毫無疑問，汽車正成為當(dāng)下的科技行業(yè)焦點(diǎn)，華為、小米入局，特斯拉陷入輿論的旋渦，這些都讓智能汽車受到廣泛關(guān)注。而另一方面，從去年開始，MCU嚴(yán)重缺貨，幾乎全球所有的車企都受到影響，豐田、福特、大眾接二連三的停工。
由于芯片產(chǎn)能的緊缺，導(dǎo)致價格在不斷上漲，意法半導(dǎo)體已經(jīng)在半年內(nèi)兩次全面調(diào)漲價格，第一次是今年1月1日，第二次是6月1日。除了意法半導(dǎo)體之外，NXP、瑞薩、Microchip、航順、靈動微、華大半導(dǎo)體等都宣布調(diào)整產(chǎn)品價格。
MCU已經(jīng)成為橫亙在汽車產(chǎn)業(yè)鏈面前的一座大山，而MCU細(xì)分領(lǐng)域中的車規(guī)級MCU則是國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈面前的一座大山。
車規(guī)級MCU有多難？
如同大多數(shù)芯片一樣，國產(chǎn)車規(guī)級MCU起步比較晚，所以和國外有一定的差距，這種差距不僅僅是技術(shù)方面的，還有專利、市場等諸多因素共同決定的。
從應(yīng)用領(lǐng)域來看，MCU可以分為消費(fèi)級、工業(yè)級、車規(guī)級和軍工級四個大類，技術(shù)難度與要求是依次增加的。拿車規(guī)級MCU與消費(fèi)級MCU比較，車規(guī)級MCU對產(chǎn)品的可靠性、一致性、穩(wěn)定性與工作溫度范圍都有著近乎嚴(yán)苛的要求。
因?yàn)槠嚨陌踩c手機(jī)的安全完全不在一個層級，汽車的安全關(guān)系到人的生命安全，所以必須對產(chǎn)品嚴(yán)格要求，為此國際汽車電子協(xié)會對車規(guī)MCU推出三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以確保汽車電子產(chǎn)品的安全運(yùn)行。這三種規(guī)范分別是：
AEC-Q100可靠性標(biāo)準(zhǔn)；
符合零失效（Zero Defect）的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)IATF 16949規(guī)范；
符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的ASIL功能安全保證級別。
除了三種標(biāo)準(zhǔn)之外，有數(shù)據(jù)顯示，消費(fèi)級MCU的工作溫度一般在-30~85℃區(qū)間，而汽車級MCU的工作環(huán)境相對惡劣，所以要求工作溫度在-40~125℃區(qū)間內(nèi)。
在不良率上，消費(fèi)級MCU的不良率≤200DPPM就可以了，但汽車級MCU的不良率要≤1DPPM，這就意味著每百萬個MCU，最多只能有一個不良品。車規(guī)級MCU的工作壽命一般要超過15年，消費(fèi)級MCU的要求只有3~5年即可。
以上這些只是技術(shù)的上的難度，在市場方面，國產(chǎn)車規(guī)級MCU同樣面臨較大的挑戰(zhàn)。
巨頭的實(shí)力
MCU在汽車上有著廣泛的應(yīng)用，從車身動力總成到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動機(jī)控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、空調(diào)等控制單元，每一個功能的實(shí)現(xiàn)都需要MCU的參與。在一輛汽車中，MCU占到了車用半導(dǎo)體三分之一的比重，用量在70顆以上。
目前，全球的車規(guī)級MCU市場，基本上被歐洲和日本所把持，由于這兩個地方是全球重要的汽車生產(chǎn)基地，所以在功率半導(dǎo)體和MCU市場具有強(qiáng)勢地位。NXP、ST、Infineon、瑞薩和TI五大廠商，占據(jù)了全球汽車芯片一半左右的份額。
瑞薩是全球最大的車用MCU供應(yīng)商，其汽車半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的主力就是MCU。根據(jù)瑞薩的財(cái)報(bào)顯示，去年?duì)I收為7157億日元（約合67億美元），其中汽車半導(dǎo)體業(yè)務(wù)占其總營收比例近一半，約為48%。
