AMEYA360:以高品质MCU解读兆易创新的“软”实力

Release time:2023-08-14
author:AMEYA360
source:网络
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  微控制器(MCU)在生活中的应用非常广泛,各种家电设备、消费电子、工业和车载电子几乎都离不开MCU芯片。但工业级MCU与消费级MCU最大的区别是品质要求不同:前者对产品的稳定性、可靠性、一致性要求更高,需要更强的抗静电能力、更优的抗浪涌电压与浪涌电流能力、更宽的工作温度范围、以及更长的使用寿命。这也被兆易创新产品市场总监金光一视作“高品质MCU”所必须具备的“硬指标”。

AMEYA360:以高品质MCU解读兆易创新的“软”实力

  1、高品质MCU的四大标准

  兆易创新从2013年起步,10年间将GD32 MCU家族的规模扩充到41个系列、500余种产品型号,围绕Arm内核成功构建起了完整覆盖高中低端市场的通用MCU生态体系,持续夯实服务通用市场客户的能力和基础。金总介绍道,兆易创新正在持续收集并评估来自工业市场各种应用场景的需求,打造高品质高标准的MCU产品。

  ✔工作温度范围更宽

  一般而言,消费级MCU只要保证0℃至70℃能正常工作即可过关。但所有GD32 MCU产品均为工业级-40℃至85℃,并可扩展至105℃。车规级可承受工作温度范围为-40℃至125℃。且在此条件下芯片可以稳定工作10年至15年以上,以避免出现严重问题导致整个系统停机。

  ✔优异的静电防护(ESD)和高抗干扰性

  静电放电通常被认为是电子产品质量最大的潜在杀手。因此,静电防护自然也成为电子产品质量控制的一项重要内容,相关产品在静电防护设计上的差异体现了企业的定位与可靠性设计水平。

  ✔失效率更低

  高品质MCU主要应用于工控、家电、汽车领域,由于产品迭代周期长,对芯片质量要求很高。失效率通常要低于100ppm,远超普通消费级MCU标准。并融入功能安全设计理念,支持过流过压等功能性保护和加密纠错等安全功能。

  ✔出色的稳定性和一致性

  在严格的质量标准体系管理下,确保同一批次产品在出厂时具备同样的稳定性和一致性,以确保产品在任何复杂恶劣应用场景下都能够稳定工作。在开发、制造、储运、到客户端应用等阶段,兆易创新故障分析(FA)团队对所有的可能性缺陷进行根本原因分析,并将分析结果和改进举措贯穿到各流程中,进而提高产品质量和可靠性。

  而更具挑战的,则是在实际应用场景中,以上四种要求可能往往同时出现。这意味着,如果一家MCU厂商没有深厚的技术储备,缺乏应用场景验证经验,产品可靠性、安全性技术迭代方向也不清晰,将很难获得持续向前的发展动能。

  2、打造出色的原厂“软”实力

  对通用MCU行业来说,除了衡量是否具备可持续的新品拓展能力外,客户看重的另一面则是原厂的“软”实力,包括研发投入能力、品控能力(良品率、产品一致性、可靠性)、质量体系建设、产品生命周期内的售前售后服务支持、稳定供货保障能力等等。

  因此,虽然有了高品质产品的认定标准,但如何设计、制造并筛选出高品质MCU,成为摆在兆易创新面前一个最现实的问题。“高品质MCU产品的整套生产过程管理分为三个层面,对IC设计公司来说,起始阶段的设计和验证环节的品质管理最为关键。”金总介绍,通过优化设计、灵敏度分析、计算机仿真模拟等一系列方法,研发工程师会提前分析预判芯片可能出现的失效模式,并采用对应方案加以规避,走好良率提升的第一步。

  在工艺层面,通过与主流晶圆厂、封测企业合作,兆易创新具备了工艺先进性与生产可靠性的保障。考虑到工业设备或汽车对于元器件高可靠与低缺陷的要求,工业级/车规级MCU在出厂之前还需要专门针对严苛应用环境做针对性设计与筛查,如高精度时钟、自校准功能等。为此,兆易创新斥资搭建了通过CNAS (中国合格评定国家认可委员会)、 ILAC (国际实验室认可合作组织)认证的自主检测实验室,可从事包括高低温冲击、电气特性、失效分析、EMI抗干扰在内的一系列可靠性测试,可按国际标准开展7*24小时检测和校准服务。这是很多厂商所不能比拟的,也是兆易创新有能力服务全球客户的必备基础。

