價格堅挺的汽車MCU，TI憑啥能賣近30年？

賣了都快30年的C2000系列芯片，現(xiàn)在竟然還能在時下最火熱的電動汽車上見到它，而且還是在OBC、DC/DC、逆變器這種必不可缺的零部件上。

甚至有人曾在知乎上靈魂發(fā)問，明明ST的MCU芯片價格便宜，功能還類似，C2000系列怎么還能有市場？

圖：知乎話題

C2000系列發(fā)展至今已經(jīng)迭代了三代，有將近200種型號，從性能上劃分也有入門級、中級和高級，這其中有部分料號在去年出現(xiàn)過價格暴漲幾十倍甚至接近百倍的情況，也有料號一直徘徊在常態(tài)價附近。

哪怕去年開始行情走下坡路，市面上大部分芯片遇冷，價格大跳水，市場上也會不時出現(xiàn)高價的C2000芯片。

如此經(jīng)久不衰，為什么？

行情下行C2000價格堅挺

TI憑借大約8萬種產(chǎn)品的覆蓋范圍，在這兩年缺芯潮中一直風(fēng)光無量。從2021年一季度開始，TI芯片全面漲價，漲個幾倍屬于正常操作，幾十倍屬于家常便飯，幾百倍也并不稀奇。

到去年下半年開始，隨著消費電子需求疲軟，芯片業(yè)遭受下游應(yīng)用砍單，行情下行也讓TI芯片開始出現(xiàn)大跳水，很多通用芯片價格逐漸回歸常態(tài)價。到今年，TI除了個別緊缺的芯片外，哪怕是汽車芯片，網(wǎng)紅的個數(shù)也明顯減少。

C2000系列與一眾通用和專用芯片一樣，也經(jīng)歷過一陣暴漲的美好日子，但現(xiàn)在芯片行情普遍遇冷，C2000系列部分型號價格仍舊堅挺，表明市場對其的需求還在。

我們收集了過去一年市場上詢價比較多的C2000系列的型號，結(jié)合TI官方給出的參考設(shè)計中推薦的芯片及部分已知用在汽車上的，從中篩選出了8個料號，大致覆蓋了C2000系列如下圖：

根據(jù)拆解資料，這8個料號中，TMS320F28377DPTPQ是特斯拉電驅(qū)總成逆變器中的主控芯片，TMS320F280049PZSR是頭部OBC廠商欣銳、富特用的主控芯片，TMS320F28335是小鵬P7 OBC用的主控芯片，TMS320F28035是北汽CDU及小鵬P7 DC/DC用的主控芯片，其余芯片都是TI官方在OBC參考設(shè)計中推薦的芯片。

為了更直觀地了解行情變化，我們將篩選出的料號的原廠價、最高市場價、最近的價格進行對比。

可以看到，這8顆料號中，大部分型號價格已經(jīng)回落至常態(tài)價附近，甚至F28035、F28335、F28027出現(xiàn)了市場價低于原廠價的倒掛現(xiàn)象。不過有個別型號價格依舊堅挺，F(xiàn)28377DPTPQ、F28069和F28377SPTPT仍有著5-6倍的漲幅。

TI C2000系列至今發(fā)展到第三代，但第二代產(chǎn)品在市場上依舊很活躍。去年市場上一些比較熱門的料號如F28034、F28027、F28062等都是第二代產(chǎn)品。TI整個C2000系列不論新舊，不論性能，在行情下行時候，還能有一些料號保持著堅挺的價格，但話說回來，堅挺的價格也未必有人會買單，實際行情有待觀察。

電驅(qū)和電控C2000的汽車主戰(zhàn)場

DSP（數(shù)字信號處理器）本身在工控、通信、光伏、消費電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是現(xiàn)在電動汽車的發(fā)展，對其需求也不斷增長，據(jù)統(tǒng)計，DSP在汽車中的用量以每年25%的速度增長。作為最早研發(fā)DSP芯片企業(yè)之一，TI的C2000系列在汽車中有著廣泛的應(yīng)用。

