當(dāng)前,，在“新四化”浪潮推動下,，汽車產(chǎn)品形態(tài)不斷革新，技術(shù)演進(jìn)也在持續(xù)進(jìn)行,，諸如電子電氣架構(gòu)從分布式向域控制,、中央集成計算轉(zhuǎn)變，以及軟件定義汽車等,，都在催生汽車電子行業(yè)更大的變革,。

　　01

　　汽車“新四化”浪潮下，車規(guī)MCU需求旺盛

　　在汽車電子技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用升級的行業(yè)趨勢下,，不斷催生汽車半導(dǎo)體新的需求,，各類汽車電子零部件需求量均有不同程度地提高,。其中，作為汽車從電動化向智能化深度發(fā)展的關(guān)鍵元器件之一,，車規(guī)級MCU正迎來量價齊升的快速發(fā)展期,。

　　在汽車電子各個系統(tǒng)當(dāng)中，基本都需要采用MCU作為運作控制的核心,，負(fù)責(zé)各種信息的運算處理，用于汽車的動力總成,、輔助駕駛,、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、底盤安全,、信息娛樂以及車身電子等方向,。

　　據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2026年全球汽車MCU銷售額將達(dá)到110億美元,，占整個MCU市場出貨量的40%,，市場前景廣闊。

　　與此同時,，隨著汽車電子電氣架構(gòu)的變革,，對MCU的性能、集成度,、功能安全和信息安全等要求也越來越高,。因此，高算力/高性能/高可靠的車規(guī)級MCU正在成為市場的主流,。

　　雖然智能汽車的發(fā)展推動了MCU市場的快速擴(kuò)容,，但也有觀點指出，在域集中架構(gòu),、中央計算架構(gòu)下,，越來越多功能走向集成，芯片整合度提高也會影響到每輛車上MCU的用量,。

　　圖源：博世

　　國內(nèi)汽車芯片企業(yè)芯馳科技認(rèn)為,，車規(guī)MCU市場需求是快速變化的，未來市場分布將不再是梯形/金字塔形,，性能在中間級別的MCU需求會減少,，隨著EE架構(gòu)的變化整車功能變得越來越集中，多個中低需求MCU會被高性能MCU替代,；另外,，智能電動趨勢下，智能傳感器的需求增加,，一些入門級但有豐富模擬集成的專用MCU需求也會增加,。

　　依此來看,，隨著整車智能化發(fā)展，性能指標(biāo)在高低兩端的MCU需求會增加,。尤其是高性能,、高安全、高可靠的32位MCU被認(rèn)為是未來幾年增量可觀的市場,，正在加速替代過去中低端的8/16位產(chǎn)品,。有數(shù)據(jù)顯示，2020年32位高端MCU的需求占比已達(dá)到62%,，預(yù)計2025年將提升至70%,。

　　可見，在汽車“新四化”浪潮席卷全球,，智能汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展趨勢下,，車規(guī)MCU領(lǐng)域迎來更廣闊的發(fā)展空間。

　　02

　　車規(guī)MCU芯片賽道,，競爭加劇

　　長期以來,，由于車規(guī)級MCU 技術(shù)門檻高、認(rèn)證周期長,，對可靠性,、安全性、一致性,、壽命等要求很高,，全球汽車MCU芯片市場主要由海外大廠把控。

　　據(jù)Strategy Analysis數(shù)據(jù),，車規(guī)級MCU大部分的市場份額被恩智浦,、瑞薩、英飛凌,、意法半導(dǎo)體,、Microchip等國際大廠占據(jù)，本土車規(guī)MCU的國產(chǎn)化率不足5%,。而在需求側(cè),，中國汽車市場約占全球份額的30%，是汽車芯片需求最大的市場,。

　　基于上述行業(yè)現(xiàn)狀,，以及缺芯事件和地緣政治關(guān)系的驅(qū)使，芯片自主可控成為未來發(fā)展的大趨勢,。在市場端的積極情緒下,，國產(chǎn)MCU企業(yè)開始加快市場進(jìn)程，紛紛入局車規(guī)級藍(lán)海市場,。據(jù)不完全統(tǒng)計,，僅在2022年就有將近20家國內(nèi)企業(yè)推出了車規(guī)級MCU產(chǎn)品,，有些已經(jīng)通過認(rèn)證，有些還在認(rèn)證之中,，另有少部分企業(yè)的車規(guī)級MCU產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)上車,。

