輕輕觸摸面前的顯示屏幕，菜單中極簡風格的圖形樣式就可以為車主提供多樣化娛樂功能；百公里加速不到幾秒，電動機的扭矩曲線帶來輕盈從容的加速性能，讓車主“燃”起一種腎上腺素飆升的興奮感；在行駛過程中，“聰明”的智能汽車為交通安全保駕護航……這些應(yīng)用場景背后的功臣，正是一顆顆小巧精致的MCU芯片。

　　產(chǎn)能釋放或改善供需狀況

　　數(shù)據(jù)顯示，一輛燃油汽車需搭載幾十顆MCU芯片，智能汽車對MCU芯片的需求量則在100～200顆之間，MCU是隱藏在智能汽車內(nèi)部的關(guān)鍵零部件之一。近期，受全球汽車芯片供應(yīng)緊張問題影響，車用MCU芯片一直停留在業(yè)界的聚光燈下。2022年，MCU的發(fā)展情況將更加備受關(guān)注。

　　在一輛汽車所裝備的全部半導體器件中，MCU約占三成。綜觀整個汽車電子芯片領(lǐng)域，MCU的應(yīng)用范圍十分多元。無論是車身動力、整車控制、信息娛樂、輔助駕駛等智能化功能，還是ESP車身穩(wěn)定系統(tǒng)、ABS防抱死制動系統(tǒng)、發(fā)動機ECU等智能化系統(tǒng)，都少不了MCU芯片的身影。預計2025年全球汽車MCU市場規(guī)模將達76億美元。

　　國際芯片企業(yè)在車用MCU領(lǐng)域的頭部集中效應(yīng)顯著。TrendForce集邦咨詢分析師曾冠瑋向《中國電子報》記者表示，目前全球車用MCU市場主要被意法半導體、恩智浦、瑞薩、英飛凌、德州儀器，以及微芯科技這六大國際IDM廠商占據(jù)，這幾家廠商的全球市場占有率超過八成。

　　由于準入門檻和技術(shù)含量較高，車規(guī)級MCU成為了2021年汽車芯片供應(yīng)緊張的“重災(zāi)區(qū)”。受新冠肺炎疫情持續(xù)性影響，各大半導體廠商產(chǎn)能受限，消費電子需求量的上漲擠占了很大一部分車用MCU芯片產(chǎn)能。在產(chǎn)能不足、交付期拉長的情況下，汽車廠商無法實現(xiàn)芯片庫存及時補貨，進一步導致了車用MCU芯片出現(xiàn)供需緊張問題。

　　眼下，車用MCU芯片市場整體供給不足，意法半導體、英飛凌、恩智浦和瑞薩等公司的2022年車用MCU訂單近乎滿單。不過，隨著晶圓廠逐步復工和產(chǎn)能進一步擴充，車用MCU短缺問題有望在2022年下半年得到緩解。

　　曾冠瑋表示，目前東南亞疫情漸趨穩(wěn)定，馬來西亞所有晶圓廠的勞動力已恢復至100%。然而，因為車用芯片的交貨期通常需要40～52周，因此汽車芯片的供應(yīng)緊張問題要到2022年下半年才有望緩解。但需要注意的是，在新產(chǎn)能釋放相對有限的情況下，車用半導體市場仍將呈現(xiàn)“賣方市場”特點。

　　步入2022年，MCU市場的全面缺貨或?qū)⑥D(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性短缺。兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場總監(jiān)金光一對《中國電子報》記者表示，隨著新增產(chǎn)能的釋放，供需緊張將顯著改善。而受限于產(chǎn)能配置，那些生命周期較長、工藝制程較老的產(chǎn)品型號將面臨長期供應(yīng)緊張的局面，同時成本會有所上升。

　　汽車市場瞬息萬變、錯綜復雜，任何預測都可能會受到外界因素影響而產(chǎn)生變化。瑞薩電子全球汽車業(yè)務(wù)中心副總裁趙明宇對《中國電子報》記者說，在這種情況下，以瑞薩為代表的主要汽車芯片供應(yīng)商將盡力保障供應(yīng)與需求之間的平衡，在產(chǎn)能擴充方面做出努力。

　　國內(nèi)廠商迎來發(fā)展契機

　　盡管各大半導體廠商都在持續(xù)擴大產(chǎn)能，但車規(guī)級MCU芯片的研發(fā)、生產(chǎn)和制造其實是一個比較漫長的過程，目前全球車用MCU芯片仍然呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面。在這種情況下，國際汽車制造商迫切需要多種渠道來采購符合汽車質(zhì)量規(guī)格的MCU。由于汽車廠商開始考慮增加采購渠道和候選供應(yīng)商，國內(nèi)MCU廠商迎來了打入全球汽車供應(yīng)鏈的契機。

　　除了全球車用MCU芯片供應(yīng)短缺帶來的市場機遇，車用MCU的現(xiàn)有市場格局，還可能會因我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展而泛起波瀾。

　　一直以來，我國都是新能源汽車產(chǎn)銷大國。自2015年至今，中國新能源汽車產(chǎn)銷量已經(jīng)連續(xù)6年位居全球第一，去年1—11月，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成302.3萬輛和299.0萬輛，同比均增長1.7倍，市場滲透率達到12.7%。與我國廣闊新能源汽車市場“兩翼齊飛”的，是有望迎來增量市場的車用MCU領(lǐng)域。

