近幾年來(lái)，汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”變革趨勢(shì)加速，電動(dòng)化和智能化成為汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)已是業(yè)內(nèi)共識(shí)。

在這個(gè)進(jìn)程中，MCU作為汽車向電動(dòng)化和智能化發(fā)展的關(guān)鍵芯片，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越豐富，正迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升的快速發(fā)展期。

據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2023全球車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)86.46億美元，同比增長(zhǎng)4.34%，隨著未來(lái)新能源及自動(dòng)駕駛汽車滲透率持續(xù)增長(zhǎng)，車規(guī)級(jí)MCU有望成為MCU市場(chǎng)增速最快的細(xì)分領(lǐng)域之一。

可見，在行業(yè)變革和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，車規(guī)級(jí)MCU成為了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。


新能源汽車是MCU芯片市場(chǎng)強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力

具體從汽車電子方面分析，根據(jù)相關(guān)資料可知，傳統(tǒng)普通燃油車攜帶ECU（由MCU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口等等大規(guī)模集成電路組成）約70個(gè)，豪華燃油車約150個(gè)，而智能汽車由于智能座艙和自動(dòng)駕駛的高算力需求，ECU數(shù)量會(huì)激增至約300個(gè)，為普通燃油車4.3倍，而每個(gè)ECU單元里至少需要使用一顆MCU芯片。

根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別完成705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)96.9%和93.4%，滲透率達(dá)到25.6%，高于上年12.1個(gè)百分點(diǎn)。由此可見，隨著汽車智能化程度加深，MCU芯片需求不斷增加，并且新能源汽車成為市場(chǎng)強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力。

汽車電子中所使用的半導(dǎo)體即車規(guī)級(jí)芯片，主要有主控芯片(MCU/SoC)，功率芯片(IGBT)，傳感器芯片(CIS)和存儲(chǔ)芯片(Flash)四大類，車規(guī)級(jí)芯片廣泛應(yīng)用于汽車的動(dòng)力系統(tǒng)、智能座艙及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，是汽車電子核心元器件。依規(guī)格種類不同，MCU有8位、16位、32位等類型，在車窗、座椅調(diào)節(jié)、動(dòng)力總成、車身控制、電池電機(jī)控制、整車熱管理系統(tǒng)等方面都有MCU的參與。

近年來(lái)，汽車電動(dòng)化和智能化帶動(dòng)單車MCU用量呈增加趨勢(shì)，我國(guó)車規(guī)級(jí)MCU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也在持續(xù)提升。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)車規(guī)級(jí)MCU行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)26.87億美元，同比增長(zhǎng)25.85%，預(yù)計(jì)2024年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)37.85億美元。


“新四化”大潮下，汽車急需“中國(guó)芯”

在智能汽車時(shí)代，“得車‘芯’者得天下”這句話一直廣為流傳。工信部裝備工業(yè)一司副司長(zhǎng)郭守剛更是以“汽車芯片成為全球汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的角力點(diǎn)”，來(lái)概括芯片在當(dāng)前汽車電動(dòng)化、智能化這一百年之大變革中，所發(fā)揮的關(guān)鍵引領(lǐng)作用。

通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)看，燃油車時(shí)代，單車芯片需求約為300-500顆，而當(dāng)下的智能電動(dòng)車單車芯片搭載量則超過(guò)了1000顆，未來(lái)L4級(jí)別車輛的單車芯片需求更將超過(guò)3000顆。以中國(guó)汽車行業(yè)為例，2022年整車銷售規(guī)模達(dá)4.58萬(wàn)億元，汽車芯片銷售規(guī)模為1219億元，其重要性不言而喻；2030年，中國(guó)汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到290億美元，年需求量將超過(guò)450億顆。

盡管我國(guó)汽車芯片需求領(lǐng)跑全球，但對(duì)外依賴程度卻很高，目前國(guó)產(chǎn)供給率僅為10%左右，換言之，就是每一輛汽車90%以上的芯片都依賴進(jìn)口，“缺芯少核”的痛點(diǎn)持續(xù)暴露。

