自從從特斯拉Model 3率先實現“計算+區域控制”(HPC+ZCU)框架，汽車EEA(電子電子氣架構)集中化成了大趨勢，正在從Domian(域控架構)向Zonal(區域架構)發展，ZCU(Zone Control Unit，區域控制器)也因此被帶火了。

　　ZCU到底有多火?高工智能汽車研究院數據顯示，2025年1~5月中國市場(不含進出口)乘用車前裝標配物理ZCU(HPC+ZCU架構)車型交付量達到77.33萬輛，同比增長96.53%。另據歐冶半導體預計，2030年Zonal架構的滲透率將達30%以上。

　　簡單來說，ZCU是按照物理位置整合汽車上ECU(Electronic Control Unit，電子控制單元)，減少ECU使用量。傳統分布式EEA中，汽車擁有上百個ECU，并通過CAN/LIN連接，很明顯這種結構非常復雜，軟件升級也很困難。為推進汽車智能化升級，車企開始采用“計算+區域控制” 架構，大腦集中處理高算力任務，區域控制器負責傳感器、執行器的就近接入與本地控制。

　　目前，國產汽車均已開始全方面搭載新一代“計算+區域控制架構”，比如小米YU7、樂道L90、零跑C10/C16/C11、吉利銀河A7、小鵬G9等。在國產汽車轉型過程中，國產芯片廠商也在不斷加碼，布局國產ZCU的主控MCU。

　　看懂ZCU

　　ZCU在區域架構中處在哪個層級?在區域式架構的頂層，是計算單元(HPC)，實現整車控制、智能座艙，以及ADAS自動駕駛等功能;中間層是區域控制器(ZCU)，起到承上啟下的作用，是計算單元和邊緣ECU節點之間的橋梁;ZCU的下一層，有非常多的傳感器執行器節點，它們通過區域控制器就近連接。比如NXP給出的示例圖：

　　ZCU具體集成化了ECU的哪些功能?過去，域控架構(Domain)一般是按照功能去聚合功能，而現在區域架構(Zonal)則是按照“物理區域”來聚合功能。因此，ZCU主要功能包括聚合車輛特定“物理區域”的相關功能且單獨于具體功能域，整合各類信號與通信協議以控制多種負載，并通過次級配電管理成為能量管理的主要環節，同時可與其他區域控制器或直接與計算單元(HPC)實現通信。

　　區域控制器(ZCU)典型功能ZCU的主要價值體現在五大維度：

　　一位，優化架構，降低成本：將分散的ECU功能集成至少數區域控制器，大幅減少整車線束(如特斯拉Model 3線束1.5公里，較傳統車型減少80%)，降低物料與裝配成本;同時減少線束和ECU數量，實現車身輕量化(助力電動車提升續航)并釋放車內空間，提升設計靈活性;

　　第二，模塊化設計，支持擴展復用：采用模塊化架構，可跨車型平臺復用，縮短研發周期與成本;統一接口支持傳感器、執行器即插即用，便于后續新增自動駕駛傳感器、5G模塊等功能。

　　第三，賦能智能化與OTA升級：作為軟件定義汽車的基礎，其集中式數據處理能力可支撐自動駕駛決策等復雜算法，區域式架構同時帶來軟件架構的變化，也就是現在常被提及的SOA，把應用層邏輯與底層硬件部分解耦。此外，還能通過統一入口實現OTA升級，同時集中采集車輛數據，為智能診斷、預測性維護和用戶行為分析提供支撐。

　　第四，提升可靠性與功能安全：作為本地數據樞紐，縮短與傳感器、執行器的通信距離，提升剎車等系統的響應實時性;支持電源、通信冗余設計(如以太網環網)，符合ISO 26262標準，降低單點故障風險。

　　第五，優化能源管理，提升能效：通過e-Fuse智能配電，可動態分配電能(如電動車低溫下優先為電池加熱)，相比傳統配電，智能配電可以實現更精細化的控制，提升車輛的安全性和環保節能性能;支持休眠喚醒策略，降低靜態功耗(如特斯拉“深睡模式”可將待機功耗控制在極低水平)。