  自2008年以来,兆易创新已先后取得了国际标准化组织(ISO)质量管理体系(ISO 9001)和环境管理体系(ISO 14001)认证。在汽车质量管理体系领域,遵循IATF 16949标准,功能安全管理体系也已经取得了德国莱茵TÜV集团颁发的ISO 26262 ASIL D标准认证,满足汽车应用领域的严苛要求。公司还获得了邓白氏DUNS认证。

  得益于此,兆易创新近年来已经在欧洲、美国、新加坡、日本、韩国等多地设立了分支机构,相关的产品规划、量产规模、质量体系、交付效率、技术支持、服务配套等国际化服务能力均得到了大幅增强,国际知名客户在公司的需求占比逐年提升。

  同时,考虑到半导体产业是一个周期性很强的产业,为了确保稳定的供应,兆易创新还实施了多产线资源的供应链战略。无论是前端的晶圆厂还是后端的封测厂,都可以国内/海外多元化同步生产,以确保产能的最大化和弹性化。

  近年来,随着市场竞争的加剧和供货周期的起伏,行业中存在着使用未经三温测试、失效分析等可靠性验证的芯片产品以次充好的乱象。这些不良芯片在功能测试阶段不一定能查出异样,直到客户正式量产上机后才会发现问题,这可能会导致严重的品控风险,甚至是召回损失。兆易创新以严格的质量管理承诺,向市场提供可信赖的高品质MCU产品,服务于越来越多的全球品牌客户,并达成战略合作意向,持续提升市场份额。

  3、高品质MCU的应用之路

  新能源、数据中心、家电、工业、LED照明、数字电源、编码器、电机驱动、汽车……高品质宽温MCU的应用领域远比我们想象中的丰富。虽然这些产品的成本可能会更高,但如果没有它们的保障,严酷环境产生的任何一个微小故障都会导致灾难性事故。

  工业

  随着低碳发展战略成为国家战略,以风电、光伏、水电、新型储能技术为代表的新能源电力体系正快速上升为我国能源结构主体。数据表明,风电、光伏行业要完成2030年总装机容量12亿千瓦的目标,未来十年还需至少实现7.2亿千瓦的增长。中国光伏行业协会预测,“十四五”期间,国内年均光伏新增装机规模一般预计是7000万千瓦,乐观预计是9000万千瓦。

  与风能、光伏发电同步倍增发展的另一个行业将是储能系统(ESS)。数据显示,在接下来的二十年里,全球对新储能的投资预计将猛增6200亿美元,2020年-2025年,储能市场将以24%的复合年增长率(CAGR)增长,住宅市场将占储能市场的最大份额。

  作为光伏逆变器和储能变流器中不可或缺的关键部件,目前,GD32 MCU已广泛应用于包括逆变控制、数据监控、通讯传输、人机交互(HMI)、拉弧检测快速关断、效能优化、BMS监测保护、光伏配件等多个领域。考虑到其特殊的户外应用场景对MCU产品的宽温、可靠性、耐受性提出了严苛的要求,兆易创新MCU的份额提升也反映了市场用户的认可。

  家电

  MCU在家电中的应用包括冰箱、空调、洗衣机、厨房电器等。MCU可以控制家电的功率、温度、湿度和运行状态等,需要具备高可靠、低功耗、多种通信协议和接口、小尺寸和低成本等特点。

  根据Omdia数据,20222年全球家电市场的MCU营收规模已达到16.7亿美元,将并将以7.3%的复合年增长率(CAGR)增长,预计2027年市场规模达到约23.7亿美元。

  “失效率”作为高品质芯片的核心指标,在动辄单价数千元的家电市场尤为重要。GD32高品质MCU凭借行业领先的低失效率,在复杂多样的应用场景下能够保障稳定的产品性能,而强大的抗电磁干扰能力进一步提升了家电运行的稳定性。此外,GD32 MCU符合IEC 60730 B类功能安全标准,并取得了UL/SGS等第三方机构出具的检测报告及证书。兆易创新可以提供经过认证的软件自检库和完备的安全文档,协助客户快速推出符合安全规范的家电产品。

  照明

  LED显示和照明,是又一个重视MCU品质要求的行业。

  从实现照明到控制照明,再到智能照明的发展历程中,照明技术在不断更迭。目前,LED照明已经成为当今家居照明的主流,智能照明更是成为全屋智能新生态的首选和契入点,据高工产研LED研究所(GGII)统计,中国LED照明市场产值规模由2016年的3017亿元增长到2021年的5825亿元,年均复合增长率达到14.95%。