以最為重要、技術(shù)含量也最高的汽車芯片之一——MCU為例。MCU（Mcrocontroller Unit，微型控制單元）俗稱單片機(jī)，凡是在需要計(jì)算機(jī)程序控制的地方，都可以見到它的身影，汽車端是全球 MCU 最大的市場(chǎng)，占比約為33%。

MCU在汽車中的角色類似于人體的神經(jīng)細(xì)胞，一輛汽車平均有50至100個(gè)MCU，在一輛車所使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量中占比約為30%，主要作用于核心的安全與駕駛方面，包括智能駕駛輔助系統(tǒng)的控制、底盤安全、車身控制、動(dòng)力控制、信息娛樂(lè)等。一旦缺了其中關(guān)鍵的一枚，汽車就面臨無(wú)法生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

雖然MCU的重要性眾所周知，但由于車規(guī)級(jí)MCU相較通用MCU芯片，在使用環(huán)境、可靠性、安全性、一致性、使用壽命、長(zhǎng)期供貨能力等方面都有著更為嚴(yán)苛的要求，并且通常會(huì)面臨產(chǎn)品研發(fā)難度大、周期長(zhǎng)（一般在34—48個(gè)月），車規(guī)認(rèn)證體系復(fù)雜、流程長(zhǎng)、客戶導(dǎo)入門檻高等多重障礙，所以盡管國(guó)內(nèi)做MCU的公司有上百家，其中不乏年出貨量上億顆的企業(yè)，但大多活躍在工業(yè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域，對(duì)車規(guī)級(jí)MCU尤為謹(jǐn)慎。

因此，長(zhǎng)期以來(lái)車規(guī)級(jí)MCU基本被國(guó)外廠商壟斷，根據(jù)公開信息，2021年全球近98%份額的MCU市場(chǎng)被前七大供應(yīng)商占據(jù)，分別為瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯、意法半導(dǎo)體等，無(wú)一中國(guó)廠商。

這一“軟肋”在芯片領(lǐng)域逆全球化的當(dāng)下，將對(duì)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展構(gòu)成巨大潛在風(fēng)險(xiǎn)。尤其是近期，美國(guó)白宮發(fā)布最新聲明稱，針對(duì)中國(guó)電動(dòng)汽車的關(guān)稅稅率將從25%提升至100%，外部環(huán)境日益復(fù)雜的背景下，如何打造自主可控的汽車芯片供應(yīng)鏈體系，已然成為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。


國(guó)產(chǎn)替代挺過(guò)認(rèn)證期

在此契機(jī)下，國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)快速成長(zhǎng)，技術(shù)實(shí)力不斷取得突破。其中，以曦華科技為代表的本土芯片廠商，正在抓住這一時(shí)代機(jī)遇。

曦華科技認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU發(fā)展有三個(gè)階段：第一個(gè)階段是缺貨階段，這是國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU發(fā)展的歷史性機(jī)遇；第二階段是車企重新調(diào)整供應(yīng)商名單，希望單一供應(yīng)商能夠提供更豐富的料號(hào)；第三階段是當(dāng)前的資本市場(chǎng)遇冷，整車廠需要國(guó)產(chǎn)MCU廠商能夠證明自己長(zhǎng)久供貨的能力。

基于上述行業(yè)背景和發(fā)展現(xiàn)狀，曦華科技憑借已經(jīng)取得的技術(shù)積累和市場(chǎng)成績(jī)，積極投身車規(guī)MCU市場(chǎng)，聚焦差異化優(yōu)勢(shì)布局，圍繞“MCU+”戰(zhàn)略打造車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品，從特色應(yīng)用場(chǎng)景上為客戶帶來(lái)降本增效的體驗(yàn)。

2022年，曦華科技正式量產(chǎn)了首款自研車規(guī)級(jí)MCU——藍(lán)鯨CVM014x系列，并通過(guò)了ISO26262 ASIL-B產(chǎn)品認(rèn)證，并且支持信息安全加密；在2023年Q1季度正式推出基于ARM Cortex M0+內(nèi)核的車規(guī)級(jí)MCU新品CVM011x系列。曦華科技公司全系產(chǎn)品均通過(guò)AEC-Q100車規(guī)可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，并內(nèi)嵌信息安全模塊及加密引擎。

