本文來源于公眾號與非網eefocus，作者李堅

在全球技術的演進中，MCU已成為很多設備和系統的“大腦”。特別是在家電、移動終端、工業物聯網、新能源、邊緣AI技術及智能汽車的發展中，對MCU的需求呈現出了幾何式的增長。未來的技術發展趨勢明顯需要MCU提供更高的性能。

在過去幾年，國產MCU得益于半導體缺貨，順利在8位中低端市場擴展了市場份額，然而在競爭更加激烈的ARM cortex M3、M4市場，市場份額仍然偏小。基于對技術前瞻趨勢的把握，部分國產MCU制造商開始積極調整策略，嘗試在高性能MCU領域找到新的機會。某些國產MCU的產品性能甚至已經趕超國際品牌。

作為近年來嶄露頭角的國產MCU的代表企業，先楫半導體已經成功地在高性能MCU領域留下了自己的印記。這家致力于高性能嵌入式解決方案的半導體公司于2020年在上海成立。短短的幾年時間，它就在MCU、微處理器和相關芯片領域展現出了強大的研發能力。不僅如此，他們的核心團隊更是來自于全球知名的半導體公司，具備超過15年的研發經驗，這為其產品的高質量和創新提供了堅實的基石。

先楫半導體推出的HPM5300系列新品，特別針對高性能運動控制進行了優化。這次新品的發布代表了先楫半導體由高性能市場向主流MCU市場實現降維打擊。

HPM5300的產品特色？

過去，主控芯片主頻的不足曾是限制運控能力的主要瓶頸，但HPM5300徹底改變了這一局面。HPM5300系列主頻高達480MHz，不僅支持雙精度浮點運算，還帶有強大的DSP擴展，堪稱滿足大多數應用場景的完美解決方案。它擁有高速運算能力，提升了帶寬，從而實現了更快的指令響應時間。更為突出的是，HPM5300獨有的“位置傳感器系統”，與其強大的兼容性相結合，為運動控制賦予了全新的定義。

存儲方面，HPM5300是先楫半導體首款全系列內置1 MB Flash的產品，同時內置 288KB SRAM，極大地減少了依賴低速外部存儲器，從而避免了潛在的性能損失。為了提升整體系統精度，模擬部分融合了16bit ADC、12bit DAC及運放。同時，雙八通道的PWM模塊和PLB可編程邏輯單元的引入，使得HPM5300在邏輯保護和穩定性上均表現出色。卓越的通訊能力體現在豐富的接口配置上，包括4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C，以及內置HS PHY的USB OTG，使其在接口應用中展現出廣泛的靈活性。

HPM5300對于位置傳感器的支持極為出色，包括光電式、磁感應和旋轉變壓器，而且提供了靈活多樣的編碼器輸入輸出選項，確保了與增量和絕對編碼器的無縫對接。此外，它還兼容市面上主流的編碼器通訊協議，例如多摩川、BISS-C、ENDAT和HIPERFACE等。

HPM5300不僅僅是一個高性能的微控制器，同時展現出巨大的潛能和應用前景。相比其他市場上的產品，例如ST的X07等，擁有512K Flash的MCU已經顯得稍顯不足。HPM5300的1MB Flash為其帶來了巨大的優勢。此外，其16bit高精度ADC相較于其他仍在使用12bit ADC的產品，在提供更高精度和效率上占據了領先地位。

HPM5300特色亮點

HPM5300系列的亮點包括：高性能、高集成度、多樣化的封裝、獨特的傳感器系統、豐富的通訊接口，以及高效的模擬外設。先楫半導體針對 HPM5300 同步推出了完整的軟硬件開發工具，包括HPM5300 評估套件、HPM SDK、集成開發環境、IO 配置工具 HPM PINMUX Tool 和量產燒錄工具 HPM manufacture tools 等。

HPM5300如何賦能工業自動化、新能源、汽車電子三大應用領域？

根據2023年的市場報告，國內自動化市場的規模預計將突破2800億大關。與此同時，新能源市場也展現出強大的發展潛力。據預測，到2025年，全球的光伏新增裝機量將高達330GW，其年復合增長率更是高達94.12%，這一數據凸顯了新能源在未來能源結構中的重要地位。另一方面，智能汽車市場也呈現出蓬勃發展的態勢，預計在2025年，我國的市場規模將接近萬億元。工業自動化、新能源、汽車電子三大應用方向正是先楫半導體的發展重點。在這些應用領域，HPM5300 獨特的高性能、小封裝、運動控制功能都可以為先楫半導體搶占不少市場份額。

在工業自動化的應用中，尤其是編碼器和伺服驅動器，HPM5300支持靈活的編碼器輸入輸出，為工廠的自動化生產線提供更高效的解決方案。在新能源領域，微型逆變器正在成為新的熱門，HPM5300的小封裝、480MHz主頻的算力可以說是其中的佼佼者，能夠幫助客戶大大縮短產品上市的時間。