　　國內(nèi)幾款主流32位車規(guī)MCU對比

　　以國內(nèi)MCU龍頭兆易創(chuàng)新為例，2020年兆易創(chuàng)新開始車規(guī)產(chǎn)品布局,，經(jīng)過兩年多的開發(fā)驗證,，GD32A503系列車規(guī)級MCU于2022年9月正式推出。該系列MCU基于Arm Cortex-M33內(nèi)核,，采用40nm車規(guī)工藝制程和高速嵌入式閃存eFlash技術(shù),，廣泛適用于車窗、雨刷,、空調(diào)、智能車鎖,、電動座椅等車身控制系統(tǒng)和電機(jī)電源系統(tǒng),，以及氛圍燈、動態(tài)尾燈車用照明系統(tǒng),，儀表盤,、車載影音、中控導(dǎo)航等智能座艙系統(tǒng),。

　　而比亞迪半導(dǎo)體作為國內(nèi)領(lǐng)先的IDM企業(yè),，擁有雙核觸控MCU、EMC增強(qiáng)型觸控MCU,、工業(yè)三合一MCU以及電池管理MCU等,。自2018年成功推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片后，2019年推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片,。目前,，其研發(fā)的32位車規(guī)級MCU BF7006AMXX系列產(chǎn)品已經(jīng)大批量應(yīng)用于比亞迪漢、比亞迪唐等旗艦車型,，并對外供貨,。

　　此外，還包括中微半導(dǎo),、復(fù)旦微電子,、國民技術(shù)、杰發(fā)科技,、小華半導(dǎo)體,、北京君正、國芯科技,、極海半導(dǎo)體,、中穎電子,、靈動微電子、航順科技,、曦華科技等一眾國產(chǎn)廠商此前也一直重點關(guān)注家電消費,、工業(yè)等領(lǐng)域，近年來隨著汽車電子國產(chǎn)化趨勢,，在工業(yè)級產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)基礎(chǔ)上紛紛正式入局汽車MCU行業(yè),，并將其視為公司未來重要發(fā)展方向之一。

　　當(dāng)然,，也有一些企業(yè)從成立之初就瞄準(zhǔn)了車規(guī)級產(chǎn)品,。

　　芯旺微電子2012年開始布局車規(guī)產(chǎn)品，其KungFu架構(gòu)的車規(guī)級MCU前期廣泛應(yīng)用于汽車后裝市場,。在經(jīng)過幾年對AEC-Q100,、ISO26262等標(biāo)準(zhǔn)的摸索后，于2019年設(shè)立A系列產(chǎn)品線,，作為汽車級芯片推向汽車市場,，實現(xiàn)了汽車前裝產(chǎn)品的量產(chǎn)并發(fā)布32位汽車級MCU，進(jìn)軍汽車高端應(yīng)用市場,。

　　值得關(guān)注的是,，芯馳科技在2022年4月發(fā)布了高性能高可靠車規(guī)MCU E3“控之芯”系列產(chǎn)品，基于ARM Cortex-R5F,，CPU主頻高達(dá)800MHz,。E3具有高達(dá)6個CPU內(nèi)核，其中4個內(nèi)核可配置成雙核鎖步或獨立運行,，滿足AEC-Q100 Grade 1可靠性認(rèn)證,，是國內(nèi)首個獲得德國萊茵T?V ISO 26262 ASIL D及IEC 61508 SIL 3功能安全產(chǎn)品認(rèn)證、也是國內(nèi)首個獲得國密二級認(rèn)證的MCU產(chǎn)品,，在產(chǎn)品性能和安全可靠性上,，均做到了引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2018年成立的芯馳科技也是一家有車規(guī)基因的公司,，作為全場景布局的汽車芯片企業(yè),，芯馳的智能座艙、智能駕駛和中央網(wǎng)關(guān)等SoC產(chǎn)品均已實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn),，客戶覆蓋了中國90%以上車廠。而芯馳E3系列的推出,，填補(bǔ)了國內(nèi)高端高安全級別車規(guī)MCU市場的空白,，憑借高性能和高可靠性，應(yīng)用于BMS,、ADAS,、VCU,、線控底盤、儀表,、HUD,、智能后視鏡等核心車控領(lǐng)域，在2022年底也率先實現(xiàn)量產(chǎn),。據(jù)悉,，截至2023年底，芯馳在智艙,、智駕和智控三個領(lǐng)域的產(chǎn)品總出貨量將突破300萬片,。

