國(guó)產(chǎn)廠商起步晚,，積累差，還有很長(zhǎng)的路要走,。正因如此,，說(shuō)明車規(guī)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代空間還有很大。在消費(fèi)級(jí)需求下降的今天,，新能源汽車成為新風(fēng)口,。如果現(xiàn)在不做車規(guī)，等到市場(chǎng)起來(lái)了可能湯都喝不到了,。所以對(duì)于所有想要有所作為,，長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的國(guó)產(chǎn)MCU廠商來(lái)說(shuō)，車規(guī)級(jí)MCU是必須攻克的山頭,。

　　10月7日,，美國(guó)拜登政府針對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體出臺(tái)了新一輪的禁令，禁止任何使用美國(guó)設(shè)備制造的先進(jìn)制程芯片出口給中國(guó),，制裁力度前所未有,。為此,，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)中的存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)遭受重創(chuàng)，先進(jìn)工藝的邏輯芯片也備受影響,，AI芯片面臨代工限制,。不過(guò)從某種程度來(lái)說(shuō)，這一制裁對(duì)于在28/40nm等成熟工藝領(lǐng)域做設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)MCU帶來(lái)了新的機(jī)會(huì),。事實(shí)上,，有很多應(yīng)用并不需要太高端的跑操作系統(tǒng)的應(yīng)用處理器，通過(guò)MCU依然可以實(shí)現(xiàn),。

　　近年來(lái),，由于受到芯片缺貨影響，國(guó)產(chǎn)MCU迅速補(bǔ)位,，并從消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)快速向工業(yè),、車規(guī)級(jí)市場(chǎng)轉(zhuǎn)型。車載 MCU 可分為 8 位,、16 位及 32 位,。車載 MCU 位數(shù)越多對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 處理能力越強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)的功能越多,。8 位 MCU 主要用于簡(jiǎn)單車身控制,，如空調(diào)、雨刷,、門窗,、座椅、低端儀表盤等,；16 位 MCU 主要用于中端的底盤和低端發(fā)動(dòng)機(jī)控制,，如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向,、懸架,、剎車等；32 位 MCU 主要用于高端的發(fā)動(dòng)機(jī)和車身控制,，如高端儀表盤,、高端發(fā)動(dòng)機(jī)、多媒體信息系統(tǒng),、安全系統(tǒng)等,。

　　國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)MCU起步較晚，“缺芯”背景下迎國(guó)產(chǎn)替代良機(jī),。目前包括兆易創(chuàng)新,、復(fù)旦微、芯?？萍?、中穎電子等廠商均在發(fā)力車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品并已陸續(xù)通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證。在日前結(jié)束的ELEXCON2022深圳國(guó)際電子展暨嵌入式系統(tǒng)展上,，各大國(guó)產(chǎn)芯片廠商紛紛亮相自己的車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品線,。除了國(guó)民技術(shù)、靈動(dòng)微電子,、燦芯半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)MCU典型代表,，還有剛剛從華大半導(dǎo)體剝離的小華半導(dǎo)體，有最近幾年風(fēng)頭正勁的航順,、極海,、芯旺微等玩家，也有近幾年新成立的澎湃微電子,、領(lǐng)芯微電子MCU新玩家,。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)業(yè)到今天已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)一輪市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和淘汰,，目前相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)可以進(jìn)入第二梯隊(duì),，在消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成績(jī),。

　　為什么要扎堆做車規(guī)MCU,？

　　筆者統(tǒng)計(jì)了富昌電子的國(guó)外MCU品牌交期，發(fā)現(xiàn)盡管消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品已經(jīng)不缺貨了,，但車規(guī)級(jí)MCU在Q4的交期仍普遍處于緊缺的情況,，在該領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代的情況并不明顯。

　　在MCU/MPU/汽車芯片類別中,，以上表格統(tǒng)計(jì)了6個(gè)品牌,，共計(jì)23款產(chǎn)品交期，產(chǎn)品貨期普遍超過(guò)20周,，其中貨期呈穩(wěn)定狀態(tài)的有2款產(chǎn)品,，占8%；價(jià)格呈穩(wěn)定狀態(tài)的有7款,，占30%,。需要注意的是， ST  MCU在Q4中貨期仍較為緊缺,，貨期不明朗,。

　　總體來(lái)看，MCU的供應(yīng)維持緊張態(tài)勢(shì),，貨期普遍落在26-52周之間,；MPU貨期落在30-52周之間，跟Q3相比有所提升,；汽車芯片不同品牌呈現(xiàn)的貨期相差較大,，英飛凌和瑞薩的汽車芯片交期較短,，但ST較為緊缺，無(wú)具體貨期,。

