最近兩年MCU的缺貨使得MCU成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是車用MCU現(xiàn)在仍處于缺貨的局面。據(jù)中國轎車工業(yè)協(xié)會副秘書長李邵華泄漏，本年1~2月，芯片缺少問題已形成國內(nèi)整車出產(chǎn)企業(yè)減產(chǎn)5%~8%。根據(jù)車規(guī)MCU的戰(zhàn)略重要性和稀缺性，國內(nèi)許多主機(jī)廠已經(jīng)傾向于優(yōu)先選擇可用的國產(chǎn)MCU芯片。然而在高端車規(guī)MCU范疇，我國一直是處于弱勢位置。但是咱們看到，近日，國內(nèi)的曦華科技已通過ISO26262 ASIL-D第一流別的車規(guī)認(rèn)證，并成功點(diǎn)亮了公司首款32位高端MCU產(chǎn)品。在高端轎車MCU的征途上，我國再添一員虎將，也讓咱們對國內(nèi)高端車規(guī)MCU開展充滿等待。

　　方針和商場雙輪驅(qū)動，

　　轎車MCU國產(chǎn)化助推力量很大

近幾年來，隨著轎車三化（智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化）的迅速開展，轎車關(guān)于芯片的數(shù)量快速增長，性能要求也越來越高。而無論是傳統(tǒng)轎車還是三化中的轎車其關(guān)于MCU的用量都是巨大的，其主要用于車身動力總成、車身操控、發(fā)動機(jī)操控單元、輔佐駕駛等。平均一輛車要用到70顆以上的MCU，占據(jù)轎車所有半導(dǎo)體器件的30%。

這造就了龐大的轎車MCU商場，IC Insights 猜測，從2021年到2026年，超低功耗MCU 總出售額估計(jì)將以6.7%的復(fù)合年增長率增長，到2026年將到達(dá)272億美元。而詳細(xì)到本年，2022年全球MCU出售額將增長10%，到達(dá)215億美元的歷史新高，其間轎車MCU的增長速度將超過大多數(shù)其他終究用途類別。而在整個轎車MCU商場中，超過3/4的轎車MCU出售來自32位MCU，IC insighs的數(shù)據(jù)猜測，未來五年，32位MCU的出售額估計(jì)將以9.4%的復(fù)合年增長率增長，到2026年到達(dá)200億美元。

然而在龐大的轎車MCU商場中，將近9成集中在6大廠中——恩智浦、Microchip、瑞薩、ST、英飛凌和德州儀器，國產(chǎn)化率僅有1%-2%。但轎車芯片國產(chǎn)化的助推力氣很大。一方面經(jīng)歷了貿(mào)易沖突的影響及缺芯斷供等危機(jī)，OEM整車廠出于芯片供應(yīng)鏈的安全會十分歡迎和期待國產(chǎn)芯片的出現(xiàn)和早日使用；另一方面，國家的國產(chǎn)化率大規(guī)劃要求也倒逼整車廠開端擁抱國產(chǎn)芯片廠商。未來5-10年是國產(chǎn)車規(guī)MCU企業(yè)發(fā)展的黃金時代。

　　邁過車規(guī)認(rèn)證門檻，走向高端

無論是轎車MCU還是其他轎車芯片，都繞不開兩大車規(guī)認(rèn)證：一是AEC-Q100可靠性規(guī)范；二是符合ISO26262規(guī)范的ASIL功用安全確保等級。現(xiàn)在國內(nèi)多家車規(guī)芯片企業(yè)都已獲得了跟質(zhì)量可靠性相關(guān)的AECQ100認(rèn)證，但國內(nèi)獲得ISO 26262認(rèn)證的企業(yè)并不多，而能拿到ISO 26262“ASIL-D”如此高等級認(rèn)證的企業(yè)更是屈指可數(shù)。

ISO 26262轎車功用安全規(guī)范是國際規(guī)范化組織制定的一項(xiàng)全球性規(guī)范，并于2018年12月發(fā)布全新版別。該規(guī)范包括轎車功用安全完好生命周期，包括產(chǎn)品的需求、規(guī)劃、完成、集成、驗(yàn)證，以及認(rèn)可辦法和必要的支撐活動。通過完善的開發(fā)流程，將轎車電氣或電子體系由于故障帶來的風(fēng)險降到最低。

