汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化迅速發(fā)展：2022 年車規(guī)芯片的產(chǎn)能瓶頸仍然非常嚴(yán)峻

近幾年，汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化迅速發(fā)展，汽車對于芯片的需求無論在數(shù)量上還是性能上都快速增長。當(dāng)下，搭載好的芯片，汽車才會更有競爭力，整車廠對汽車芯片的關(guān)注也達(dá)到了空前的高度。

面對日益上漲的需求，國際芯片供應(yīng)卻危機(jī)四伏，英飛凌、恩智浦和意法半導(dǎo)體等國際主要汽車芯片大廠在財報電話會議交流時，一方面強(qiáng)調(diào)了汽車芯片產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁前景，但同時也指出了 2022 年車規(guī)芯片的產(chǎn)能瓶頸仍然非常嚴(yán)峻。

" 缺芯潮 " 中，MCU 控制芯片是對車廠挑戰(zhàn)最大的產(chǎn)品，尤其高性能、高可靠、高安全的車規(guī)控制芯片，而這塊市場此前一直是國際大廠的天下，國內(nèi)創(chuàng)新企業(yè)尚是空白。

不過車規(guī)半導(dǎo)體企業(yè)芯馳科技近期透露了令人振奮的消息：即將發(fā)布一款高可靠、高安全、高性能、廣覆蓋的車控 MCU E3、其功能安全等級達(dá)到了 ISO 26262 ASIL D 級;這款控制芯片據(jù)稱可覆蓋汽車車身、底盤、動力、BMS、網(wǎng)關(guān)、T-Box 等各項應(yīng)用，目前已有近 20 家車廠和 Tier1 開展了基于它的應(yīng)用開發(fā)。據(jù)芯馳科技提供的資料顯示，這款芯片的性能已經(jīng)超過了目前全球范圍內(nèi)已發(fā)布的所有 MCU，應(yīng)是目前全球性能最高的 MCU 控制芯片。發(fā)布時間臨近，具體情況如何，還需等待芯馳更詳細(xì)的官方信息。

隨著 MCU E3 的發(fā)布，芯馳科技智能座艙、智能駕駛、智能網(wǎng)關(guān)、安全控制全系列產(chǎn)品也將形成獨(dú)特的平臺化、全場景優(yōu)勢。

除了性能方面的突破，是否符合車規(guī)也是車廠非常關(guān)心的領(lǐng)域。據(jù)悉，芯馳是目前國內(nèi)首個拿到 " 四證 " 的車規(guī)級芯片企業(yè)，早在 2019 年就成為中國首個取得 ISO 26262-2018 ASIL D 流程認(rèn)證的企業(yè)，而 X9 智能座艙 /G9 智能網(wǎng)關(guān) /V9 智能駕駛?cè)钚酒瑒t率先拿下 AEC-Q100 Grade-2 產(chǎn)品可靠性認(rèn)證和 ISO 26262 ASIL B 功能安全產(chǎn)品認(rèn)證，G9 網(wǎng)關(guān)芯片是國內(nèi)首批獲得國密認(rèn)證的車規(guī) SoC 芯片。

市場調(diào)查機(jī)構(gòu)Omdia近期報告顯示，全球半導(dǎo)體市場增長幅度將由2021年的21.1%降至2022年的4.2%，增速趨于平緩。但汽車半導(dǎo)體市場仍將出現(xiàn)大幅增長，市場規(guī)模將由2021年的500億美元增至2025年的840億美元，IHS Makit則預(yù)測汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模將于2030年達(dá)到1100億美元規(guī)模。非常明顯，汽車相關(guān)的需求方面依然處于旺盛狀態(tài)。與之相對應(yīng)的供給方面，在經(jīng)歷過2021年全面大缺貨后，消費(fèi)類電子市場看到了較為明顯的過剩，而各類車規(guī)芯片依然處于緊缺和漲價狀態(tài)。這其中，各類MCU因其品類繁多且用量巨大已成為車規(guī)芯片中的關(guān)鍵供應(yīng)部件。Insights表示，去年由于市場供給吃緊，MCU平均售價大增 10%，為近 25 年來最大的增幅，預(yù)計2026年前 MCU 售價將逐年向上。以產(chǎn)值來看，2021年MCU產(chǎn)值激增23%達(dá)到了196 億美元，今年將持續(xù)成長，預(yù)估達(dá) 215 億美元，年增 10%，續(xù)創(chuàng)歷史新高。其中，車用MCU比重則達(dá)40%，且為未來5年增長速度最快的應(yīng)用?；谲囈?guī)MCU的戰(zhàn)略重要性、稀缺性，越來越多主機(jī)廠傾向于優(yōu)先選擇可用的國產(chǎn)MCU芯片。本文將重點(diǎn)追蹤報道車規(guī)MCU中的觸控類芯片和方案。