今年3月，瑞薩在那珂的12英寸晶圓廠突發(fā)火災(zāi)，受災(zāi)面積占該廠一樓面積約5%，該產(chǎn)線主要負(fù)責(zé)車用、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)所需要的MCU與SoC產(chǎn)品，因此對原本供不應(yīng)求的MCU市場造成不小的沖擊。
△Source：瑞薩官網(wǎng)
ST是另一車用MCU大廠，其車規(guī)級MCU處于業(yè)界領(lǐng)先地位，產(chǎn)品供貨日產(chǎn)、奧迪、上汽、特斯拉等多家車企。
雖然去年受到罷工的影響，但營收仍達(dá)到了102.2億美，同增6.9%，尤其是在第四季度，全球IC行情全年暴漲，ST當(dāng)季營收也創(chuàng)下32.4億美元的歷史新高，汽車產(chǎn)品和功率分立器件的銷售收入雙雙增長。
NXP和Infineon則就關(guān)于誰是汽車半導(dǎo)體龍頭進(jìn)行著一場明爭暗斗，2015年NXP收購飛思卡爾成為全球第一大車用半導(dǎo)體企業(yè)，2019年Infineon收購賽普拉斯，超越NXP成為全球第一大車用半導(dǎo)體企業(yè)，而賽普拉斯的強(qiáng)項(xiàng)在于車身以及車聯(lián)網(wǎng)用MCU。
國產(chǎn)車規(guī)級MCU
目前國內(nèi)做MCU的企業(yè)眾多，但做車規(guī)級MCU的不多，僅有兆易創(chuàng)新、杰發(fā)科技、芯旺微以及比亞迪半導(dǎo)體等企業(yè)。
△Source：全球半導(dǎo)體觀察整理
作為國內(nèi)MCU的龍頭，去年兆易創(chuàng)新的MCU出貨量有2億顆左右。最近兆易創(chuàng)新針對外界關(guān)心的“缺芯”問題還特意發(fā)布了投資者調(diào)研報(bào)告。
兆易創(chuàng)新表示，公司最新MCU車規(guī)產(chǎn)品將在2021年六七月份開始流片，計(jì)劃年底進(jìn)入量產(chǎn)。公司將針對不同需求、市場以及前裝、后裝等不同領(lǐng)域，進(jìn)一步加大力度，拓展 MCU 產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。
△Source：兆易創(chuàng)新研報(bào)截圖
比亞迪半導(dǎo)體也深耕MCU領(lǐng)域十余年，其在工業(yè)級觸控MCU市場占有率居全國第一，隨后比亞迪半導(dǎo)體從工業(yè)級MCU跨入車規(guī)級MCU。
2018年率先推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片，2019年推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片，批量裝載在比亞迪全系列車型，實(shí)現(xiàn)汽車整體智能化。
近期，比亞迪半導(dǎo)體發(fā)布公告，截止目前，比亞迪半導(dǎo)體車規(guī)級與工業(yè)級MCU芯片，累計(jì)出貨已突破20億顆，其中車規(guī)級MCU量產(chǎn)裝車突破1000萬顆，這是國產(chǎn)MCU在汽車領(lǐng)域又一重大里程碑。
△Source：比亞迪官微
除了以上兩家企業(yè)，杰發(fā)科技與芯旺微兩家企業(yè)也致力于車規(guī)級MCU的研發(fā)量產(chǎn)。
目前芯旺微電子已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從8位到32位車規(guī)級MCU的全覆蓋，2019年，芯旺微電子車規(guī)級MCU的營收在3000萬人民幣。杰發(fā)科技成立于2013年，始終致力于汽車芯片的研發(fā)和生產(chǎn)，其在2018年推出了國內(nèi)首顆車規(guī)級32位MCU芯片AC7811。
總結(jié)
一個小小的MCU，難倒了眾多車企，同時也催促國產(chǎn)芯拿下車規(guī)級MCU這個城頭。雖然在巨頭們的領(lǐng)地挑戰(zhàn)巨頭，有較大的難度，但國產(chǎn)半導(dǎo)體，國產(chǎn)汽車的發(fā)展，需要不斷的挑戰(zhàn)。
近期比亞迪半導(dǎo)體曬出成績單，兆易創(chuàng)新宣布下半年量產(chǎn)車規(guī)級MCU，這些都是好消息，希望以后國產(chǎn)車規(guī)級MCU會有越來越多的捷報(bào)傳出。