  未来,照明将在分时段控制、环境亮度传感器、动作传感器、热量管理等方向上进行技术革新。对MCU而言,照明市场需求将表现在以下几个方面:精准控制电流,延长灯具寿命;多种保护功能,保证灯具安全;高集成度,节省空间和成本;灵活且精确的调光,同等亮度更少能耗;通信方式多样化;工作温度最高可达105℃等。

  新基建

  随着国家“东数西算”战略的实施,数据中心、光纤通信、5G基站等行业将迎来不可多得的发展机遇,而光模块作为其中最重要的器件,市场需求将进一步爆发。一方面,国内现有数据中心通信光模块仍以100Gbps为主,正在向价格更高的200G/400G演进,而在国外,已经出现了800G光模块的更新趋势。据Yole估算,在5G与数据中心建设双重驱动下,到2025年光模块市场规模将有望达到177亿美元。

  作为第一家在光模块领域推出两大系列,六种型号产品的中国厂商,兆易创新认为国产MCU在性能、成本等方面将更具优势。针对上述市场,兆易创新也推出了特定型号的高品质宽温(-40°C~+105°C)器件加以支持。目前,GD32E501系列MCU已经能够覆盖中高速光模块市场,适用于100G/400G光模块产品开发需求,可广泛应用于5G 基站、高速数据中心、云服务器等市场。

  一直以来,上述应用领域的高品质高温MCU产品基本被国际龙头厂商垄断。但是,随着以兆易创新为代表的中国厂商的崛起,叠加灵活、弹性、快速的响应能力,以及本土化服务与成本优势,相关产品不但拥有比较完善的覆盖度,甚至在个别领域已经达到了国际一流水准。另一方面,当前兆易创新的业绩增长更多来自工业、能源、储能、汽车等多元化市场,考虑到公司产品开发和布局的基本逻辑是“技术世界服务于物理世界”,因此从某种程度上来说,这也与高品质MCU的发展之间形成了双向成就的局面。