觸控或壓力按鍵MCU作為專用MCU的一種，是汽車智能化發(fā)展關(guān)鍵的元件之一，由儀表，娛樂，空調(diào)等分離單元組成的傳統(tǒng)座艙快速向座艙域+ADAS域演變，中控大屏或貫穿式一體屏越來越多的出現(xiàn)在新款汽車產(chǎn)品中，用于控制空調(diào)和娛樂導(dǎo)航等功能的機(jī)械按鍵逐漸被智能按鍵替代， 汽車內(nèi)飾智能表面，塑電一體化，電子和內(nèi)飾的融合等概念也在促進(jìn)傳統(tǒng)的物理按鍵開關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)榈疆?dāng)下流行的智能開關(guān)或按鍵。智能按鍵除帶來新的用戶體驗(yàn)外，在結(jié)構(gòu)件的小體積輕量化方面也顯示出越來越明顯的優(yōu)勢。每輛車上觸控MCU的用量將從目前的平均4-5顆快速增長到20-30顆。

從幾個主要MCU廠家最近發(fā)布的信息來看，今年第二季度MCU的價格將有新的一波漲價，貨期也在繼續(xù)拉長，這一趨勢預(yù)計還會持續(xù)較長時間，分析原因主要有以下幾點(diǎn)：

1.在汽車智能化、自動化、電動化趨勢下，汽車電子架構(gòu)重構(gòu)，MCU數(shù)量和算力需求不斷增加。數(shù)量的增加主要體現(xiàn)在新功能的加入，包括傳統(tǒng)機(jī)械功能向電氣化的轉(zhuǎn)變?nèi)鐧C(jī)械按鍵向智能按鍵的轉(zhuǎn)變;傳統(tǒng)底盤向線控底盤的轉(zhuǎn)變;LED替代白熾燈;氛圍燈的廣泛采用(由10顆到30顆);ADAS相關(guān)的傳感器如圖像(由5顆增加到7顆到11顆)、毫米波雷達(dá)(3顆到7顆)、激光雷達(dá)(2到3個)、超聲波雷達(dá)(12顆)等數(shù)量的增加;新能源相關(guān)的主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動、BMS、OBC、DCDC、PDU、PTC、電空調(diào)等，網(wǎng)聯(lián)汽車需要的T-Box 和各種無線連接功能如藍(lán)牙、NFC、UWB 等。算力的提升主要來源于ADAS相關(guān)AI大算力、智能座艙功能的升級;電氣架構(gòu)從分布式向功能域和區(qū)域功能的集成也需要高算力的MCU來實(shí)現(xiàn)各個域之間的高速互聯(lián)如Ethernet;軟件架構(gòu)向Autosar的轉(zhuǎn)變也帶來MCU高性能的要求。所有這些演進(jìn)還處在快速發(fā)展和需求快速增長的過程，離進(jìn)入平臺期還有相當(dāng)長的時間。無論數(shù)量的增加還是算力的提升體現(xiàn)在供應(yīng)端都意味著晶圓需求成幾倍的增加。

2.供應(yīng)鏈端擴(kuò)產(chǎn)速度的限制，傳統(tǒng)的汽車電子MCU供應(yīng)以IDM為主，晶圓廠是各個IDM 自建自用，基于以往半導(dǎo)體市場的榮枯周期的經(jīng)驗(yàn)，IDM 在擴(kuò)產(chǎn)時會考慮產(chǎn)能利用率和投資回報，擴(kuò)產(chǎn)相對謹(jǐn)慎，在新的技術(shù)浪潮下，新產(chǎn)能投資緩慢。在最新一代高性能MCU產(chǎn)品方面，傳統(tǒng)的IDM也逐漸轉(zhuǎn)向Fablite模式， 產(chǎn)能的增加也更多依賴Foundry 廠產(chǎn)能的提升 在晶圓代工和封測端，由于汽車電子對產(chǎn)品品質(zhì)和資質(zhì)要求的高門檻，符合車規(guī)級質(zhì)量體系和工藝能力的廠家數(shù)量有限，這也是產(chǎn)能提升有別于其它消費(fèi)類和工業(yè)類市場的原因。另外在汽車電子需要的一些特色工藝上，晶圓代工廠需要更長的開發(fā)時間。

