《電子技術(shù)應(yīng)用》
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2025年汽車(chē)芯片國(guó)產(chǎn)化率目標(biāo)25%

本土車(chē)規(guī)MCU蓄勢(shì)突圍
2024-06-04
來(lái)源:芯師爺

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)最新數(shù)據(jù)顯示,2023年,,我國(guó)新能源車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)突破900萬(wàn)輛,,市場(chǎng)占有率超過(guò)30%,,連續(xù)9年位居全球第一,,成為引領(lǐng)全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要力量,。在新能源汽車(chē)市場(chǎng)份額和滲透率不斷提高的背景下,,車(chē)規(guī)級(jí)芯片作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵零部件,,決定著我國(guó)未來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)的走向,是我國(guó)邁向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵一步,。

為此,,我國(guó)不斷發(fā)力,以構(gòu)建自主可控的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,。近日,,有外媒報(bào)道稱,中國(guó)正在敦促國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造商到2025年將汽車(chē)芯片本地采購(gòu)比例提高到25%,,旨在減少對(duì)進(jìn)口芯片的依賴,,增強(qiáng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。更有汽車(chē)業(yè)界關(guān)系人士透露,,“2025年的目標(biāo)僅是過(guò)渡性的,、最終是希望所有車(chē)用芯片都能實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)夭少?gòu)”。

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圖:《日經(jīng)亞洲》相關(guān)報(bào)道

另一方面,,于中國(guó)車(chē)企而言,,面對(duì)日益嚴(yán)峻的供應(yīng)鏈安全挑戰(zhàn),也迫切需要有實(shí)力的國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)芯片廠商,,幫助其鞏固在電動(dòng)化智能化領(lǐng)域的成績(jī),。以東風(fēng)汽車(chē)集團(tuán)的公開(kāi)信息為例,,其表示到2025年將實(shí)現(xiàn)車(chē)規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化率60%,并挑戰(zhàn)80%,。

在“政策支持”與“企業(yè)需求”同頻共振下,,國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片廠商迎來(lái)歷史機(jī)遇,包括芯旺微電子在內(nèi)的首批入局者,,憑借強(qiáng)大的自主研發(fā)能力不斷攻關(guān),,并實(shí)現(xiàn)了里程碑式的突破,取得有目共睹的成績(jī),。

01

“新四化”大潮下

汽車(chē)急需“中國(guó)芯”

在智能汽車(chē)時(shí)代,,“得車(chē)‘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(chē)芯片成為全球汽車(chē)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(chē)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,。

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圖:芯片在汽車(chē)上的主要應(yīng)用,,數(shù)據(jù)來(lái)源:德勤分析

通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)看,燃油車(chē)時(shí)代,,單車(chē)芯片需求約為300-500顆,,而當(dāng)下的智能電動(dòng)車(chē)單車(chē)芯片搭載量則超過(guò)了1000顆,,未來(lái)L4級(jí)別車(chē)輛的單車(chē)芯片需求更將超過(guò)3000顆,。以中國(guó)汽車(chē)行業(yè)為例,2022年整車(chē)銷(xiāo)售規(guī)模達(dá)4.58萬(wàn)億元,,汽車(chē)芯片銷(xiāo)售規(guī)模為1219億元,,其重要性不言而喻;2030年,,中國(guó)汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(jiàn)到它的身影,,汽車(chē)端是全球 MCU 最大的市場(chǎng),占比約為33%,。

MCU在汽車(chē)中的角色類似于人體的神經(jīng)細(xì)胞,,一輛汽車(chē)平均有50至100個(gè)MCU,在一輛車(chē)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(pán)安全,、車(chē)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(chē)就面臨無(wú)法生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

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圖:車(chē)規(guī)級(jí) MCU 與消費(fèi)級(jí),、工業(yè)級(jí) MCU 在各項(xiàng)指標(biāo)要求上的對(duì)比情況

雖然MCU的重要性眾所周知,,但由于車(chē)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(chē)規(guī)認(rèn)證體系復(fù)雜、流程長(zhǎng),、客戶導(dǎo)入門(mén)檻高等多重障礙,,所以盡管?chē)?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(chē)規(guī)級(jí)MCU尤為謹(jǐn)慎。

因此,,長(zhǎng)期以來(lái)車(chē)規(guī)級(jí)MCU基本被國(guó)外廠商壟斷,,根據(jù)公開(kāi)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(chē)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(chē)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(chē)芯片供應(yīng)鏈體系,,已然成為我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