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一文读懂,兆易创新MCU版图
  在各个半导体元器件品类上,越来越来多的本土厂商跻身全球头部阵营。  在MCU领域,兆易创新就是典型的代表。根据Omdia统计,2024年上半年,兆易创新MCU营收排名全球第十位。在经历过前些年MCU市场的潮起潮落后,兆易创新凭借丰富的产品矩阵、卓越的市场洞察力,已然成为本土市场的重要引领者。  本文将着重梳理兆易创新的MCU产品线,希望可以给行业相关人士带来有价值的参考。  何谓,全面布局?  截至2024年末,兆易创新GD32 MCU已成功量产63个产品系列、超700款MCU产品供市场选择,在本土厂商中遥遥领先。作为对比,截至发稿前,笔者统计了意法半导体的MCU的数量共计1877款,其中包括1500款32位MCU、118款安全MCU、124款汽车MCU、135款8位MCU。  本土MCU厂商虽然“后发”,但是成长速度惊人,超700款 VS 1877款,已然有挑战巨头的底气,而且兆易创新MCU产品还在以每年百余款的速度扩张。  兆易创新的MCU产品主要以32位通用为主,采用Arm Cortex-M23、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M33、Cortex-M7和RISC-V等内核,并以M3及M4内核产品为主(总计44个产品系列)。目前,消费和工业市场是其MCU产品前两大营收贡献领域。其MCU产品覆盖110nm、55nm、40nm、22nm工艺制程,实现了对高性能、主流型、入门级、低功耗、无线、车规、专用产品的全面布局。  数据来源:兆易创新公司官网  高性能MCU:包含6条产品线、22个产品系列、217款产品(数据统计来源公司官网,下同)。产品主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、M7内核,相应产品分别有27、93、67、30款,最高主频主要集中在120-600MHz,面向工业自动化、光伏储能、图形显示、数字电源、电机控制等多元化应用场景。  其中,GD32H7xx系列得益于超高主频以及大存储容量,可适用于机器学习和边缘计算等诸多高端创新场景。其采用600MHz Arm Cortex-M7高性能内核,支持高达3840K Flash和1024K SARM;支持多种硬件加速,实现兼具高性能和低延迟的实时控制;支持多种安全机制,为通信过程的数据安全提供保障;新增了大量通用外设资源,可以为复杂运算、多媒体技术、边缘AI等高级创新应用提供强大的算力支撑。  另外,GD32G5xx系列采用的是Arm Cortex-M33内核,主频高达216MHz,具备丰富多样的数字模拟接口资源(4个12位ADC采样速率高达5.3MSPS,具备高达42个通道)以及强化的安全性能,在功率控制方面具有显著优势,适用于数字电源、充电桩、储能逆变、变频器、伺服电机、光通信等多元化场景。  主流型MCU:包含6条产品线、13个产品系列、204款产品。主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、RISC-V内核,相应产品分别有106、64、20、14款,最高主频主要集中在100-120MHz,适用于工业控制、电机驱动、消费类和手持设备、通信网络、嵌入式模块、人机界面、安全和报警系统、图形显示、汽车导航、游戏和GPS、电动自行车、物联网等多种应用场景。  其中,GD32VF103系列是兆易创新2019年推出的全球首款基于RISC-V的Bumblebee处理器内核的32位通用MCU。Bumblebee处理器内核是由兆易创新与芯来科技联合开发,专为物联网和超低功耗场景设计。该系列产品具备108MHz运算主频、16-128KB Flash和6-32KB SRAM缓存,支持gFlash专利技术,确保高速数据访问。  GD32F30x系列采用Arm Cortex-M4内核,主频高达120MHz,支持高达1024K Flash和96K SARM,能够以更高性能、更低功耗、更方便易用的灵活性助力工控消费、物联网等市场主流应用。  入门级MCU:包含4条产品线、8个产品系列、121款产品。主要采用Arm Cortex-M23、M3、M4内核,相应产品分别有53、28、40款,最高主频主要集中在48-108MHz,适用于工业控制、电机驱动、人机界面、电力监控和报警系统、消费类和手持设备、游戏和GPS、电动自行车等各种成本敏感的应用场景。  其中,GD32F3x0 系列专为低成本应用设计,沿用Arm Cortex-M4内核,主频高达108MHz。为客户提供了替换或增强传统 8 位和 16 位MCU的产品选择。该产品系列具有更高的运行主频、丰富的外设资源、增强的性能和更低的成本,为成本敏感型应用(如工业电机、变频驱动器和节能应用)提供了经济高效的解决方案。  低功耗MCU:包含1条产品线(即GD32L23x)、2个产品系列、26款产品。采用Arm Cortex-M23内核,最高主频为64MHz。