3.Fabless廠家在設(shè)計方面的學(xué)習(xí)曲線，產(chǎn)品滿足AEC-Q100可靠性標(biāo)準(zhǔn)只是最低要求，汽車電子有其自身的一套從設(shè)計，生產(chǎn)到品控方面獨(dú)特的工程學(xué)方法，體現(xiàn)在IATF16949中，從APQP，F(xiàn)MEA，PPAP、MSA 到SPC需要一套系統(tǒng)的方法來滿足汽車電子產(chǎn)品的要求， 涉及安全的部分需要滿足ISO26262功能安全認(rèn)證。涉及域控部分要滿足軟件Autosar架構(gòu)等，整個體系對新進(jìn)的Fabless 廠家來說有比較長的學(xué)習(xí)曲線。這也導(dǎo)致供應(yīng)端的增加速度較慢。

基于以上原因車規(guī)級MCU的供應(yīng)問題還會持續(xù)較長的時間，相比通用MCU車規(guī)級觸控MCU供應(yīng)商數(shù)量更少，基本上集中在Microchip，Infineon等廠家，隨著需求的快速增長預(yù)計整個供應(yīng)狀況將比通用MCU更加緊張，持續(xù)時間也更長。目前在客戶端都在積極的尋找替代方案，以滿足快速增張的需求。

4月12日，芯馳科技發(fā)布了車規(guī)MCU

隨著汽車行業(yè)的劇烈變革，智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化迅速推進(jìn)，汽車行業(yè)對于芯片的需求無論在規(guī)模上還是性能上都快速增長。

MCU(Micro Control Unit，微控制單元)采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將CPU、SRAM、Flash、 計數(shù)器、UART 及其它數(shù)字和模擬模塊集成到一顆芯片上，構(gòu)成一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，是各種電子設(shè)備不可或缺的主控芯片。

MCU在汽車電子領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，從電機(jī)控制到信息娛樂系統(tǒng)和車身控制等均發(fā)揮著重要作用。

2021 年 MCU 總出貨量為 309 億顆，同比增長 12%，預(yù)計2026 年將達(dá)到 358 億顆。2021年因供需矛盾，MCU平均銷售價格躍升10%，創(chuàng)25年來最大漲幅，推升MCU營收攀高至196億美元，年增約23%。其中車用MCU市場規(guī)模約76億美元，接近整體銷售額的40%。

來自中信證券數(shù)據(jù)，隨著單車MCU用量的不斷提升，每輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上MCU，智能汽車則超300顆。

據(jù)IC Insights最新的《麥克林報告》預(yù)期，2022年全球MCU營收有望達(dá)到215億美元，繼續(xù)創(chuàng)歷史新高，較去年再增長10%;車用MCU增長將超越其他用途MCU。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2021 年中國國內(nèi)生產(chǎn)的 MCU 銷售額達(dá) 到 46 億美元，全球占比 23.3%。中國 MCU 市場中，汽車 MCU 銷售額為6.8 億美元，約占 15%。

由于車規(guī)級芯片研發(fā)周期長，設(shè)計門檻高，資金投入大，具有較高的技術(shù)壁壘。2020年，瑞薩、恩智浦、英飛凌、賽普拉斯(已被英飛凌收購)、德州儀器、微芯、意法半導(dǎo)體等7家，共占據(jù)98%的車用MCU市場份額。

當(dāng)下全球汽車行業(yè)缺芯，缺得最多的并不是SoC，而是使用量龐大、應(yīng)用范圍廣泛的MCU，MCU也成為汽車領(lǐng)域最為核心的、最緊俏的芯片類型，歐美第一梯隊雖然在MCU的技術(shù)積累、供應(yīng)關(guān)系上具有先發(fā)優(yōu)勢，但MCU供應(yīng)商過于集中的問題，也在席卷全球的“缺芯”危機(jī)中凸顯出來。

此外，新能源汽車的快速發(fā)展，推動了車規(guī)級芯片的需求，加上自2020年底到現(xiàn)在持續(xù)的缺芯行情，給了國內(nèi)車規(guī)芯片企業(yè)大量的機(jī)會，現(xiàn)在很多國產(chǎn)MCU都得到了車廠和Tier 1企業(yè)的測試機(jī)會，有的甚至已經(jīng)進(jìn)入到了前裝市場?？梢哉f，未來幾年是國產(chǎn)車規(guī) 欲知詳情，請下載word文檔 下載文檔