全球首款！恩智浦推出5纳米汽车MCU

近期，恩智浦半导体（NXP Semiconductors N.V.，纳斯达克代码：NXPI）推出了全球首款5纳米汽车MCU，突破原有纳米工艺！

NXP正式推出了全球首款5纳米汽车MCU，NXP称其为S32N55 Vehicle Super-Integration Processor。它具备高级汽车MCU的典型特征，即具备一个高效率的强调实时性的运算核心和高安全内核，满足后ASIL-D级标准，支持包括CAN、LIN、FlexRay、车载以太网、CAN-FD、CAN-XL以及PCIe等网络接口，当然不再有eflash，只有SRAM。

5纳米的S32N55是S32N系列的首款产品，将来还有三款产品，这个系列应该至少都是5纳米制造工艺，不排除有3纳米制造工艺。图上可以看出S32N55主要面对底盘、车身和网关领域的应用。

MCU是一个市场集中度很高的领域，2023年全球MCU市场大约298亿美元，前五厂家市场占有率超过80%。

相对汽车SoC，汽车MCU的制造工艺是很落后的，大部分国产汽车MCU是90纳米，稍微高端的是65纳米，国外高端主流的汽车MCU是40纳米制造工艺，比如英飞凌的TC39X（由美国格罗方德代工），瑞萨的RH850，NXP的i.MX系列，40纳米工艺已经有10年历史了。

随着对MCU算力的增长，晶体管数量快速增加，汽车MCU的制造工艺在加速进化：

• 2019年2月瑞萨第一个推出28纳米制造工艺的汽车MCU，即RH850/U2A。
• 2023年4月瑞萨推出首款22纳米MCU，不过不是汽车领域。
• 2024年年初，英飞凌的TC49X系列也开始使用28纳米制造工艺，意法半导体则在CES2024上展出了28纳米汽车MCU样品。

最先进的还是NXP，NXP在2022年就推出了S32Z和S32E系列汽车MCU，采用了16纳米制造工艺，不过NXP称之为Safe and Secure High-Performance Real-Time Processors，本质上就是汽车MCU。

MCU在40纳米制造工艺徘徊近十年，最主要的因素还是受限于MCU内部的嵌入式闪存（eFlash）本身制程。

闪存的制造工艺扩展到40nm以下非常困难，不仅要考虑各种参数和成本，同时很难集成到非常复杂的高K金属栅极技术中。于是MCU大厂分别找eflash的替代方案：

• 瑞萨和NXP：都选择了STT-MRAM
• 意法半导体：选择了PCM（相变存储器）
• 英飞凌：选择了RRAM技术

这款5nm MCU S32N55内部包含4个实时运算单元，每单元一个4核心的Cortex-R52。R52典型制造工艺是16纳米，最高时钟频率大约1.6GHz，性能一般是2.72DMIPS/MHz，S32N55的R52频率是1.2GHz，算力就是16*1200*2.72=52KDMIPS。S32N55代表了软件定义汽车（SDV）时代MCU的设计。SDV时代，MCU的数量会减少30-60%，高集成高算力MCU是未来发展趋势。

关于NXP

恩智浦半导体公司（NXP Semiconductors）是一家全球领先的半导体公司，其致力于通过创新为人们更智慧、安全和可持续的生活保驾护航。作为全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商，恩智浦不断寻求在汽车、工业和物联网（IoT）、移动设备及通信基础设施市场的突破。恩智浦的总部位于荷兰埃因霍温，公司在中国也有很强的业务布局，在全球范围内拥有约3.4万名员工，遍布30多个国家，致力于提供安全、性价比高的容量解决方案。