文／樂居財經(jīng) 靳文雨
一塊電路板上，哪怕只有1％的關(guān)鍵芯片無法供應(yīng)，也可能導(dǎo)致整塊電路板無法工作。對于汽車行業(yè)來說，“缺芯”是今年很熱的一個話題。而這次的汽車行業(yè)大缺芯，從2020年底就開始了。
汽車缺芯，最為急缺的是車規(guī)級MCU（微控制單元），其實就是一個小而全的芯片級計算機。從去年開始，MCU嚴重缺貨，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。
從全球產(chǎn)業(yè)鏈上來看，多年來MCU市場完全被國外大廠主導(dǎo)。但近年來，由于車規(guī)MCU缺芯的行業(yè)困境持續(xù)加重，使國產(chǎn)替代的趨勢成為業(yè)內(nèi)共識。在國內(nèi)車規(guī)MCU賽道上，也有一些企業(yè)開始進行突圍。
近日，蘇州云途半導(dǎo)體有限公司（以下簡稱：云途）獲得A股上市公司保隆科技（603197．SH）的戰(zhàn)略投資。本次投資將用于加速云途半導(dǎo)體的車規(guī)級MCU芯片的研發(fā)及量產(chǎn)投入，為進一步推進國產(chǎn)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)賦能。
入局車規(guī)級MCU賽道
車規(guī)級MCU是汽車生產(chǎn)制造中的核心半導(dǎo)體器件。在一輛汽車中有1／3的芯片都是MCU。MCU在汽車應(yīng)用中起到了單元模塊控制的作用，大到車身控制與動力總成，小到雨刷、車燈和照明、車門、后備廂、座椅、車鎖和鑰匙、側(cè)視鏡、安全氣囊等的控制單元都需要用到MCU。
云途作為一家專注于汽車級芯片的無晶圓廠半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計公司，成立于2020年。該公司匯集了全球頂尖半導(dǎo)體公司和汽車電子行業(yè)人才，核心團隊是一支擁有超過10年車規(guī)級MCU完整開發(fā)經(jīng)驗頂尖團隊。
今年年初，云途推出了首款車規(guī)級32 位 MCU芯片YTM32B1L系列產(chǎn)品，按照車規(guī)可靠性要求AEC－Q100設(shè)計，主要應(yīng)用于傳感器控制、胎壓監(jiān)測、座椅、電動尾門、車窗以及車燈控制等應(yīng)用。YTM32B1L芯片將在今年11月底前有小批量的出貨。
8月底，云途完成與小米的戰(zhàn)略合作并獲得小米長江基金的戰(zhàn)略投資。此輪融資主要用于加速云途半導(dǎo)體車規(guī)級MCU 的技術(shù)研發(fā)以及在汽車車身域及底盤、動力、安全等核心領(lǐng)域的市場開發(fā)和產(chǎn)品規(guī)劃。
當(dāng)前，云途半導(dǎo)體已經(jīng)建立了自己的集成電路設(shè)計和驗證平臺，制定了開發(fā)流程和規(guī)范，并成功開發(fā)出多款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，申請多項相關(guān)專利。
車規(guī)級MCU的硬性要求
從應(yīng)用領(lǐng)域來看，MCU可以分為消費級、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。云途所處的車規(guī)級MCU賽道與消費用MCU相比，行業(yè)門檻極高。
車規(guī)級芯片因涉及駕駛安全，所以需要具備高可靠性、高安全性、高一致性、零失效率等準(zhǔn)入門檻，研發(fā)測試和驗證的投入都很大。
首先，汽車不屬于易耗品，從落地到最終使用結(jié)束周期大多都在10年以上，因此對使用壽命有著嚴格的要求，車規(guī)級MCU的使用壽命要遠高于汽車的使用壽命才能保證汽車行駛的安全性。
其次，穩(wěn)定性對車規(guī)級MCU來說非常重要，汽車行駛的路況具有不確定性，車規(guī)級MCU在設(shè)計時需考慮行駛過程中會經(jīng)歷碰撞、抖動等情況對芯片的影響以及車輛長時間使用電路老化造成的干擾問題，提高車規(guī)級MCU的穩(wěn)定性。
車規(guī)級MCU一般裝配在汽車內(nèi)部，負責(zé)各個功能單元的控制，汽車在行駛過程中會產(chǎn)生大量熱量，為保證行車安全，車規(guī)級MCU也需具備抗高溫的能力。部分地區(qū)溫度環(huán)境惡劣，在冬天氣溫會低至零度以下，因此車規(guī)級MCU還需具備抗低溫能力，避免芯片低溫失效導(dǎo)致汽車無法啟動。一般車規(guī)級MCU的耐溫范圍為－40℃至150℃。
因為車規(guī)級芯片研發(fā)周期長，設(shè)計門檻高，資金投入大等諸多因素，國內(nèi)很多廠商都望而卻步，這導(dǎo)致國內(nèi)MCU控制芯片企業(yè)非常薄弱，國內(nèi)市場占有率接近于零。
打響“芯片自由”之戰(zhàn)
芯片已經(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。新能源汽車銷量屢創(chuàng)新高，MUC的市場需求也水漲船高，在過去十年中約占MCU總銷售額的40％。
一輛普通的燃油車MCU用量由70顆至100顆不等，由于電動汽車朝著智能化方向不斷前進，自動駕駛、高級駕駛輔助系統(tǒng)的快速發(fā)展，每個復(fù)雜的功能單元都需要性能極強的MCU對其控制，因此，電動汽車的MCU用量相較于燃油車的用量高出一倍甚至更多。
作為汽車制造和消費大國的中國，汽車芯片進口率高達95％以上。自“缺芯”問題在全球上演以來，提高汽車芯片自給能力，增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力，正成為我國在半導(dǎo)體領(lǐng)域攻堅克難的重點所在。
面對汽車電子的廣闊增量空間，一些國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)躍躍欲試，杰發(fā)科技、兆易創(chuàng)新、國民技術(shù)、云途、國芯、比亞迪等一大堆企業(yè)已經(jīng)開始進入市場，還有一些正在路上。
據(jù)悉，云途半導(dǎo)體將推出符合ISO－26262 ASIL－B等級的YTM32B1M高端車規(guī)級MCU系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品目前正在研發(fā)，預(yù)計今年完成研發(fā)并進行流片，2022年可向市場提供符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的樣片。云途還將以車身MCU為基礎(chǔ)，拓展域控制器、車載網(wǎng)關(guān)、智能座艙等領(lǐng)域產(chǎn)品。
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