關(guān)于當(dāng)下轎車規(guī)劃越來越雜亂而且具有大量ECU、傳感器和執(zhí)行器的時代，確保產(chǎn)品開發(fā)和調(diào)試每個階段的功用安全變得愈加重要。而ISO26262規(guī)范的ASIL正是開發(fā)高度可靠和功用安全轎車使用的一個必要確保。ASIL依據(jù)事故的嚴(yán)峻程度、頻率和可控性，從最低的A級到最高的D級有四個等級，D級是要求接連使用1億小時故障發(fā)生率小于一次的最嚴(yán)厲等級。在轎車各個部件中，安全氣囊、防抱死制動器和動力轉(zhuǎn)向體系等體系需求ASIL-D等級，因?yàn)榕c它們故障相關(guān)的風(fēng)險最高；而尾燈等組件只需求ASIL-A等級；頭燈和剎車燈一般為ASIL-B，而巡航操控一般為ASIL-C。

大多數(shù)的國產(chǎn)代替MCU產(chǎn)品首要從ASIL-B功用安全等級入手。不過，國內(nèi)企業(yè)也已開端在向更高功用安全等級跨進(jìn)。6月24日、查驗(yàn)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國萊茵TUV集團(tuán)ISO 26262“ASIL-D”功用安全流程管理證書，這是轎車功用安全中的最高等級。

任何轎車零部件的安全生命周期都始于體系界說，應(yīng)該從一開端就將安全考量在內(nèi)，關(guān)于高等級的轎車芯片來說，更應(yīng)該在規(guī)劃之初就將ASIL安全等級考慮在內(nèi)。反過來說，ASIL也給了轎車芯片廠商在規(guī)劃開發(fā)過程中的一個良好指引，使得車規(guī)級芯片在規(guī)劃、驗(yàn)證、出產(chǎn)等階段有相應(yīng)的參考規(guī)范。

　　國產(chǎn)轎車MCU廠商實(shí)力乍顯

近幾年在國產(chǎn)代替的大風(fēng)口之下，本鄉(xiāng)MCU廠商如漫山遍野般出現(xiàn)，面臨國際大廠的先發(fā)優(yōu)勢下，國內(nèi)MCU廠商從車身域開端切入，現(xiàn)在已經(jīng)在這些范疇占領(lǐng)了一定的國內(nèi)商場。但低端的車規(guī)MCU產(chǎn)品進(jìn)入門檻盡管相對較低，因此也很容易進(jìn)入紅海商場，向中高端車規(guī)MCU范疇進(jìn)擊是國產(chǎn)MCU范疇的終極目標(biāo)。國內(nèi)也陸續(xù)有廠商開端獲得車規(guī)認(rèn)證，踏上車規(guī)MCU的攻堅(jiān)研發(fā)和上車之路。國產(chǎn)轎車MCU實(shí)力正在不斷增強(qiáng)。

國產(chǎn)轎車MCU的實(shí)力具體可從MCU的分類來進(jìn)行分析。低功耗MCU具有多種分類方式，如按位數(shù)、內(nèi)核、指令集、存儲器結(jié)構(gòu)等多種。

從位數(shù)來看，MCU可以分為4位、8位、16位和32位，位數(shù)越高，MCU的處理能力越強(qiáng)，所能使用的場景越雜亂。在轎車MCU商場，8位和32位是干流。8位具有超低本錢和規(guī)劃簡單等優(yōu)勢，首要用于轎車風(fēng)扇、雨刷天窗等；32位占絕對優(yōu)勢，其可用的轎車場景包括轎車動力體系、智能座艙、車身操控。

在這個范疇，國內(nèi)轎車MCU玩家中8位居多，如芯旺微、比亞迪、杰發(fā)科技都有8位的車規(guī)MCU等。而能在32位車規(guī)MCU取得重大突破的只有少數(shù)，如杰發(fā)科技有符合AEC-Q100的32位車規(guī)級MCU芯片；兆易立異的車規(guī)MCU也已經(jīng)流片；值得一提的是，在32位高性能車規(guī)MCU范疇，殺出一員虎將，近來，其32位高性能MCU芯片M01系列已成功點(diǎn)亮并順利完成測試。所以僅從轎車MCU的位數(shù)上來看，國產(chǎn)MCU的實(shí)力正在顯著提高。