兆易创新的低功耗MCU以多种运行模式和休眠模式提供了优异的功耗效率和优化的处理性能,具备更加丰富的外设资源和应用灵活性,从而为系统级能源效率的持续提升开辟道路,广泛适用于工业表计、小型消费电子设备、便携式医疗设备、电池管理系统、数据采集与传输等典型市场。  其中,GD32L235系列遵循了多种低功耗数字设计理念,采用了超低功耗工艺制程,从硬件层面降低功耗;支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待机(Standby)等六种低功耗模式。在Deep-sleep模式下,电流降至1.8uA,唤醒时间低于2uS;Standby模式电流更是低至0.26uA。即使在最高主频全速工作模式下,其功耗也仅为66uA/MHz,实现了效能和功耗间的卓越平衡。  车规MCU:包含4条产品线、8个产品系列、54款产品。采用Arm Cortex-M4、M33、M7内核,相应产品分别有8、22、24款,最高主频主要集中在100-240MHz,以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供主流开发之选。  其中,GD32A7xx系列车规级MCU采用了高性能Arm Cortex-M7内核,主频高达160MHz,集成了优异的性能、增强的安全升级、丰富的外设接口,全面适用于车身域控、车身控制、电池管理、车载充电机、T-BOX、底盘应用、车灯控制、DC-DC等多种电气化车用场景。  据悉,未来兆易创新车规级MCU将重点面向集中式电子电气架构中域控制器要求而开发。  无线MCU:包含2条产品线、2个产品系列、12款产品。采用Cortex-M33、RISC-V内核,相应产品分别有4、8款,最高主频分别为180MHz、160MHz。GD32无线MCU提供先进的射频性能、强化的安全机制、大容量存储资源以及丰富的通用接口,结合成熟的工艺平台及优化的成本控制,为需要高效无线传输的市场应用持续提供解决方案。  其中,GD32VW553系列支持Wi-Fi 6和蓝牙LE 5.2无线连接协议。凭借其边缘处理和连接特性,广泛适用于各种无线应用场景,包括家电、智能家居、工业互联网和通信网关。该系列MCU也非常适合预算受限的场景,如办公设备、支付终端和各种物联网产品。  兆易创新还提供无线模组系列,提供不同尺寸大小、宽温范围、大容量存储资源、丰富的GPIO、板载PCB天线或外部天线连接器等选项,适用智能家居、智能楼宇、办公设备和消费电子等各类无线连接场景。  专用MCU:包含4条产品线、4个产品系列、54款产品。采用Cortex-M23、M4、M33内核,相应产品分别有6、4、2款,最高主频在72-168MHz,针对不同的细分应用推出了相应的产品系列,包括光模块系列、指纹识别系列、打印机系列等。  其中,GD32E501系列增强型MCU产品,强化与GD32E232系列产品的无缝升级并形成组合,以匹配光网络各种传输速率和应用场景,全面覆盖光纤路由器、交换机、5G传输、数据中心、云服务器等各类光模块市场的数据处理和监测需求;GD32FFPR系列是指纹识别系列专用MCU;GD32EPRT系列支持SQPI控制器,用于连接到具有串行、两线和四线并行接口的 SQPI闪存和SQPI PSRAM等内存外设。  立体化的生态系统  当工程师熟悉并依赖一个MCU的生态系统时,则更倾向于继续使用该MCU,而不是冒险更换到其他品牌。一个完善的生态系统可以极大地提升MCU的市场竞争力、用户粘性和应用范围。近年来,兆易创新在持续丰富自身MCU产品的同时,围绕MCU构建了立体化的生态系统。  官方工具。GD32 MCU广泛支持FreeRTOS,为嵌入式开发者提供了一个轻量级、开源且高效的实时操作系统解决方案,兆易创新自研的GD32 Eclipse IDE和GD32 All-In-One Programmer,全面适配Arm KEIL、IAR、SEGGER等主流嵌入式开发工具,为用户提供便捷高效的开发环境。配套的GD-Link调试器支持SWD/JTAG双模调试,即插即用,提供流畅的调试体验,并且与多家烧录厂有深入合作,为用户提供多种烧录调试等选择。  联合全球合作厂商,推出了多种集成开发环境IDE、开发套件EVB、图形显示GUI、安全组件、嵌入式AI、操作系统和云连接方案。如IAR Embedded Workbench for Arm是一款强大的开发工具,为GD32H7系列MCU提供了全面的支持,包含高度优化的编译器和先进的调试功能;映时科技H7 Mini开发板助力GD32H7系列MCU应用普及;大量合作厂商提供工程开发和批量生产的通用编程器;携手阿里巴巴、Amazon AWS、微软等云厂商共建云平台等。  针对高端应用场景,兆易创新还联合第三方资源,提供涵盖信号处理、电机控制、图形显示、语音识别以及边缘AI代码的算法和中间件支持,助力更多创新应用的实现。  开发者支持。GD32 MCU开发工具提供MCU各个产品系列的数据手册和软硬件配套资料,并提供全系列的全功能评估板和入门学习板,开发者可在GD32 MCU开发工具技术网站下载对应的程序代码库,测试芯片所有外设的功能,同时可以快速便捷地修改示例代码,并构建新项目的软件开发;此外,GD32 MCU开发工具技术网站还提供了一系列的在线视频教程,可供开发者在线学习。  