　　根據(jù)Sievers數(shù)據(jù)，新能源汽車的半導體占比（包括混動汽車）是傳統(tǒng)燃油車的兩倍，一輛新能源汽車大約需要100～200顆MCU芯片。賽迪顧問集成電路中心高級咨詢顧問池憲念向《中國電子報》記者表示，未來，隨著新能源汽車市場滲透率的不斷加快，以及造車新勢力的不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)MCU在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用需求及應(yīng)用數(shù)量將持續(xù)提升。

　　在國內(nèi)眾多的MCU廠商中，杰發(fā)科技、芯旺微電子、賽騰微、琪埔維半導體、比亞迪半導體等少數(shù)公司已經(jīng)批量生產(chǎn)了車用MCU，并且進入了汽車OEM廠商供應(yīng)鏈。兆易創(chuàng)新GD32 MCU作為系統(tǒng)控制的核心器件，目前擁有很多包括智能座艙在內(nèi)的周邊功能應(yīng)用，比如汽車儀表、電子聲浪模擬系統(tǒng)、汽車線束集線盒、車載信息娛樂系統(tǒng)、汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)（EDR）、車載自動診斷系統(tǒng)（OBD）和車載T-BOX等。

　　但需要看到的是，目前我國絕大多數(shù)公司的車用MCU產(chǎn)品在車窗、照明和冷卻系統(tǒng)等控制應(yīng)用方面更為常見，在動力總成控制、智能座艙和ADAS等復雜應(yīng)用中仍不多見。由此可見，國內(nèi)廠商在車用MCU領(lǐng)域仍然具備較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　池憲念向《中國電子報》記者表示，受益于汽車電子等龐大下游制造業(yè)的不斷增長，未來中國MCU市場的增速將高于世界平均水平。

　　向先進工藝制程靠攏

　　汽車正在沿智能化之路不斷前行。現(xiàn)階段，滿大街跑的智能汽車不僅外形炫酷，功能也日漸豐富。在用戶不斷追求出行質(zhì)量提升的當下，車載信息娛樂需求日益水漲船高，把車用MCU變?yōu)槿f物互聯(lián)的核“芯”。

　　目前，車用MCU集成了更多無線連接功能。比起大家常常提起的“MCU+WiFi”組合，趙明宇認為，“MCU+藍牙”或?qū)⒊蔀榻诘臒衢T組合。趙明宇表示，WiFi承載了大量的數(shù)據(jù)通信，需要更高的處理器性能來進行配合處理，所以WiFi通常會和SoC等處理器進行組合，并衍生出更廣泛的應(yīng)用場景。在娛樂等特定場景里，MCU內(nèi)部其實是集成了低功耗藍牙模塊。從技術(shù)層面來說，MCU和無線已經(jīng)成為車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中不可缺少的感知和連接核心器件。

　　除了推出“MCU+藍牙”組合，廠商要想順應(yīng)當下車規(guī)級MCU的發(fā)展趨勢，還需要投入更多創(chuàng)新力量。

　　現(xiàn)在，智能座艙功能正在不斷融合貫通。車內(nèi)應(yīng)用場景的全面電子化，拉動車機算力持續(xù)攀升。金光一對《中國電子報》記者表示，隨著邊緣計算的需求涌現(xiàn)，末端設(shè)備對算力的要求也越來越高。這些設(shè)備主要用于執(zhí)行語音識別、人像識別和圖像識別等任務(wù)。

　　為了更好地處理各種任務(wù)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)并提升處理速度，不少廠商已經(jīng)將目光投向了異構(gòu)多核處理器。趙明宇告訴《中國電子報》記者，目前軟件計算在自動駕駛階段面臨巨大挑戰(zhàn)，異構(gòu)多核系統(tǒng)的出現(xiàn)則為自動駕駛帶來了希望。“在異構(gòu)多核處理器中，一般都會使用‘高配主內(nèi)核+低配小內(nèi)核’的配置，這在算力提升方面有非常大的優(yōu)勢。”趙明宇說。

　　隨著應(yīng)用的日趨多元，市場對MCU的性能需求也更加多樣，既需要低算力、低功耗和低成本的MCU，也需要高算力的MCU。當前，市場中甚至出現(xiàn)了在性能上與MPU相互融合的產(chǎn)品。近期，業(yè)界就傳出三星拿下意法半導體16nm MCU訂單，將采用先進工藝為意法半導體代工生產(chǎn)車用MCU的消息。

　　三星與意法半導體的攜手合作能夠證明，車用MCU的生產(chǎn)已不再局限于成熟制程。在高性能、高算力需求的驅(qū)動下，車用MCU的工藝制程有望不斷演進。金光一向《中國電子報》記者談道，先進的工藝可以制造出兼具高性能、低功耗、低成本的芯片產(chǎn)品。同時，上游晶圓生產(chǎn)和封測資源再疊加MCU產(chǎn)銷兩旺的市場行情，將進一步加速MCU產(chǎn)品設(shè)計向先進工藝制程靠攏。

　　值得一提的是，智能汽車極佳的用戶體驗背后，其實是車內(nèi)應(yīng)用場景對車用MCU提出的“高標準”與“嚴要求”。趙明宇向《中國電子報》記者表示，電動座椅、智能燈光、遠程車控等多元功能的集成，對MCU計算響應(yīng)速度提出了更高要求，使廠商對MCU的規(guī)格要求進一步提升。

　　“在這種背景下，既滿足廠商要求，又具有豐富生態(tài)系統(tǒng)資源的32位MCU將成為汽車應(yīng)用的主要方向。”趙明宇對記者說，隨著先進制程工藝的使用，32位MCU的成本將有所下降，性價比會得到進一步提升，推動32位MCU市場需求持續(xù)增加。（記者 張依依）

　　 轉(zhuǎn)自：中國電子報