　　目前ZCU市場同時存在三大變體，分別為混合域ZCU、車身ZCU、多域區ZCU，特點如下圖所示：

　　因為架構的轉換是需要時間的，所以目前市場汽車對于MCU、MPU的應用也呈現百花齊放的態勢：

　　總得來說，不同ZCU對于CPU、NVM(非易失性存儲)、實時性、Ethernet、CAN/LIN、ASIL-D、虛擬化的要求都有所不同。

　　但隨著ZCU從早期的“通訊+供電”功能，向“服務化部署+邊緣計算”演進，未來將承擔部分AI推理任務，降低平臺的通訊成本，這無疑對其內的MCU提出了更高的要求。

　　國外廠商，有什么方案

　　目前，國外的MCU占據了主流市場。那么，每個廠商在ZCU領域主推的產品都是什么?接下來汽車開發圈為你盤點。

　　NXP：S32K系列

　　對于ZCU的主控MCU，NXP主推S32K系列，主要包括S32K3和S32K5。尤其是S32K5是NXP新的高性能、靈活的汽車MCU系列，專為加速向區域SDV架構轉型而設計，目前已預生產。

　　S32K5的“光環”很多，是全球一款“16nm FinFET+MRAM”的汽車MCU，只能用一句話總結這顆MCU——一顆更比兩顆強。

　　單核、多核或鎖步內核配置的Cortex-M7內核和Cortex R52內核，運行頻率為200~800MHz，還有一個信號處理器(DSP)和NPU，保證了足夠的計算能力和實時處理能力;集成足足41MB的MRAM，提供了足夠的NVM空間，并且擁有比Flash更快的速度;集成以太網(2.5G/1G/100M/10 BaseT1S)交換機、CAN FD/XL、串行音頻接口、QSPI，滿足各種接口需求。

　　對于S32K5，NXP也給出了模塊化區域控制器參考設計。除了S32K5以外，NXP也提供面向車載子網的4通道LIN主收發器TJA1124、支持MACsec且符合ASIL B安全等級的100BASE-T1汽車以太網PHY收發器TJA1104、支持MACsec且符合ASIL B的1000BASE-T1汽車以太網PHY收發器TJA1121、高性能以太網交換機和網絡控制器S32J100、FlexRay節點收發器TJA1081B、具有待機模式的CAN信號質量提升(SIC)收發器TJA1462、22 I/O MSDI可編程電流模擬復用器MC33978。

　　值得一提的是，在MPU方面NXP的產品也是主流選擇，比如NXP的S32G2和S32G3。尤其是2021年底NXP發布的S32G3于2023年2月量產，2023年4月首搭廣汽昊鉑Hyper GT落地。當然，ZCU采用MCU當作主控，還是選擇MPU+MCU融合，要看車企的具體選擇。

　　英飛凌：TC4x系列

　　英飛凌在ZCU方面主推新推出的TC4x系列，該系列目前已經量產。TC4x采用TriCore 1.8內核，以及可擴展的增強性能的加速器套件，內核全鎖步高達500兆赫茲(MHz)。其中包括新的并行處理單元 (PPU)，這是一種 SIMD 矢量數字信號處理器 (DSP)，可滿足各種人工智能拓撲結構的需求，包括實時控制和雷達后處理等各種用例。此外，英飛凌攜手臺積電將RRAM技術引入至AURIX TC4x汽車微控制器產品系列。

　　值得一提的是，新的AURIX TC4x 系列MCU支持5 Gbit以太網和PCIe等高速通信接口，以及CAN-XL和10BASE T1S以太網等新的通訊接口。網絡吞吐量和連接性的提高為客戶提供了實施新E/E架構所需的性能和靈活性。

　　值得一提的是，英飛凌在今年聯合Flex發布了一款ZCU參考設計。該參考設計利用了英飛凌行業前沿的產品家族，包括：AURIX TC4x 微控制器(適用于高性能處理和安全關鍵應用)、PROFET電源開關(用于高效分配和管理)、MOTIX電機控制集成電路(實現精確可靠的電機控制)、OPTIREG電壓調節器(用于穩健高效的電源供應)。

　　ST：Stellar G系列

　　ST展示的方案主要基于Stellar G微控制器。今年，ST推出內置xMemory的Stellar車規級微控制器，即PCM(相變存儲器)。PCM是一種高密度的存儲方式，可以在盡可能小的單位體積面積上實現大的信息量的存儲，從而能夠為客戶帶來更高的經濟效益。