GD32大学计划。通过联合实验室、合作开发教育产品,兆易创新特色双创平台,共同举办设计竞赛等方式为教育者提供一个交流的平台并共建开发系统,帮助师生和科研工作者掌握GD32 MCU相关的先进技术,以及实现教育资源的优势互补和共享,推进产学研合作与协同创新。  写在最后  兆易创新自2013年推出了其首颗32位MCU,经过十余年的发展,凭借快速扩张的产品矩阵和持续优化的生态布局,已经完成从“边缘跟随”到“高端卡位”的跃迁。  2025年6月19日,兆易创新向港交所递交上市申请。此次赴港上市,将深化公司全球化战略布局,加快海外业务发展,提升公司国际化品牌形象。  未来,随着技术的持续突破和市场的进一步拓展,兆易创新将在全球MCU市场中占据更重要的地位,成为国际巨头的有力竞争者。
2025-07-08 14:18 reading:186
兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼
  在"双碳"目标推动下,分布式光伏因灵活部署优势成为能源转型的重要载体。作为光伏组件直流转交流的核心设备,微型逆变器凭借组件级精准控制,有效解决传统组串式方案的失配损耗与安全问题,在户用及光伏建筑一体化(BIPV)场景中价值凸显。随着行业对高集成度、高效率及低成本的需求升级,单级式架构以极简设计与高效能优势,正引领微型逆变器技术变革。  兆易创新深耕半导体领域,根据光伏行业热点,推出了基于高性能MCU GD32G553芯片的单级微型逆变器方案。在2025 SNEC 国际光伏储能展览会上,兆易创新数字电源应用主管工程师王亚立详细解读该方案,揭示控制芯片与功率器件协同设计如何实现效率、可靠性与成本的多重突破。  在单级架构上实现创新  作为直接集成于单块或少量光伏组件背部的能量转换装置,微型逆变器的核心技术优势在于其独有的组件级最大功率点跟踪(MPPT)功能。该特性使其能够在组件间性能差异或局部阴影遮挡场景下,通过独立优化每块组件的功率输出,最大化系统发电量。目前,在户用分布式光伏系统、光伏建筑一体化(BIPV)等对灵活性和安全性要求较高的场景中得到广泛应用。  根据电路结构的不同,微型逆变器主要分为两级式和单级式两种架构。与传统两级式架构相比,单级式架构凭借其更高的能量转换效率、更简洁的BOM以及更低的制造成本,成为行业技术演进的主要方向。兆易创新推出的 500W 单级微型逆变器解决方案,采用基于GD32G5系列MCU与纳微半导体双向GaNFast氮化镓功率芯片的单级一拖一架构,集中体现了该技术方向的核心优势。  ▲单级式微逆与两级式微逆架构对比  王亚立表示,单级架构通过省去一级直流-直流变换环节,在简化电路结构的同时实现效率提升。值得注意的是,该架构在实现微逆核心功能的基础上,同样支持无功THD优化及一拖n扩展等,满足不同应用场景下的技术需求。  单级拓扑架构主要由原边全桥电路、变压器、副边半桥电路及 EMI 滤波电路构成。通过原边移相控制,与副边移相控制的协同作用,调节变压器漏感两端的电压,进而控制漏感电流的大小,实现高效的功率传输控制。王亚立指出,为满足微型逆变器应用中的宽电压增益和功率传输比的需求,单一的调制模式难以兼顾功率传输范围与效率优化的双重目标。而混合调制模式通过软开关及功率传输的条件,动态切换调制模式,在保证给定功率传输目标的同时,有效降低回流功率,并拓展软开关范围,从而满足高效率能量传输与高质量并网的要求。  在技术实现层面,移相控制过程中很容易出现丢波、连波等问题。而兆易创新 GD32G553 MCU凭借高精度及高灵活性的高精度定时器(HRTIMER)外设,通过载波之间的移相计数复位及同步更新等功能,为上述问题提供了完善的解决方案。同时,GD32G553 MCU有着强大的算力,灵活的PWM发波机制及丰富的模拟外设资源,满足了单级微逆在发波、采样及环路控制中的严苛需求,确保单级微逆在复杂工况下的稳定运行。  全链路控制架构与系统级优化设计  ▲兆易创新500W单级微逆控制方案  在系统控制架构中,GD32G553 MCU 作为核心控制单元,承担PWM生成、信号采样及环路控制等功能。副边功率转换部分采用了纳微双向 BDS GaN 功率器件。整个控制环路如下:首先通过最大功率点跟踪(MPPT)算法计算出PV电压参考值,经电压环控制器实现对PV电压参考值的动态跟踪;电压环计算得到的结果,与 SOGI PLL锁相环提取到的电网电压相位信息以及给定无功相角信息相结合,给前馈控制器及电流环控制器提供电流参考。最终,计算出原边移相控制量与副边移相控制量,并通过高精度定时器模块,转化为实际驱动脉冲,实现对功率电路的精准调控。  控制算法在MCU实现过程中,主要由锁相环、前馈补偿、闭环控制及移相转换四部分组成,对这几个部分进行了执行时间的测试,结果表明GD32G553控制器展现出了良好的算力性能。  ▲GD32G553系列MCU与纳微双向 BDS GaN 功率器件性能指标  王亚立表示,通过系统级优化,整个方案有着高效率、高质量并网以及高集成度的特点:在100kHz开关频率下,实现了97.5%的峰值效率和97%的CEC加权效率,MPPT效率为99.9%;500W条件下,THD为3.2%,PF为0.999。  首先,在高效率与低损耗方面。所有开关管均可实现ZVS,显著降低开关损耗;通过优化的混合调制策略,拓宽了软开关范围;降低回流功率和变压器电流有效值,减少了导通损耗;同时使用纳微BDS GaN减少开关损耗。  其次,在高质量并网方面。该方案的前馈控制能够提高功率响应速度,加强对电网电压的跟踪效果;闭环Q-PR控制可无静差跟踪交流信号,提高并网电流质量。同时,通过原边副边移相控制量之间的协同调整,实现模式间无扰切换,从而平滑变压器电流及并网电流。  最后,在高集成度与成本优化方面。方案采用了单个集成电感的变压器的磁集成技术,实现了磁性元件体积的缩小,并采用双向BDS GaN来满足对交流侧双向开关的需求,进一步缩小了尺寸,降低方案的整体BOM成本。  打造丰富的产品矩阵,建设高质量生态圈  ▲高性能GD32 MCU在数字能源领域的应用  在新能源控制领域,兆易创新构建了覆盖全场景的 MCU 产品矩阵,广泛应用于光伏关断器、优化器、AI拉弧检测、储能ESS系统、BMS、逆变器、HMI通讯监控等产品应用。在拉弧检测、优化器、Bi DC-DC、工商储BMS等部分,兆易创新还提供了完整的方案供客户直接使用或者二次开发,能大幅减少研发周期。在功率控制方面,兆易创新分别有600Mhz高主频的GD32H7系列以及216MHz的GD32G5系列MCU供客户选择。  本方案中采用的GD32G553属于兆易创新的GD32G5系列MCU。该系列有着出色的算力,采用Arm® Cortex®-M33内核,主频高达216MHz,内置单精度浮点单元(FPU),以及硬件三角函数加速器(TMU)和其他多种硬件加速单元。这些特性大幅提升了数据处理速度和复杂运算能力。同时,GD32G5系列MCU能支持最多16个Channel的高精度PWM输出,分辨率高达145ps。可支持变占空比、变频、移相等发波方式。  除了算力及发波控制方面的优势以外,GD32G553还支持4个12位ADC模块,采样速率高达5.3MSPS,最多可支持高达42个采样通道,能够高效地采集和处理多种传感器的信号。同时,GD32G553配备了8个CMP(片上比较器),具有快速响应及灵活配置等特点,其输出信号可以内部直连至HRTIMER中,实现对PWM的封锁或切换。  除了打造表现优异的产品外,兆易创新还加强生态建设。兆易创新与纳微半导体共建联合研发实验室通过将兆易创新高算力MCU和纳微半导体的高频、高效GaN技术进行整合,打造出智能、高效的数字电源产品,为客户带来更多方案选择。同时,配合兆易创新的全产业链的生态与纳微对系统应用的深刻理解,加速在AI 数据中心、光伏逆变器、储能系统、充电桩、电动汽车等领域的布局。
2025-06-19 09:56 reading:313
兆易创新科技集团与长虹控股集团签署战略合作协议 携手推进智慧家电与AI+技术融合发展
  6月11日,兆易创新科技集团与长虹控股集团在中国科技城绵阳正式签署战略合作协议。双方将围绕变频控制、存储、传感器前沿技术领域开展深度合作,并共同探索AI+技术的融合发展路径,携手推动智慧家电产业创新升级。  此次战略携手,标志着产业链上下游在智能制造与科技创新方向的又一次高质量协同,不仅将进一步释放国产核心技术潜力,也将为构建更具竞争力和延展性的智慧家电生态体系注入持续动能。  出席签约仪式的嘉宾包括长虹控股集团党委委员、股份公司总经理杨金,长虹控股集团副总工程师程平,股份公司党委委员何龙博士,海红物联董事长周梁宇等,以及兆易创新科技集团股份有限公司CEO胡洪、CTO李宝魁、副总裁陈永波。  长虹控股集团党委委员、股份公司总经理杨金表示,长虹在变频技术方面有多年的投入与积淀,具有独特定位与价值,在AI时代将会发挥更重要的作用,同时期望长虹与兆易创新在智慧家电、机器人、AI算法、变频控制等多个领域加强合作,建立紧密对接机制,实现资源互补,让合作再上台阶,共同推进双方业务的深度融合与发展。  兆易创新CEO胡洪表示,随着市场环境不断变化和技术加速融合,兆易创新高度重视与长虹控股集团的战略协同,对双方合作前景充满信心,未来双方将聚焦MCU、存储器、无线联接、传感器、机器人方案等领域,深化技术研发合作,实现双向赋能。尤其值得关注的是,双方还将共同探索变频技术从价值发现到价值变现的路径,以科技创新为驱动,实现互利共赢。  在双方高层的共同见证下,长虹控股集团副总工程师程平与兆易创新科技集团CTO李宝魁代表双方正式签署《战略合作协议》。此次签约标志着双方在关键技术协同与产品生态融合上的合作迈入新阶段,未来,双方将以更紧密的合作机制,持续拓展在智能家电、变频控制、AI等方向的联合创新,构建高效、互信、共赢的产业合作新格局,为彼此业务发展注入坚实动力。
2025-06-16 11:03 reading:314
兆易创新GD32C231系列MCU强势推出