　　此外，還有不少國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè)正在加速車規(guī)MCU的研發(fā)和認(rèn)證工作,。

　　總的來說,，國內(nèi)芯片企業(yè)競相涌入汽車MCU市場，對國內(nèi)整個汽車生態(tài)圈來說是好事,。

　　一方面,，更多玩家的加入為汽車MCU領(lǐng)域帶來了更多人才，助力本土車規(guī)級MCU取得技術(shù)突破,，國內(nèi)企業(yè)正在跳出8位MCU,、低端產(chǎn)品和解決方案的困境,，積極研發(fā)32位MCU,，進(jìn)軍中高端產(chǎn)品及其解決方案；另一方面,，憑借國產(chǎn)MCU技術(shù)能力和產(chǎn)品矩陣的提升和完善,，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)良性競爭。在當(dāng)前國際貿(mào)易趨勢的影響下,，本土企業(yè)得以逐步搶奪國內(nèi)汽車電子車規(guī)級MCU市場,。

　　但從進(jìn)度上看，國內(nèi)汽車MCU的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展還需要進(jìn)一步加速和拓展,。當(dāng)前國內(nèi)車規(guī)MCU芯片廠商大多還停留在針對門窗,、照明、區(qū)域控制器網(wǎng)關(guān)等車身控制領(lǐng)域,，或液晶儀表,、抬頭顯示控制器、電子后視鏡等座艙應(yīng)用,，只有少數(shù)幾家有將產(chǎn)品布局邁向了對安全和性能要求更高的電機(jī),、BMS、智能駕駛等動力集成以及底盤類高階應(yīng)用,，具備國產(chǎn)替代的能力,。

　　國產(chǎn)芯片在逐步實現(xiàn)替代的過程中,，先從中低端開始逐步積累經(jīng)驗，再過度到高端,，這是一個合理且?guī)缀醪豢杀苊獾牧鞒?。如今國產(chǎn)車規(guī)MCU已經(jīng)殺入大部分門檻較低的細(xì)分市場，而以芯馳科技為代表的本土企業(yè)正向自動駕駛,、底盤和動力域等更高端的應(yīng)用領(lǐng)域沖擊,。

　　03

　　國產(chǎn)車規(guī)MCU芯片，再獲新突破

　　日前,，搭載芯馳高性能MCU的明然科技懸架控制器（CDC）批量下線,，在奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上正式量產(chǎn),。芯馳MCU成為國內(nèi)首個應(yīng)用于主動懸架的車規(guī)控制芯片,，率先實現(xiàn)了高性能、高可靠車規(guī)MCU在這一領(lǐng)域的規(guī)?；慨a(chǎn),。

　　圖源：芯馳科技

　　過去，由于車規(guī)級MCU的進(jìn)入門檻極高,、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛等,，中國本土車規(guī)級MCU大多只應(yīng)用在雨刷、空調(diào)控制等低端控制功能上面,，而動力系統(tǒng),、底盤系統(tǒng)、智能駕駛等中高端控制領(lǐng)域則是本土廠商難以企及的“高地”,。

　　因為在更高端的汽車應(yīng)用場景中往往需要車規(guī)級MCU具備更強(qiáng)的算力,、更大容量的高性能存儲、更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性,、更高的功能安全和信息安全等級,，這也意味著整個車規(guī)級MCU的設(shè)計更加復(fù)雜。

　　比如懸架控制器領(lǐng)域,，作為電控懸架系統(tǒng)的控制核心,，懸架控制器通過對減震器和空氣彈簧進(jìn)行控制，可以有效提升車輛的舒適性和操控性,，這就要求MCU控制芯片具備較高的處理性能,、更高功能安全等級，從而滿足底盤對于安全性,、實時性的極高要求,。

　　現(xiàn)如今，芯馳科技的車規(guī)級MCU——E3系列已經(jīng)進(jìn)入了汽車核心應(yīng)用區(qū)域，并且成功在動力系統(tǒng),、底盤系統(tǒng),、智能駕駛等中高端控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn),，無疑是本土車規(guī)級MCU產(chǎn)業(yè)的一次重大突破,。

