车规MCU面临的市场挑战及发展现状

最近两年MCU的缺货使得MCU成为业界关注的焦点，尤其是车用MCU现在仍处于缺货的局面。据中国轿车工业协会副秘书长李邵华泄漏，2022年1~2月，芯片缺少问题已形成国内整车出产企业减产5%~8%。根据车规MCU的战略重要性和稀缺性，国内许多主机厂已经倾向于优先选择可用的国产MCU芯片。然而在高端车规MCU范畴，我国一直是处于弱势位置。但是咱们看到，近日，国内的曦华科技已通过ISO26262 ASIL-D第一流别的车规认证，并成功点亮了公司首款32位高端MCU产品。在高端轿车MCU的征途上，我国再添一员虎将，也让咱们对国内高端车规MCU开展充满等待。

方针和商场双轮驱动，轿车MCU国产化助推力量很大

近几年来，随着轿车三化（智能化、网联化、电动化）的迅速开展，轿车关于芯片的数量快速增长，性能要求也越来越高。而无论是传统轿车还是三化中的轿车其关于MCU的用量都是巨大的，其主要用于车身动力总成、车身操控、发动机操控单元、辅佐驾驶等。平均一辆车要用到70颗以上的MCU，占据轿车所有半导体器件的30%。

这造就了庞大的轿车MCU商场，IC Insights猜测，从2021年到2026年，超低功耗MCU 总出售额估计将以6.7%的复合年增长率增长，到2026年将到达272亿美元。而详细到本年，2022年全球MCU出售额将增长10%，到达215亿美元的历史新高，其间轿车MCU的增长速度将超过大多数其他终究用途类别。而在整个轿车MCU商场中，超过3/4的轿车MCU出售来自32位MCU，IC insighs的数据猜测，未来五年，32位MCU的出售额估计将以9.4%的复合年增长率增长，到2026年到达200亿美元。

然而在庞大的轿车MCU商场中，将近9成集中在6大厂中——恩智浦、Microchip、瑞萨、ST、英飞凌和德州仪器，国产化率仅有1%-2%。但轿车芯片国产化的助推力气很大。一方面经历了贸易冲突的影响及缺芯断供等危机，OEM整车厂出于芯片供应链的安全会十分欢迎和期待国产芯片的出现和早日使用；另一方面，国家的国产化率大规划要求也倒逼整车厂开端拥抱国产芯片厂商。未来5-10年是国产车规MCU企业发展的黄金时代。

迈过车规认证门槛，走向高端

无论是轿车MCU还是其他轿车芯片，都绕不开两大车规认证：一是AEC-Q100可靠性规范；二是符合ISO26262规范的ASIL功用安全确保等级。现在国内多家车规芯片企业都已获得了跟质量可靠性相关的AECQ100认证，但国内获得ISO 26262认证的企业并不多，而能拿到ISO 26262“ASIL-D”如此高等级认证的企业更是屈指可数。

ISO 26262轿车功用安全规范是国际规范化组织制定的一项全球性规范，并于2018年12月发布全新版别。该规范包括轿车功用安全完好生命周期，包括产品的需求、规划、完成、集成、验证，以及认可办法和必要的支撑活动。通过完善的开发流程，将轿车电气或电子体系由于故障带来的风险降到最低。

关于当下轿车规划越来越杂乱而且具有大量ECU、传感器和执行器的时代，确保产品开发和调试每个阶段的功用安全变得愈加重要。而ISO26262规范的ASIL正是开发高度可靠和功用安全轿车使用的一个必要确保。ASIL依据事故的严峻程度、频率和可控性，从最低的A级到最高的D级有四个等级，D级是要求接连使用1亿小时故障发生率小于一次的最严厉等级。在轿车各个部件中，安全气囊、防抱死制动器和动力转向体系等体系需求ASIL-D等级，因为与它们故障相关的风险最高；而尾灯等组件只需求ASIL-A等级；头灯和刹车灯一般为ASIL-B，而巡航操控一般为ASIL-C。

大多数的国产代替MCU产品首要从ASIL-B功用安全等级入手。不过，国内企业也已开端在向更高功用安全等级跨进。6月24日、查验和认证机构德国莱茵TUV集团ISO 26262“ASIL-D”功用安全流程管理证书，这是轿车功用安全中的最高等级。

任何轿车零部件的安全生命周期都始于体系界说，应该从一开端就将安全考量在内，关于高等级的轿车芯片来说，更应该在规划之初就将ASIL安全等级考虑在内。反过来说，ASIL也给了轿车芯片厂商在规划开发过程中的一个良好指引，使得车规级芯片在规划、验证、出产等阶段有相应的参考规范。