20世紀60年代，計算機信息技術(shù)發(fā)展迅猛，在此期間，數(shù)字信號只能依靠MCU處理，但很快發(fā)覺MCU性能無法滿足現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，所以DSP可看作是高性能版MCU。

TI DSP系列有三兄弟：C2000、C5000和C6000。三兄弟各司其職，C2000主要偏重于工控領(lǐng)域，C5000主要用于低功耗通信領(lǐng)域，C6000主要面向高性能、多功能的復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域。

C2000自身集成了豐富的I/O口，A/D采樣接口及PWM輸出接口，馬達和電源是主要的應(yīng)用場景。它的主業(yè)分為數(shù)字電源控制如光伏、通信和服務(wù)器電源，電機控制如家電、工業(yè)類伺服驅(qū)動。迭代到第三代，C2000系列還符合AEC-Q100，系統(tǒng)功能符合ASIL-D和SIL 3等級，硬件完整性高達ASIL B級，所以在電動汽車上也有著廣泛的應(yīng)用場景。

C2000在電動汽車上主要應(yīng)用在車載充電機OBC、車載DC/DC變換器、電驅(qū)逆變器、交/直流充電樁、無線充電模塊、電機控制、中/短距離雷達等。

本文主要討論的是OBC、DC/DC和逆變器。

OBC和DC/DC都是電控的核心零部件，起到電能轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)淖饔?。一般電動汽車充電分為直流充電與交流充電兩種，直流充電不需要通過OBC，直接給動力電池充電，而且一般電壓很高，也就是我們常說的快充。交流充電需要將外部充電樁的交流電通過OBC轉(zhuǎn)換成直流電來給動力電池充電，這是我們常說的慢充。

DC/DC的作用就是將來自動力電池的高壓電轉(zhuǎn)換成低壓給蓄電池充電，這塊蓄電池的電壓通常是12V/24V，它的作用是在車輛啟動時給車上其他設(shè)備進行供電，比如車燈、車窗、座椅、雨刮器等低壓裝置。

所以O(shè)BC和DC/DC一個對外，一個對內(nèi)，整車供電的使命就交給他們了。

根據(jù)目前匯集的一些汽車OBC及DC/DC的拆解，我們發(fā)現(xiàn)在不少車企和頭部TIER1的芯片清單中，都有C2000的身影。

小鵬P7 OBC拆解，主控芯片：TMS320F28335

小鵬P7 DC/DC的拆解，主控芯片：TMS320F28035

北汽三合一（CDU，即OBC、DC/DC、PDU集成）主要芯片清單，主控芯片：TMS320F28035

富特提供給廣汽的DC/DC變換器，主控芯片：TMS320F280049

在電動傳動系統(tǒng)中，主逆變器負責(zé)控制電動機，堪稱電動汽車心臟。它是汽車中的一個關(guān)鍵元器件，因為它決定了駕駛行為和車輛的能源效率。此外，主逆變器還用于捕獲再生制動釋放的能量并將此能量回饋給電池。

因此，電驅(qū)逆變器對主控芯片的要求也比其他部件要高，特斯拉Model 3和Model Y的電驅(qū)總成逆變器的主控芯片用的就是第三代C2000系列高性能的F28377。

發(fā)展早、難替換、易上手C2000的不老秘訣

從最初的馬達控制，到工控、光伏，再到現(xiàn)在的電動汽車，C2000一路走來從來不缺“消費者”，而做MCU的，做DSP的可不止TI這一家，甚至單論MCU，TI都排不進前五。發(fā)展至今，要論性能上的差異，各家可能拉不開多少差距，有些甚至來得比TI更有性價比，那為什么C2000還能有市場？

我們認為有以下幾點原因：

1. 發(fā)展早，有龐大的用戶基礎(chǔ)