按照所選用的內(nèi)核來分，有Arm、RISC-V、MIPS，以及各企業(yè)自研的內(nèi)核等，在這其中，現(xiàn)在Arm內(nèi)核占一半以上。Arm的Cortex內(nèi)核首要分為A、R、M三類，其中A系列主計(jì)劃力，在轎車范疇的首要應(yīng)用是座艙和自動駕駛；R系列在于實(shí)時操控，首要用于轎車底盤和操控系統(tǒng)；MCU產(chǎn)品首要是選用M系列，M系列又包含多個種類。

現(xiàn)在整個國內(nèi)車規(guī)MCU商場的玩家，大都選用Arm Cortex-M0/M3內(nèi)核，他們從車燈、車窗操控及雨刷等轎車邊際小節(jié)點(diǎn)開端切入。比較于國外MCU廠商所選用的一些高性能M4/M7內(nèi)核，國內(nèi)方面則相對較少，現(xiàn)在了解到的是，Arm Corex-M4F內(nèi)核，該內(nèi)核的主頻高達(dá)160MHz，能滿足ISO26262 ASIL-B安全等級，片內(nèi)集成CSE加密內(nèi)核及國密算法引擎，適用于更高端的車身域操控器、矩陣式前大燈、BMS電池管理、動力及底盤通用電機(jī)操控等場景。

轎車MCU國產(chǎn)化前路上的挑戰(zhàn)

從長遠(yuǎn)來看，轎車MCU國產(chǎn)化是一場持久戰(zhàn)，除了芯片設(shè)計(jì)這一環(huán)外，還面臨一些挑戰(zhàn)：一個是晶圓制作；另外一個是人才問題。

在生產(chǎn)制作這一環(huán)，歐美的MCU廠商如恩智浦、英飛凌等均選用IDM形式，他們在代工緊缺時可以更有用保證產(chǎn)能。全球首要的外包MCU代工廠集中在臺積電、聯(lián)電、格芯、中芯國際和華虹等，上一年MCU產(chǎn)能缺乏，國內(nèi)MCU廠商深受其害。轎車MCU所選用的工藝相對成熟，也并非是傳統(tǒng)代工廠的中心業(yè)務(wù)，在產(chǎn)能緊缺時，其優(yōu)先級有限。這點(diǎn)從上一年缺芯的經(jīng)驗(yàn)中咱們已意識到。如果國產(chǎn)MCU要想供應(yīng)鏈安全往后勢必要轉(zhuǎn)向國內(nèi)生產(chǎn)，國內(nèi)晶圓代工才能還有待提高。

在打造轎車芯片國內(nèi)生態(tài)方面，該聯(lián)盟旨在建立我國轎車芯片工業(yè)立異生態(tài)，打破職業(yè)壁壘，補(bǔ)齊職業(yè)短板，完成我國轎車芯片工業(yè)的自主安全可控和全面快速開展。為車輛功用安全在半導(dǎo)體的實(shí)施，和我國轎車芯片職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定提供專業(yè)的定見和主張。

據(jù)我國半導(dǎo)體職業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2021年我國設(shè)計(jì)業(yè)企業(yè)數(shù)量達(dá)到2810家，比2020年增加592家，同比增加了26.7%。關(guān)于創(chuàng)業(yè)初期的芯片創(chuàng)企來說，其招募往往以有豐厚經(jīng)驗(yàn)的人才為主。但是未來跟著芯片產(chǎn)品的不斷迭代，工業(yè)的開展壯大離不開更多的人才參加。所以往后關(guān)于人才的培育也是轎車MCU國產(chǎn)化乃至芯片國產(chǎn)化的必經(jīng)之路。企業(yè)也需求注重文化及價值觀建立，未來吸引更多潛在的人才加以培育留用。

　　寫在最后

在我國新能源智能化轎車工業(yè)大開展、轎車缺芯、轎車電氣架構(gòu)革新演化的大布景下，國產(chǎn)車規(guī)MCU迎來了十分寬廣的開展機(jī)會。咱們很高興看到這樣的國產(chǎn)MCU企業(yè)敢于向兼具32位、高性能內(nèi)核、功用安全+信息安全多功用的高端MCU包圍，這是國內(nèi)整車職業(yè)和國內(nèi)芯片開展壯大的一大幸事。也期望能有越來越多的處于這個范疇的廠商應(yīng)該肩負(fù)起強(qiáng)壯的使命感和責(zé)任感，為我國轎車芯片的開展添磚加瓦。