国产轿车MCU厂商实力乍显

近几年在国产代替的大风口之下，本乡MCU厂商如漫山遍野般出现，面临国际大厂的先发优势下，国内MCU厂商从车身域开端切入，现在已经在这些范畴占领了一定的国内商场。但低端的车规MCU产品进入门槛尽管相对较低，因此也很容易进入红海商场，向中高端车规MCU范畴进击是国产MCU范畴的终极目标。国内也陆续有厂商开端获得车规认证，踏上车规MCU的攻坚研发和上车之路。国产轿车MCU实力正在不断增强。

国产轿车MCU的实力具体可从MCU的分类来进行分析。低功耗MCU具有多种分类方式，如按位数、内核、指令集、存储器结构等多种。

从位数来看，MCU可以分为4位、8位、16位和32位，位数越高，MCU的处理能力越强，所能使用的场景越杂乱。在轿车MCU商场，8位和32位是干流。8位具有超低本钱和规划简单等优势，首要用于轿车风扇、雨刷天窗等；32位占绝对优势，其可用的轿车场景包括轿车动力体系、智能座舱、车身操控。

在这个范畴，国内轿车MCU玩家中8位居多，如芯旺微、比亚迪、杰发科技都有8位的车规MCU等。而能在32位车规MCU取得重大突破的只有少数，如杰发科技有符合AEC-Q100的32位车规级MCU芯片；兆易立异的车规MCU也已经流片；值得一提的是，在32位高性能车规MCU范畴，杀出一员虎将，近来，其32位高性能MCU芯片M01系列已成功点亮并顺利完成测试。所以仅从轿车MCU的位数上来看，国产MCU的实力正在显著提高。

按照所选用的内核来分，有Arm、RISC-V、MIPS，以及各企业自研的内核等，在这其中，现在Arm内核占一半以上。Arm的Cortex内核首要分为A、R、M三类，其中A系列主计划力，在轿车范畴的首要应用是座舱和自动驾驶；R系列在于实时操控，首要用于轿车底盘和操控系统；MCU产品首要是选用M系列，M系列又包含多个种类。

现在整个国内车规MCU商场的玩家，大都选用Arm Cortex-M0/M3内核，他们从车灯、车窗操控及雨刷等轿车边际小节点开端切入。比较于国外MCU厂商所选用的一些高性能M4/M7内核，国内方面则相对较少，现在了解到的是，Arm Corex-M4F内核，该内核的主频高达160MHz，能满足ISO26262 ASIL-B安全等级，片内集成CSE加密内核及国密算法引擎，适用于更高端的车身域操控器、矩阵式前大灯、BMS电池管理、动力及底盘通用电机操控等场景。

轿车MCU国产化前路上的挑战

从长远来看，轿车MCU国产化是一场持久战，除了芯片设计这一环外，还面临一些挑战：一个是晶圆制作；另外一个是人才问题。

在生产制作这一环，欧美的MCU厂商如恩智浦、英飞凌等均选用IDM形式，他们在代工紧缺时可以更有用保证产能。全球首要的外包MCU代工厂集中在台积电、联电、格芯、中芯国际和华虹等，上一年MCU产能缺乏，国内MCU厂商深受其害。轿车MCU所选用的工艺相对成熟，也并非是传统代工厂的中心业务，在产能紧缺时，其优先级有限。这点从上一年缺芯的经验中咱们已意识到。如果国产MCU要想供应链安全往后势必要转向国内生产，国内晶圆代工才能还有待提高。

在打造轿车芯片国内生态方面，该联盟旨在建立我国轿车芯片工业立异生态，打破职业壁垒，补齐职业短板，完成我国轿车芯片工业的自主安全可控和全面快速开展。为车辆功用安全在半导体的实施，和我国轿车芯片职业标准制定提供专业的定见和主张。

据我国半导体职业协会统计，2021年我国设计业企业数量达到2810家，比2020年增加592家，同比增加了26.7%。关于创业初期的芯片创企来说，其招募往往以有丰厚经验的人才为主。但是未来跟着芯片产品的不断迭代，工业的开展壮大离不开更多的人才参加。所以往后关于人才的培育也是轿车MCU国产化乃至芯片国产化的必经之路。企业也需求注重文化及价值观建立，未来吸引更多潜在的人才加以培育留用。

写在最后

在我国新能源智能化轿车工业大开展、轿车缺芯、轿车电气架构革新演化的大布景下，国产车规MCU迎来了十分宽广的开展机会。咱们很高兴看到这样的国产MCU企业敢于向兼具32位、高性能内核、功用安全+信息安全多功用的高端MCU包围，这是国内整车职业和国内芯片开展壮大的一大幸事。也期望能有越来越多的处于这个范畴的厂商应该肩负起强壮的使命感和责任感，为我国轿车芯片的开展添砖加瓦。