作為國(guó)內(nèi)較早布局汽車(chē)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(chē)規(guī)級(jí)MCU的技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)。憑借豐富的車(chē)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(chē)規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品,到2024年芯旺微電子已有超60款車(chē)規(guī)MCU產(chǎn)品,,可應(yīng)用于底盤(pán)系統(tǒng),、動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)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(chē)身控制應(yīng)用需求。

如今,,芯旺微電子KungFu內(nèi)核車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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。

02

堅(jiān)持自主研發(fā)

推動(dòng)國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)MCU破局

隨著汽車(chē)成為近年半導(dǎo)體需求增速最快的領(lǐng)域,,“上車(chē)”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(chē)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)共有23家芯片公司布局車(chē)規(guī)級(jí)MCU,。

但值得注意的是,,這當(dāng)中多數(shù)企業(yè)是在2022年才開(kāi)始研發(fā)或推出車(chē)規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品,由于車(chē)規(guī)級(jí)MCU認(rèn)證難度大,、周期長(zhǎng),,從流片至量產(chǎn)出貨往往需要3-5年時(shí)間,,因此目前能真正能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模出貨的本土MCU企業(yè)只是少數(shù),而在汽車(chē)領(lǐng)域深耕十余年的芯旺微電子便是其中之一,,并處于領(lǐng)先的市場(chǎng)地位,,市場(chǎng)占有率居國(guó)內(nèi)行業(yè)前例。

正如羅馬非一日之功,,芯旺微電子從一家初出茅廬的創(chuàng)業(yè)公司成長(zhǎng)為汽車(chē)MCU領(lǐng)域的佼佼者,,除了公司對(duì)市場(chǎng)時(shí)機(jī)的敏銳把握和預(yù)先的技術(shù)布局、不斷豐富和完善的產(chǎn)品矩陣,,以及在服務(wù)客戶中積累的深厚經(jīng)驗(yàn),,最核心的是擁有獨(dú)立自主的KungFu MCU 指令集與內(nèi)核,這使得芯旺微電子能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。

放眼當(dāng)下,,芯片“自主研發(fā)”已然成為我國(guó)產(chǎn)業(yè)的共識(shí),是必須補(bǔ)上的環(huán)節(jié),。然而,,回顧芯旺微電子成立之初,當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)MCU廠商普遍采用成熟的ARM內(nèi)核,,以便以更低的成本開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,、更快的速度搶占市場(chǎng)。但長(zhǎng)期來(lái)看,,勢(shì)必導(dǎo)致廠商們不可阻擋地被迫卷入同質(zhì)化內(nèi)卷“漩渦”,,更大的隱憂是,由于高度對(duì)外依賴,,本土MCU廠商們?nèi)缤ㄔ诹魃持械拇髽?,一旦ARM想要斷供卡脖子,或?qū)⒚媾R搖搖欲墜的風(fēng)險(xiǎn),。

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(kāi)發(fā)工具,包括集成開(kāi)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,。

從國(guó)際MCU大廠的戰(zhàn)略布局來(lái)看,,微芯、英飛凌,、德州儀器,、瑞薩等國(guó)際巨頭也都在積極布局自研指令集和內(nèi)核,以在32位市場(chǎng)且主攻車(chē)載的瑞薩舉例,,據(jù)統(tǒng)計(jì)其自研內(nèi)核約為全部所使用內(nèi)核的78%,,微芯自研內(nèi)核MCU產(chǎn)品也超過(guò)了一半。這些數(shù)據(jù)顯示,,自研內(nèi)核已成為國(guó)際MCU大廠戰(zhàn)略布局中的關(guān)鍵組成部分,,有助于鞏固其處理器的獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng),在技術(shù)創(chuàng)新,、產(chǎn)品差異化和供應(yīng)鏈安全等方面保持領(lǐng)先地位,。

正是依靠在自主研發(fā)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力,芯旺微電子在2020年底爆發(fā)的全球“缺芯潮”中搶占先機(jī),,抓住了這一國(guó)產(chǎn)替代契機(jī),,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的翻倍增長(zhǎng)。彼時(shí)我國(guó)作為全球新能源車(chē)最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),,正經(jīng)歷著技術(shù)限令以及缺芯危機(jī)帶來(lái)的強(qiáng)烈陣痛,,迫切需要構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定安全、自主可控的供應(yīng)鏈,。芯旺微電子推出的KungFu內(nèi)核車(chē)規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品,,恰逢其時(shí),并且晶圓代工,、封裝測(cè)試全部產(chǎn)業(yè)鏈均在大陸完成,,高度契合了下游汽車(chē)制造商以及整個(gè)國(guó)家對(duì)于強(qiáng)化供應(yīng)鏈穩(wěn)定性的緊迫需求。