HPM5300系列產品能夠在-40—105℃ Ta的環境溫度下穩定工作，這為其在工業級和車規級的應用中提供了強有力的保障。對于車規級應用來說，HPM5300 的 4 個 CANFD、 16b ADC 也是非常適合汽車上的應用，滿足車身傳感器融合、組合導航、電機，車身控制等汽車智能化所需的 MCU市場需求。

技術的發展從未停息，AI技術的崛起更是給整個科技領域帶來了巨大的沖擊和變革。MCU 結合 AI，能帶來性能的提升或者功能的增加。比如采集電機的振動和電流信號并進行 AI 計算分析，可以實現電機健康狀態的判斷，決定是否需要進行維護，這就是電機的預維護功能。

先楫半導體已經看到了這種變化帶來的無限可能，所以選擇在 AI 方面持續投入。目前先楫的 SDK 里面已經開源了人臉識別、分類等典型的應用例程，也和 AI 方案公司配合為客戶提供行業的解決方案，如電弧信號的檢測、制造行業的缺陷檢測、電機預維護、掌紋辨識，人臉識別等。由于 AI 應用落地需要大量的數據樣本采集、標定、模型的優化等復雜過程，所以每個案例都需要根據需求進行特定的學習和優化，開發時間比較長，需要企業不間斷的進行資源投入。相信先楫半導體會抓住市場先機，攜手合作伙伴，在后續給大家帶來更多更高效的解決方案。

另一方面，開放源代碼的RISC-V指令集架構近年來也引起了廣泛的關注。大家可以看到，RISC-V 技術的發展是加速的，預計在未來的幾年內可以看到大廠會紛紛推出 RISC-V 產品。先楫認為，這種開放源碼的硬件架構將賦予產品更大的靈活性和定制性，這不僅有助于滿足客戶的差異化需求，還能確保全球范圍內的技術協同與共享。

但先楫絕不滿足于簡單地采用RISC-V，他們更注重如何創新。例如，公司在低功耗應用、AI處理和高性能計算領域都進行了基于RISC-V的芯片開發，目前，這些芯片都有出色的性能表現。

隨著技術不斷演進，我們可以預見，RISC-V可能會在未來挑戰、甚至取代現有的一些商業指令集架構（ISA）。這將為微處理器設計領域帶來前所未有的機遇，為此，開放性、靈活性和生態系統的建設將會變得尤為關鍵。

先楫半導體從成立第一天開始就注重生態的開發和用戶的使用體驗。在軟件開發工具、硬件開發工具及各種支持軟件上都做了很多的工作，極大地降低了客戶的開發難度。比如說先楫是第一家給客戶提供免費的 Segger 開發環境的公司，也是世界知名的 IAR 公司在高性能RISC-V 上支持的第 1 個品牌。先楫推出自己研制的各種開發工具，比如 pinmux tool, manufacturing tool, 可控模塊編程工具等， 目的也是為客戶開發基于先楫 MCU 的產品和方案提供便利。先楫支持 6 種以上的實時操作系統，提供非常豐富的軟件中間件和應用軟件庫（例如馬達、 逆變等）。同時， 先楫所有的資料庫都透明和開源，從規格書、硬件設計、應用指南到軟件例程都放在官網上供客戶下載。先楫半導體在公眾號、 論壇、 視頻號、 開發者活動及校園計劃等等一系列全方位的生態建設中發力， 也是為了讓更多的開發者了解和使用先楫高性能 MCU， 做到從量變到質變的積累。

總結：做更難的技術創新替代

在當今競爭激烈的半導體市場中，每一家公司都在尋找自己的特色和差異化點。先楫半導體早已明白這一點。他們沒有選擇競爭激烈的中低端市場，而是大膽地進入了難度更高的高性能市場，這樣的決策無疑體現了他們對市場的敏感度和前瞻性。但這樣的成功并不是一蹴而就的。它背后是公司長期的技術研發、對客戶需求的深入理解，以及對整個市場動態的準確把握。

先楫半導體MCU產品系列

先楫半導體創始人曾勁濤對與非網記者表示，盡管國產的MCU在不同領域的替代率已經非常高，但剩下的技術集中度高、難以替代的部分才是先楫半導體的發展方向。他表示，光靠低成本價格戰沒有未來，只有持續的技術創新，才能真正贏得客戶的信賴。

HPM5300系列的推出，是先楫半導體將高性能引入主流 MCU 應用市場的重要舉措，印證了先楫半導體對技術的把握和對市場的前瞻性。先楫半導體希望通過持續的產品創新，賦能客戶在運動控制領域的開發能力，從而占領更大的市場份額。我們有理由相信，先楫半導體高性能MCU系列產品將繼續為整個行業帶來更多的創新和變革。