續(xù),納芯微將進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)品性能,并積極開拓新應(yīng)用場景。例如,在產(chǎn)品規(guī)劃方面,納芯微已制定至2029年的實時控制MCU產(chǎn)品規(guī)劃,足見其對該業(yè)務(wù)的長期投入決心。納芯微計劃于2026年推出集成AI算力的實時控制MCU產(chǎn)品,核心方向為“邊緣AI+實時控制”。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,提供滿足邊緣場景的AI算力(如支持XX TOPS的INT8運算),并針對能源監(jiān)控、電機(jī)故障診斷等場景優(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,助力客戶快速將AI算法(如電弧檢測模型、MPPT優(yōu)化模型)集成到實時控制方案中;場景落地方面,納芯微目前已與部分客戶合作,針對風(fēng)光儲能的AI監(jiān)控、汽車電機(jī)的故障預(yù)測等場景開發(fā)驗證方案,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控制場景下放的趨勢非常明顯,當(dāng)AI賦能傳統(tǒng)應(yīng)用后,整個場景的需求會發(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)專用芯片已難以滿足。這些場景的核心技術(shù)(如電機(jī)控制、電源管理)我們已掌握,需針對新需求進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新,這對我們而言是重要的增長點?!?br />
結(jié)語
從打破國際大廠對實時控制MCU 賽道的長期壟斷,到高中低端全品類實時控制MCU覆蓋,納芯微通過"從需求出發(fā)定義產(chǎn)品"的理念,重新定義了國產(chǎn)實時控制MCU的性能邊界與價值標(biāo)準(zhǔn)。尤其是NS800RT113x實時控制MCU的發(fā)布,更是將實時控制MCU以高性價比推向更廣泛的應(yīng)用場景,其核心競爭力,既源于對應(yīng)用場景的深度理解和實時信號鏈的極致優(yōu)化,也得益于 “精準(zhǔn)設(shè)計 + 供應(yīng)鏈協(xié)同” 的成本控制邏輯,這種差異化創(chuàng)新為中國芯片產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新開辟了新路徑。對于國產(chǎn)實時 MCU 行業(yè)而言,納芯微的實踐為行業(yè)提供了 “以場景定義產(chǎn)品、以生態(tài)支撐落地、以長期主義深耕賽道” 的發(fā)展范本。隨著"邊緣AI+實時控制"戰(zhàn)略的推進(jìn),納芯微正引領(lǐng)實時控制MCU應(yīng)用進(jìn)入智能化新時代,為風(fēng)光儲、新能源汽車、工業(yè)自動化等關(guān)鍵領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的技術(shù)支撐,在鞏固現(xiàn)有國產(chǎn)替代成果的同時,開拓全新增長曲線。
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