　　比如Stellar SR6 G7系列32位Cortex-R52+汽車集成MCU，配備6個Cortex-R52+內核，20.5 MB NVM(2x 19.5 MB“OTA X2”)，8.9 MB RAM，內置虛擬化、安全和加密功能。

　　具體來看ST的ZCU方案基于ST全方面的汽車級產品，包括Stellar G微控制器、SBC、高低邊驅動、H橋、e-Fuse和保護器件。該ZCU方案集成了數字鑰匙、前后數字化OLED燈、AVAS、門控、座椅調節、空調調節、迎賓效果、OTA等功能。用戶中控平臺可以通過車輛網絡，發現和訂閱ZCU提供的一系列基于DDS協議的服務，實現車輛的控制和調節。同時用戶可以根據自己的喜好隨時定義使用場景，實現高度個性化定制。

　　此外，通過在ZCU解決方案中引入DDS協議，以實現SOA。其優勢包括：支持DDS協議，實現動態服務發現與訂閱;基于AUTOSAR標準;支持Hypervisor硬件虛擬化;支持OTA(PCM技術，高效利用NVM);提供意法半導體產品的復雜驅動軟件(如OLED驅動、e-Fuse、OTA等);實現更完整的區域控制器功能。

　　瑞薩：RH850 U2A/U2B

　　瑞薩的RH850/U2x高性能微控制器產品線支可以用于下一代區域/集成ECU。RH850/U2A MCU基28nm工藝技術，與片上系統 (SoC) 相比，可以提供成本敏感的單片MCU解決方案。

　　在軟件解決方案方面，ETAS 的虛擬機管理程序 RTA-HVR 為瑞薩電子 RH850/U2x 硬件提供軟件，以滿足嚴格的汽車安全和安保要求。RTA-HVR 使用 Renesas RH850/U2x 系列的硬件虛擬化功能來創建多個VM。每個 VM 都有一個或多個虛擬CPU內核、一段內存空間和一組設備。此外，RTA-HVR 提供了一種稱為“虛擬設備擴展”(VDE) 的機制，允許ECU集成商為特定區域ECU定制虛擬和物理外設之間的綁定。

　　在Zone-ECU虛擬化解決方案平臺方面，ETAS和瑞薩電子已經實現了Zone-ECU虛擬化解決方案平臺。該平臺將瑞薩電子的 RH850/U2x 硬件功能與ETAS的RTA-HVR相結合，后者是一組虛擬機，每個虛擬機都使用ETAS的RTA-CAR AUTOSAR和PC托管的交互工具托管ECU映像。

　　國內廠商，不斷加速

　　面對ZCU的趨勢，國內廠商也在不斷加速布局。

　　今年10月，芯馳宣布E3系列MCU旗艦產品E3650已正式進入規模化量產，完成 AEC-Q100 Grade 1可靠性認證，將面向客戶接受量產訂單。E3系列能夠滿足車企對區域控制器(ZCU)的多樣化需求，實現了車身、底盤、動力等系統的高效集成與控制。

　　E3650采用600MHz主頻的Arm R52+鎖步多核，集成16MB存儲與高于4MB的大容量SRAM，滿足域控高算力、快響應需求。針對跨域融合的復雜性，E3650提供專為域控場景設計的虛擬化解決方案，高效實現業務隔離與代碼集成;集成多器件及豐富GPIO，具有超過350個可用外設IO，大幅節省IO擴展芯片、有效降本;內置硬件通信加速引擎，降低延遲丟包和CPU負載。安全上，集成高性能信息安全模塊模塊，支持國密算法，滿足ISO 21434等全球高標準，構筑防護。值得一提的是19x19mm緊湊尺寸，可有效助力控制器小型化。

　　芯馳的E3650比較關鍵的點在于方案配套高實時性、高安全性、低資源消耗的MCU虛擬化Hypervisor軟件，高功能安全的定制化 PMIC，高效易用的IO擴展芯片，可實現單芯片擴展超過150個IO，極大地增強了系統的擴展性和設計便利性。

　　對于ZCU，芯馳認為目前的痛點在于隨著線控底盤技術步入量產上車階段，越來越多的主機廠需要在區域控制器中融合不同程度的線控底盤相關功能，帶來芯片資源的新挑戰。大部分傳統MCU方案的算力、存儲、外設等資源已經難以負擔更多的功能集成，而行業里性能更強的新一代MCU方案普遍量產時間較晚，無法滿足車型和平臺的時間要求。