　　實(shí)際上,，車規(guī)級(jí)MCU由于具有較高的行業(yè)壁壘，全球市場(chǎng)由海外廠商壟斷,。車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體產(chǎn)品在工作溫度,、壽命、良率,、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等指標(biāo)要求嚴(yán)苛,，同時(shí)認(rèn)證過(guò)程復(fù)雜，一家從未涉足過(guò)汽車電子的供應(yīng)商若想進(jìn)入整車廠商的供應(yīng)鏈體系至少要花費(fèi)兩年左右的時(shí)間,。另外整車廠替代意愿不強(qiáng),，傾向于使用已通過(guò)驗(yàn)證的MCU產(chǎn)品，而非導(dǎo)入新廠商的產(chǎn)品,。

　　根據(jù) IC insights預(yù)計(jì),，2021 年車載 MCU 銷售額同比飆升 23%，創(chuàng) 76 億美元記錄,，之后依舊保持高增長(zhǎng),，2022 年同比增長(zhǎng) 14%，2023 年同比增長(zhǎng) 16%,。車載 32 位 MCU 市場(chǎng)表現(xiàn)強(qiáng)勁,，2021 年規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá) 58 億美元，占比超 3/4,，平均售價(jià)也上漲 13%至 0.72 美元,。

　　較高的行業(yè)壁壘使得車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)具備較高的市場(chǎng)集中度，根據(jù)Strategy Analysis數(shù)據(jù),，2020年海外廠商瑞薩電子,、恩智浦、英飛凌,、賽普拉斯,、德州儀器、微芯科技,、意法半導(dǎo)體市占率達(dá)到98%,。因此，在車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng),，仍然是賣方市場(chǎng),。國(guó)產(chǎn)MCU要繼續(xù)發(fā)展升級(jí)，車規(guī)級(jí)MCU是必須啃下的硬骨頭。

　　做車規(guī)MCU

　　至少5~10年可能虧錢

　　當(dāng)然,，盡管各大廠商扎堆宣布推出車規(guī)級(jí)MCU,，但實(shí)際情況不如想象中樂(lè)觀，也有不少?gòu)S商對(duì)于是否大力投入資源做車規(guī)心存疑慮,。某國(guó)產(chǎn)MCU市場(chǎng)負(fù)責(zé)人老王（化名）在展會(huì)上對(duì)筆者表示,，他們公司內(nèi)部做過(guò)評(píng)估，做車規(guī)MCU至少5~10年都有可能是虧錢的一個(gè)業(yè)務(wù),。

　　車規(guī)級(jí) MCU 相較通用 MCU 芯片有更多技術(shù)要求。根據(jù)芯?？萍脊?，車規(guī)MCU 相比通用型多了如下技術(shù)要求：（1）集成數(shù)據(jù)加密模塊，并具有全局存儲(chǔ)器保護(hù)功能,；（2）專用的 PWM,，比較捕獲單元及定時(shí)器；（3）靈活的端口功能配置,；（4）時(shí)鐘控制電路的備份和魯棒性,，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臅r(shí)序約束；（5）模擬模塊的寬溫度范圍的指標(biāo)控制,，自校準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)的控制等,。

　　車規(guī)級(jí) MCU 具有三大認(rèn)證門檻，認(rèn)證時(shí)間長(zhǎng),、進(jìn)入難度大,。車規(guī)級(jí) MCU 企業(yè)在進(jìn)入整車廠的供應(yīng)鏈體系前，一般需符合三大車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：在設(shè)計(jì)階段要遵循的功能安全標(biāo)準(zhǔn) ISO26262,，在流片和封裝階段要遵循的 AEC-Q001~004以及 IATF16949,，以及在認(rèn)證測(cè)試階段要遵循的 AEC-Q100/Q104。其中,，AECQ100 分為四個(gè)可靠性等級(jí),，從低到高分別為 3、2,、1,、0；ISO26262 定義的 ASIL有四個(gè)安全等級(jí),，從低到高分別為 A,、B、C,、D,；AEC-Q100 系列認(rèn)證一般至少需要 1-2 年的時(shí)間，而 ISO26262 的認(rèn)證難度更高,，周期更長(zhǎng),。在考慮到芯片上車后還需要認(rèn)證的時(shí)間,，整體上車規(guī)級(jí)芯片從流片到相關(guān)車型量產(chǎn)出貨可能要 3-5 年時(shí)間。

　　“我們好歹還有比較穩(wěn)定的其它業(yè)務(wù),，可以支撐一下研發(fā)的投入,。其它有些公司我覺(jué)得會(huì)比較困難，你看今年Q3的財(cái)報(bào)有一些已經(jīng)很不好了,?！崩贤醣硎荆鲕囈?guī)MCU時(shí)間周期長(zhǎng),、投入大,，但目前來(lái)看其實(shí)市場(chǎng)有限，回報(bào)沒(méi)有想象中大,。

　　老王所說(shuō)的困難,，其實(shí)就是指從去年到今年上半年的這一波缺貨結(jié)束后帶來(lái)的一地雞毛。這一波缺貨對(duì)于國(guó)產(chǎn)芯片固然是一個(gè)替代的好機(jī)會(huì),，不少?gòu)S商賺到了幾年的錢,，借此機(jī)會(huì)很多過(guò)去不用國(guó)產(chǎn)芯片的客戶開(kāi)始嘗試接受國(guó)產(chǎn)MCU。但在缺貨期間,，也出現(xiàn)了很多問(wèn)題,，有一些廠商對(duì)客戶做了一些很不好的事情。筆者總結(jié)了主要有三點(diǎn)：