此外,,為給后續(xù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和汽車(chē)電子市場(chǎng)開(kāi)拓提供重要支撐,,芯旺微電子正不斷加大研發(fā)投入,已成功打造了系統(tǒng)完整的車(chē)規(guī)級(jí)芯片開(kāi)發(fā)流程及質(zhì)量管控體系,,通過(guò)了AEC-Q100可靠性認(rèn)證,,IATF 16949汽車(chē)行業(yè)質(zhì)量管理體系認(rèn)證,、ISO 26262汽車(chē)功能安全ASIL-D級(jí)研發(fā)流程認(rèn)證以及ASIL-B產(chǎn)品認(rèn)證,。

目前,芯旺微電子已進(jìn)入安波福,、華域汽車(chē),、 拓普集團(tuán)、奧特佳,、伯特利,、英搏爾,、華陽(yáng)集團(tuán)、星宇股份等多家知名汽車(chē)零部件廠商的供應(yīng)鏈體系,,產(chǎn)品批量應(yīng)用于上汽集團(tuán),、一汽集團(tuán)、長(zhǎng)安汽車(chē),、廣汽集團(tuán),、比亞迪、吉利汽車(chē),、東風(fēng)汽車(chē),、長(zhǎng)城汽車(chē)、奇瑞汽車(chē),、理想汽車(chē),、小鵬汽車(chē)等眾多國(guó)內(nèi)知名汽車(chē)品牌廠商,以及部分產(chǎn)品應(yīng)用于大眾汽車(chē),、現(xiàn)代汽車(chē)等知名外資汽車(chē)品牌廠商,。

03

持續(xù)攻關(guān)

助力汽車(chē)芯片全面國(guó)產(chǎn)化

在電動(dòng)化、智能化,、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢(shì)下,,汽車(chē)的架構(gòu)集成度、功能復(fù)雜度不斷提高,, 車(chē)規(guī)級(jí)MCU將向多功能集成,、高算力及超低功耗方向發(fā)展,且使用數(shù)量也會(huì)隨之增加,。據(jù)市調(diào)組織Yole發(fā)布的報(bào)告顯示,,2023年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模約229億美元,預(yù)計(jì)至2028年將以5.3%的年復(fù)合增速達(dá)到320億美元,。

尤其是中國(guó)作為全球新能源汽車(chē)的領(lǐng)跑者和最重要推動(dòng)者,,對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)MCU芯片需求巨大,然而自給率尚不足5%,,國(guó)產(chǎn)替代空間巨大,、需求迫切。

今年開(kāi)年,,工信部印發(fā)《國(guó)家汽車(chē)芯片標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》,,指南提出,分階段建立健全我國(guó)汽車(chē)芯片標(biāo)準(zhǔn)體系的目標(biāo),,到2025年,,制定30項(xiàng)以上汽車(chē)芯片重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn),到2030年,制定70項(xiàng)以上汽車(chē)芯片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,這將推進(jìn)國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片迎來(lái)加速發(fā)展期,。

在巨大市場(chǎng)需求和國(guó)家政策支持下,,國(guó)內(nèi)供應(yīng)商正加速車(chē)規(guī)級(jí)MCU芯片的研發(fā)、制造和應(yīng)用能力,,逐漸從后裝向前裝市場(chǎng)滲透,,從駕艙域向動(dòng)力域推進(jìn),國(guó)產(chǎn)化已在汽車(chē)行業(yè)形成勢(shì)頭,。芯旺微電子KungFu內(nèi)核車(chē)規(guī)級(jí)MCU 1億顆的累計(jì)交貨量,,正是國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片在核心技術(shù)、銷(xiāo)售規(guī)模,、產(chǎn)品布局,、客戶資源、質(zhì)量管控等方面的巨大突破,。

以此為新的起點(diǎn),,芯旺微電子未來(lái)將繼續(xù)順應(yīng) MCU 國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì),不斷加大研發(fā)投入,,以車(chē)規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品為核心,,持續(xù)研發(fā)ASIL-D多核MCU、底盤(pán)與動(dòng)力控制芯片,、無(wú)線與信號(hào)鏈,、電源管理與智能驅(qū)動(dòng)等高性能、高品質(zhì)產(chǎn)品,,拓寬在汽車(chē)動(dòng)力,、底盤(pán)、輔助駕駛,、域控制器等領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用,,加速推動(dòng)汽車(chē)電子應(yīng)用的全面國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。


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