　　芯馳E3650則采用22nm車規工藝，遠超市面上同級別競品普遍采用使用的28nm。在這一基礎上，E3650集成了主頻高達600MHz的ARM Cortex-R52+高性能鎖步多核集群，并配備了高達16MB的嵌入式非易失性存儲器(NVM)，確保了在復雜的跨域融合場景下，即便是功能安全等級的控制任務，也能獲得確定性的毫秒級響應。

　　今年電動百人會上，歐冶半導體車展預告了工布系列智能區域處理器，該系列專業為下一代智能區域處理器打造，以滿足第三代E/E架構智能汽車高性能邊緣計算、實時通信、智能供電等需求，采用分布式架構，內嵌大容量高可靠性NVM，全方面支持車載以太網，極低的以太交換時延及車載傳統網絡轉發加速，內置高效機器學習加速引擎，擁有豐富的I/O。

　　對于ZCU，歐冶半導體分享過自己的想法，他們認為下一代Zonal架構需要的主要通信技術，主要有三大類：一是控制器之間、控制器到執行器之間通信的需求，二是算力拓展的通信需求，三是大通量的傳感器的通信需求。Zonal控制器初始需求來源于車里面各個計算單元之間的計算資源不共享、難以拓展、難以升級、線束極其復雜、線束的重量極其重、線束的成本極其高、裝配的效率極其低，這是傳統一位代E/E架構上面臨的典型問題。傳統ZCU也存在數據吞吐量低、網絡魯棒性差等問題。車企面向+區域架構轉型的過程中，必須解決Zonal控制器主要的計算需求，需要增強性的ZCU芯片解決方案。Zonal控制器主要價值總結為三個HUB：1. Data Hub，必須提供高性能邊緣計算;2. I/O Hub，能夠實現高效果的實時通信;3. Power Hub，實現智能供電。

　　紫光同芯在ZCU上也有布局，同時亮相今年的車展。本次展出的產品是新一代汽車域控MCU THA6 Gen2系列，該產品是國內一款采用Arm Cortex-R52+內核的ASIL D MCU，性能比肩國際頭部大廠的先進產品，適配國內外主流工具鏈，展現出的實時處理能力和多核性能表現，深受行業伙伴青睞，已應用于量產項目，在本次展會上備受關注。此外，本屆展會上，紫光同芯與ETAS達成戰略合作。

　　辰至半導體也布局了ZCU。今年4月，該公司在廣州正式宣布，其一款產品“C1系列”芯片已完成研發并成功點亮。該芯片作為域控芯片，覆蓋“域CCU+區域ZCU”全車身域控架構，提供完整解決方案。

　　C1系列采用16nm制程工藝，配備8核CPU與8核MCU，并集成CAN、LIN、Ethernet等多種通信接口，同時搭載安全加密引擎及多個高性能處理器。據辰至半導體介紹，C1系列在參數與性能方面對標恩智浦S32G系列、英飛凌TC39系列以及瑞薩R-Car系列中的中主控芯片。

　　今年4月，廣汽集團正式對外發布了12款車規級芯片。其中，與中興微電子聯合開發的C01芯片，也是國內一款自主設計的新一代16主要多域融合計算處理芯片。

　　模擬廠商也非常關注ZCU。納芯微面向車身域控、熱管理等關鍵應用，推出覆蓋直流有刷/步進/無刷電機，以及繼電器、電磁閥、螺線管等多類負載的產品組合，提供從小電流到大電流、從集成驅動到外置MOS智能預驅、從單通道到多通道的多方位解決方案。具體產品比如半橋集驅NSD8308/12、半橋預驅NSD3602/4/8、H橋驅動NSD731x、步進電機驅動NSD8381/9。

　　總結

　　ZCU正成為智能汽車電子電氣架構變革的主要環節，其較大的兩大意義在于eFuse和SOA(面向服務的架構)的應用，這一變革同時驅動著供應鏈格局的重構。

　　國際廠商NXP、Infineon、ST等憑借深厚積累不斷提供完整的解決方案，而本土力量如芯馳科技、辰至半導體等也在針對單個器件快速崛起。可以說，ZCU不是技術升級的產物，更是推動整個汽車產業生態從傳統協作向協同共生轉型的關鍵力量，正在深刻重塑智能汽車的“神經網絡”和產業格局。