曦華科技的“MCU+”產(chǎn)品升級(jí)方式就是針對(duì)特定的場(chǎng)景，在MCU內(nèi)部集成相應(yīng)的資源，比如觸控、車燈、電機(jī)、無(wú)線充電等特定應(yīng)用。

“與國(guó)際巨頭相比，曦華科技在基礎(chǔ)能力方面和國(guó)際大廠沒有明顯差距，后者的優(yōu)勢(shì)在于規(guī)模和縱向整合”，同時(shí)，曦華科技強(qiáng)調(diào)道，包括曦華科技在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)MCU廠商，與整車廠、Tier 1之間的溝通是非常直接和快速的，因此可以清晰地了解到客戶的需求，幫助我們?cè)诋a(chǎn)品定義和產(chǎn)品規(guī)劃方面做創(chuàng)新、高效的決定，我們的反應(yīng)比國(guó)際大廠要快得多。

而作為國(guó)內(nèi)較早布局汽車市場(chǎng)的本土MCU企業(yè)之一，芯旺微電子于成立第三年，也就是2015年便啟動(dòng)車規(guī)級(jí)MCU的技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)。憑借豐富的車規(guī)級(jí)技術(shù)積累及產(chǎn)品儲(chǔ)備，先后于2019年、2020年量產(chǎn)8位及32位車規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品，到2024年芯旺微電子已有超60款車規(guī)MCU產(chǎn)品，可應(yīng)用于底盤系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、智駕系統(tǒng)和座艙系統(tǒng)等場(chǎng)景中，覆蓋超過(guò)95%車身控制應(yīng)用需求。

如今，芯旺微電子KungFu內(nèi)核車規(guī)級(jí)MCU一騎絕塵。3月18日，芯旺微電子官宣其旗下KungFu內(nèi)核車規(guī)級(jí)MCU累計(jì)交貨突破1億顆，這一成績(jī)不僅創(chuàng)下了我國(guó)該行業(yè)內(nèi)的新記錄，為汽車芯片本土化的發(fā)展注入了一劑強(qiáng)心針，更是標(biāo)志著車規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)鏈和處理器獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了里程碑式的突破，國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)芯片廠商在超高安全標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外頭部廠商的“雙重夾擊”下正加速突圍。

基于差異化競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)自主可控、可持續(xù)發(fā)展的考慮，芯旺微電子在技術(shù)上選擇了一條自主創(chuàng)新之路——以KungFu架構(gòu)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新構(gòu)建了含KungFu配套開發(fā)工具，包括集成開發(fā)環(huán)境、C編譯器和仿真器于一體、可持續(xù)發(fā)展的KungFu大生態(tài)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了從芯片到工具鏈的全自主，意味著不再受制于第三方內(nèi)核IP 授權(quán)體系的限制，保證MCU 核心技術(shù)的自主、安全、可控。

隨著汽車成為近年半導(dǎo)體需求增速最快的領(lǐng)域，“上車”也成為國(guó)內(nèi)芯片廠商追逐的增長(zhǎng)新動(dòng)力。據(jù)蓋世汽車統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)共有23家芯片公司布局車規(guī)級(jí)MCU。


結(jié)語(yǔ)

新一輪智能汽車的競(jìng)爭(zhēng)熱潮已經(jīng)掀開，展望2024年，電動(dòng)化和智能化將成為新能源汽車行業(yè)決定比賽的勝負(fù)手。

而中國(guó)作為全球最主要的新能源汽車市場(chǎng)，無(wú)論是汽車行業(yè)的演進(jìn)速度，還是廠商和消費(fèi)者對(duì)新技術(shù)的適應(yīng)速度和接受意愿，在全球各大市場(chǎng)中都是獨(dú)一無(wú)二。尤其是隨著華為、小米等科技巨頭加入“戰(zhàn)局”，中國(guó)新能源汽車開始加速?gòu)碾妱?dòng)化駛向智能化的新高地。

在此趨勢(shì)下，車規(guī)級(jí)MCU需求量高速增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)芯片廠商發(fā)展即將步入“深水區(qū)”。