  兆易创新GigaDevice今日(6月5日)宣布,正式推出超值GD32C231系列入门型微控制器,进一步扩充了Arm® Cortex®-M23内核的产品阵容。作为中国Arm® MCU市场的领军者,兆易创新此次推出的GD32C231系列以“高性能入门级”为定位,将为小家电,BMS电池管理系统,小屏显示设备,手持消费类产品,工业辅助控制,车载后装等应用提供更具竞争力的解决方案。  兆易创新凭借超20亿颗的MCU累计出货量和成熟的供应链体系,本次推出GD32C231系列MCU以创新设计打破入门级芯片的性能局限。该系列不仅集成了丰富外设,更采用工业级宽压工艺设计和完善的生态配套,在保持极致性价比的同时,这颗平价MCU也能胜任更复杂的应用场景,重新定义了入门级MCU市场的价值标准,开创了“平价不低配”的新格局。  GD32C231系列MCU,极致性价比之选  GD32C231系列MCU在保持优异价格竞争力的同时,显著提升运算性能与外设规格,实现超高性价比升级。该系列采用Arm®先进的Cortex®-M23内核架构,性能比Cortex® M0+提高10%,主频可达48MHz,具备单周期乘法和整数除法运算等高效处理能力,大幅提升软件执行效率。  存储配置方面,搭载32KB~64KB高可靠嵌入式Flash和12KB低功耗SRAM,全存储区域均配备ECC纠错功能。为满足不同应用场景需求,提供TSSOP20/LGA20,QFN28,LQFP32/QFN32以及LQFP48/QFN48等多种封装选择。通过高度集成化的芯片设计,有效减少外部元器件数量,为用户提供物料清单(BOM)成本更优的解决方案。  宽电压、低功耗与高速唤醒的完美平衡  GD32C231具备出色的电源灵活性和低功耗特性,支持1.8V~5.5V宽电压供电和-40℃~105℃宽温度工作范围,可适应各种严苛环境。该芯片提供多种电源管理模式,在深度睡眠模式下电流低于5μA,同时保持快速的响应速度,唤醒时间2.6μs,完美平衡了低功耗与实时性需求,为电池供电和便携式设备应用赋能。  GD32C231在安全可靠性方面同样表现出色:优异的抗静电能力,达到ESD防护接触放电8KV(CD)和空气放电15KV(AD)的高标准;全Flash/SRAM采用ECC纠错设计,有效防止数据错误;同时集成硬件CRC循环冗余校验模块,确保数据传输的完整性和可靠性。这些特性使芯片能够稳定运行于工业控制、汽车电子等对安全性要求严苛的领域。  高集成外设资源,赋能多样化应用场景  GD32C231集成了丰富的外设资源,大幅提升系统集成度和应用灵活性:内置12位ADC(支持13个外部通道)和2路内部比较器,满足精密测量需求;并提供了多达4个通用16位定时器、1个16位高级定时器。配备2路高速SPI接口(支持四线QSPI模式,速率达24Mbps)、2路I2C接口(支持Fast Mode+,速率1Mbit/s)和3路UART(速率6Mbps),集成3路DMA控制器,1路I2S,确保高效通信能力。  同时提供出色的GPIO扩展性,在48pin封装中最高可支持45个GPIO,显著提升硬件设计灵活性。这些专业配置使该芯片能够轻松应对工业控制、消费电子等多样化应用场景。  全栈生态资源就绪,构建高效开发闭环  GD32C231系列提供完整的开发生态支持,助力开发者快速实现产品落地。官网已全量上线标准资源库。  兆易创新提供完整的开发支持文档和资源,包括数据手册、用户手册、硬件设计指南、应用笔记和移植文档,帮助开发者快速上手硬件设计与软件开发,同时还提供完整的SDK固件库,包含丰富的示例程序和开发板资料,覆盖从底层驱动到高级应用的全套解决方案,加速产品开发进程。  GD32系列MCU广泛支持FreeRTOS,为嵌入式开发者提供了一个轻量级、开源且高效的实时操作系统(RTOS)解决方案。兆易创新还提供自主研发的GD32 Embedded Builder IDE集成开发环境,整合图形化配置与智能代码生成功能,显著降低开发难度;多合一编程工具GD32 All-In-One Programmer,支持对MCU的Flash和选项字节进行编程/擦除/读取等基本操作。配套的GD-Link调试器支持SWD/JTAG双模调试,即插即用,提供流畅的调试体验,并且与多家烧录厂有深入合作,为客户提供多种烧录调试等选择。  同时,GD32C231系列MCU已获得Arm® KEIL、IAR、SEGGER等国际主流工具链厂商的全面支持,确保开发环境的多样性。针对典型应用场景,兆易创新还提供丰富的方案和参考设计,大幅缩短从开发到量产的周期,为各行业客户提供高效可靠的解决方案。
2025-06-05 09:40 reading:1214
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MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
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ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
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