　　部分國(guó)產(chǎn)MCU（成立三到四年）集中在比較低端的通用MCU市場(chǎng),，最開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)打價(jià)格戰(zhàn),，等到缺貨以后又迅速提交（甚至簽完合同提價(jià)），經(jīng)營(yíng)不規(guī)范,，缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,。等到缺貨結(jié)束，不少公司又開(kāi)始猛給代理商壓貨,，對(duì)自己的渠道建設(shè)傷害很大,。

　　缺乏中高端產(chǎn)品，能夠替代的還是消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品,，工規(guī),、車規(guī)的產(chǎn)品非常少。

　　內(nèi)功不足,，積累不夠,。參數(shù)宣傳可以平替國(guó)外大品牌，但最基本的技術(shù)文檔都寫(xiě)不好,。另外生態(tài)工具鏈也是需要花很多時(shí)間和精力去做的事情,。

　　點(diǎn)評(píng)：

　　國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU現(xiàn)狀的三大不足之處

　　上述這三點(diǎn)問(wèn)題，如果只是做消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品，其實(shí)可以隨著時(shí)間慢慢改善,。但是如果做車規(guī)產(chǎn)品,，就涉及到量產(chǎn)后的一致性、穩(wěn)定性等問(wèn)題,。據(jù)老王介紹,，盡管消費(fèi)級(jí)的成熟工藝國(guó)內(nèi)已經(jīng)可以做了。但車規(guī)級(jí)的成熟工藝,，國(guó)內(nèi)代工廠能做的并不多,，大部分流片還是要去找臺(tái)灣或國(guó)外廠商?！拔覀兊墓に嚻鋵?shí)是確實(shí)的,，全球能做汽車工藝的晶圓廠其實(shí)沒(méi)幾家，都不是大陸的,。”老王也表示,，雖然類似于國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際也在聯(lián)系他們來(lái)做免費(fèi)的車規(guī)產(chǎn)品試產(chǎn),，但試產(chǎn)和量產(chǎn)是兩個(gè)概念。

　　除了車規(guī)級(jí)工藝不被國(guó)內(nèi)掌控之外,，筆者總結(jié),，國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU的現(xiàn)狀至少還存在以下幾大問(wèn)題：

　　01

　　產(chǎn)品低端

　　國(guó)內(nèi)車載 MCU 廠商目前多用于簡(jiǎn)單的車身控制，比如汽車雨刷,、車燈,、車窗等場(chǎng)景。對(duì)于電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),、電子車身穩(wěn)定系統(tǒng),、防抱死剎車系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng),、新能源車載逆變器,、電池管理系統(tǒng)等比較高端的，對(duì)于安全穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景支持力度不夠,。國(guó)內(nèi)能做發(fā)動(dòng)機(jī)控制的MCU不能說(shuō)沒(méi)有,，但比例很小。

　　02

　　容易被卡

　　大多直接采用ARM的IP授權(quán),，容易被卡脖子,。國(guó)產(chǎn)汽車 MCU 大多采用 ARM Cortex-M3 以下的低性能架構(gòu)，不僅性能不及國(guó)外的 M7 架構(gòu),，在中美貿(mào)易摩擦的背景下存在授權(quán)被“禁用”的風(fēng)險(xiǎn),。而目前基于RISC-V的IP核用在車規(guī)級(jí)領(lǐng)域的并不多。

　　03

　　Fabless模式

　　國(guó)產(chǎn)MCU大多是Fabless模式。由于車規(guī)芯片對(duì)包括設(shè)計(jì),、制造,、封測(cè)在內(nèi)的全環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的要求，IDM 廠商在制造和封測(cè)工藝上有自己的技術(shù)和積累,，因此更有優(yōu)勢(shì),。可以看到目前主流的汽車 MCU 廠商均為 IDM 模式,。由于國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU大部分是Fabless 模式,，所以只適用于 AEC-Q 系列和 ISO26262 認(rèn)證。大部分廠商已經(jīng)通過(guò) AEC-Q100 的認(rèn)證,，僅有少量國(guó)產(chǎn)廠商通過(guò) ISO 26262 認(rèn)證,。

　　總的來(lái)看，國(guó)產(chǎn)MCU廠商起步晚,，積累差,，還有很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)筆者認(rèn)為,，正是因?yàn)槿绱?，說(shuō)明車規(guī)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代空間還有很大。在消費(fèi)級(jí)需求下降的今天,，新能源汽車成為新風(fēng)口,。如果現(xiàn)在不做車規(guī)，等到市場(chǎng)起來(lái)了可能湯都喝不到了,。所以對(duì)于所有想要有所作為,，長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的國(guó)產(chǎn)MCU廠商來(lái)說(shuō)，車規(guī)級(jí)MCU是必須攻克的山頭,。

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