2. 自研內(nèi)核架構(gòu)，依賴度高，難替換

3. 擁有豐富的周邊生態(tài)及開發(fā)資源，極易上手

搶先機

20世紀70年代，AMI和Intel先后發(fā)布了DSP芯片，但沒有現(xiàn)代DSP所必須的乘法器。1980年，NEC推出的MPD7720是第一個具有硬件乘法器的商用DSP芯片。兩年后，TI發(fā)布了第一代DSP芯片TMS32010及其系列產(chǎn)品，運算速度比微處理器快了幾十倍。

TI的C2000產(chǎn)品線在1997年問世，它的前身是用于硬盤的馬達控制，此后廣泛應(yīng)用于實時控制應(yīng)用。2005年，TI升級到32位DSP內(nèi)核，隨后電機驅(qū)動、數(shù)字電源等許多應(yīng)用開始采用TI的產(chǎn)品。2013年開始，C2000產(chǎn)品進入第三代，順應(yīng)新能源汽車、直流無刷電機與寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展。

除了在商業(yè)上先發(fā)制人，TI也從“娃娃”抓起。TI投資了數(shù)百個大學(xué)實驗室和項目，隨便一搜，零幾年的教材就有關(guān)于C2000的，很多大學(xué)上課的開發(fā)板就是TI的。作為對比，STM32F4在2013年投入量產(chǎn)，并發(fā)布開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。

難替換

與STM32F4系列采用的ARM架構(gòu)不同，C2000是TI自己的架構(gòu)。非通用架構(gòu)帶來的是硬件優(yōu)勢，C2000的運算、執(zhí)行速度普遍比同級別的ARM內(nèi)核MCU要快很多，雖然主頻及內(nèi)存要小一點，但實時控制應(yīng)用場景并不對主頻有很高的要求。

除了計算速度外，C2000的ADC的采樣精度和轉(zhuǎn)換速度也更有優(yōu)勢。這些優(yōu)點共同提升工程師開發(fā)的效率，因此在根本上，習(xí)慣用C2000開發(fā)的工程師，一時半會適應(yīng)不了改用ARM內(nèi)核的MCU。

此外，微控制器相比一些驅(qū)動或者功率芯片，不容易被pin to pin替換，所以一旦在前期項目上得以應(yīng)用，后期除非出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題或供應(yīng)問題，一般是不會輕易替換的。特別是汽車應(yīng)用上，對芯片的安全性和長期穩(wěn)定供貨能力要求高，并且一款芯片從研發(fā)到上車要經(jīng)歷好幾年的時間，車企在不得已的情況下是不會大動干戈去更換一塊芯片，而且還是塊主控芯片。所以TI至今能夠保持較大的出貨量。

易上手

一款產(chǎn)品要迅速地在市場鋪開，并且能夠吸引開發(fā)者的目光。性能強悍之外，還要極容易上手。

TI的開發(fā)資源和周邊生態(tài)是相當豐富的，這是它幾十年發(fā)展過程中，手握的老本。

隨便在TI官網(wǎng)搜索某一C2000系列型號，基本都可以查找到datasheet、參考設(shè)計、代碼、配置文件、原理圖等，TI還為開發(fā)者提供了非常強大的controlSUITE軟件套件，里面包含幾乎所有關(guān)于C2000的參考資料、各種案例和設(shè)計。

基于TI龐大的開發(fā)者數(shù)量，TI的官方論壇成為了很多人學(xué)習(xí)交流的地方，也定期有原廠的客戶經(jīng)理解答問題。

我們在論壇發(fā)現(xiàn)有人尋求能替代瑞薩緊缺料的TI芯片，底下有不少專業(yè)人士提供意見。

圖：有開發(fā)者尋求可替代瑞薩產(chǎn)品的TI芯片

結(jié)語

C2000的“穩(wěn)”與缺芯這兩年被國產(chǎn)替換掉的芯片形成了鮮明的對比，可能它不如L9369或者TPS92662那般出名，但幾十年如一日的穩(wěn)定出貨，也造就了自身獨特的優(yōu)勢。芯片也很卷，容不容易被替，能不能被替，或許也是實力的一種象征。