　　芯馳E3系列旗艦MCU E3640產(chǎn)品框圖

　　（圖源：芯馳科技）

　　與現(xiàn)在車上大規(guī)模采用的100MHz MCU和部分200-300MHz高性能MCU相比,，芯馳E3主頻的大幅提升不只是數(shù)字的改變,，更是處理能力和實時性的全面提升，能夠?qū)崿F(xiàn)更平穩(wěn)的底盤操控,，以及對未來智能汽車所需的服務(wù)型架構(gòu)支撐,。

　　除此之外，E3系列中用于支持應(yīng)用AUTOSAR的量產(chǎn)版本MCAL也由芯馳提供,，并且同樣做到了滿足功能安全,，這些軟件層面的相關(guān)功能安全認(rèn)證工作正在推進(jìn)中。

　　目前,，已有超過100家客戶采用芯馳E3進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計,，覆蓋主機(jī)廠、智能駕駛企業(yè),、激光雷達(dá)及電池廠商等,。據(jù)悉，接下來還會陸續(xù)在智能配電單元,，網(wǎng)關(guān),，區(qū)域控制器等方向?qū)⒙涞亍?/p>

　　可以預(yù)見，伴隨著汽車電子架構(gòu)的持續(xù)進(jìn)化與演進(jìn),，憑借行業(yè)“天花板”級別的性能參數(shù)和功能安全認(rèn)證等級,，芯馳科技E3系列還將“攻下”更多的汽車核心應(yīng)用區(qū)域,。

　　在“國產(chǎn)替代”機(jī)遇窗口下,，國內(nèi)車規(guī)級MCU芯片廠商的奮力追趕，有望孕育出新的產(chǎn)業(yè)格局,。

　　04

　　結(jié)語

　　當(dāng)前,，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場前所未有的變革，在汽車電動化和智能化浪潮下,，包括懸架在內(nèi)的底盤系統(tǒng)作為汽車的核心部件,，也在不斷地適應(yīng)和引領(lǐng)這場變革，市場空間正在被打開,。

　　根據(jù)辰韜資本發(fā)布報告顯示,，2022年國內(nèi)線控底盤市場規(guī)模已達(dá)200.4億元。隨著線控底盤市場滲透率的進(jìn)一步提升,，預(yù)計2030年市場規(guī)模將達(dá)到1420億元,。底盤領(lǐng)域迎來更大的市場空間和國產(chǎn)替代新機(jī)遇,。

　　在這樣的背景和趨勢之下，芯馳科技在汽車核心應(yīng)用區(qū)域的率先突圍,，代表著國產(chǎn)車規(guī)級MCU芯片再次迎來發(fā)展突破的重要窗口,。

　　在2023汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會暨全球汽車電子博覽會上，國內(nèi)不少車企高管指出,，國產(chǎn)車用半導(dǎo)體在動力,、底盤、智能駕駛等中高端領(lǐng)域還有待突破,，同時存在具有核心知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品較少,，產(chǎn)品路線以跟隨為主，市場競爭力不足等痛點,。因此長遠(yuǎn)來看,，不少關(guān)鍵應(yīng)用仍面臨卡脖子風(fēng)險。

　　為破這一局面,，國產(chǎn)MCU廠商積極應(yīng)對挑戰(zhàn),，包括芯馳科技、比亞迪半導(dǎo)體,、兆易創(chuàng)新,、芯旺微電子、杰發(fā)科技,、國芯科技等在內(nèi)的諸多國產(chǎn)芯片企業(yè),，正在瞄準(zhǔn)中高端汽車應(yīng)用積極布局，近幾年在產(chǎn)品矩陣,、車規(guī)體系及生態(tài)方面有條不紊地完善與拓展,，提升在汽車領(lǐng)域的競爭力和市場份額。此外,，在軟硬件協(xié)同,、生態(tài)建設(shè)以及合作伙伴資源整合等方面，國產(chǎn)MCU企業(yè)也展現(xiàn)出了強(qiáng)烈的創(chuàng)新精神和市場拓展能力,。

　　未來,，在本土供應(yīng)浪潮和新能源汽車品牌及市場持續(xù)增長的帶動下，我們期待國內(nèi)車規(guī)MCU將繼續(xù)加速成長,。