MCU市場(chǎng)發(fā)展格局是怎樣的?車規(guī)級(jí)MCU存在哪些技術(shù)難點(diǎn)?

在下述的內(nèi)容中，小編將會(huì)對(duì)MCU的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果MCU是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、MCU市場(chǎng)發(fā)展格局

MCU微控制器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局，正在通過大量的兼并和收購(gòu)而發(fā)生著變化，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，全球主要供應(yīng)商仍以國(guó)外廠家為主，行業(yè)集中度相對(duì)較高，前5大MCU廠商在2020年占了整個(gè)MCU市場(chǎng)的80%以上，而且他們幾乎都是IDM模式。當(dāng)然，這幾年，他們也有一些產(chǎn)品線是找代工廠幫他們生產(chǎn)的。

目前排名靠前的MCU供應(yīng)商有瑞薩、恩智浦、英飛凌、ST、Microchip、TI、三星、Silicon Labs、新唐，以及華大半導(dǎo)體等幾家。

相較于8位和16位MCU產(chǎn)品，32位MCU產(chǎn)品的集中度更高，前6大廠商均有布局，市場(chǎng)占有率接近90%。其中瑞薩和恩智浦在32位市場(chǎng)占有率均接近20%。ST在2007年推出Arm Cortex-M內(nèi)核MCU后，通過外購(gòu)Arm內(nèi)核快速鋪開產(chǎn)品，并憑借良好的生態(tài)，市占率持續(xù)提升。

其中，國(guó)外MCU供應(yīng)商基本是Arm Cortex-M系列的高中低端內(nèi)核產(chǎn)品都有涉及，低端、中端、高端的料號(hào)數(shù)量分別占38%、52%和10%。

也有少數(shù)廠商會(huì)選擇購(gòu)買Arm Cortex-A系列內(nèi)核，通常用于手機(jī)和電腦CPU等，用于高端產(chǎn)品，比如瑞薩共推出了118款多核產(chǎn)品，其中主核多采用A系列，輔核多采用M系列。

在自研內(nèi)核方面，前6大MCU供應(yīng)商中，僅瑞薩以自研內(nèi)核為主，占了78%，外購(gòu)內(nèi)核為輔。其他幾家的自研產(chǎn)品基本在100~300款之間。

從內(nèi)核數(shù)量上，除Microchip側(cè)重8 位產(chǎn)品、TI側(cè)重模擬產(chǎn)品外，其他廠商僅32 位產(chǎn)品料號(hào)數(shù)量就有上千種，并且每個(gè)系列通常都有幾十種型號(hào)，用來(lái)提供不同存儲(chǔ)容量、不同頻率、不同下游應(yīng)用的針對(duì)性產(chǎn)品。

在國(guó)內(nèi)MCU廠商中，采購(gòu)Arm內(nèi)核的企業(yè)占比超過了90%，有少部分廠商推出了RISC-V內(nèi)核的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)MCU廠商一般前期都會(huì)主攻消費(fèi)市場(chǎng)，在消費(fèi)市場(chǎng)基本是ST的天下，而且ST的32位MCU產(chǎn)品全部都是基于Arm內(nèi)核的，因此，很多國(guó)內(nèi)MCU廠商推出了很多與ST產(chǎn)品pin2pin兼容的型號(hào)，降低替換的難度。

從技術(shù)上來(lái)看，國(guó)外大廠一般會(huì)低中高端全面覆蓋，但國(guó)內(nèi)MCU廠商在高端領(lǐng)域的布局較少，主要集中在中低端。目前僅有兆易創(chuàng)新在2020年10月正式推出了基于Arm Cortex M33內(nèi)核的高性能產(chǎn)品，國(guó)民技術(shù)的M7內(nèi)核產(chǎn)品還在研發(fā)當(dāng)中。

從料號(hào)數(shù)量上來(lái)看，國(guó)內(nèi)MCU廠商與國(guó)外MCU廠商仍存在較大差距，恐在10倍以上。比如兆易創(chuàng)新目前僅有370多種料號(hào)，華大半導(dǎo)體為100多種，國(guó)民技術(shù)為80多種。其他樂鑫科技、靈動(dòng)微、芯?？萍肌⒑巾?、凌鷗創(chuàng)芯、BYD半導(dǎo)、中穎電子等MCU廠商的料號(hào)都在100以下。

二、車規(guī)級(jí)MCU的技術(shù)難點(diǎn)

芯片被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”，也是現(xiàn)代科技“皇冠上的明珠”。小到一個(gè)加濕器，大到一個(gè)航天飛機(jī)，作為整個(gè)信息控制系統(tǒng)的“大腦”，MCU其實(shí)無(wú)處不在。所以，不同應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)MCU的規(guī)格要求也不盡相同，我們根據(jù)MCU用途等級(jí)，一般可分為商業(yè)級(jí)，工業(yè)級(jí)，汽車級(jí)和軍工級(jí)：

可以看出，不論從對(duì)工作溫度，交付良率還是工作壽命的要求來(lái)看，主要針對(duì)消費(fèi)類電子的商業(yè)級(jí)MCU相對(duì)較低，其次是針對(duì)工業(yè)電腦、器械控制的工業(yè)級(jí)MCU，而汽車電子所采用的車用MCU，則是要求和難度要遠(yuǎn)高于前兩種，僅次于軍工級(jí)。

在汽車電子芯片領(lǐng)域，MCU的應(yīng)用范圍非常廣，從車身動(dòng)力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，到雨刷、車窗、電動(dòng)座椅、空調(diào)等控制單元，每一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)背后都需要復(fù)雜的芯片組支撐，其中MCU扮演最重要的角色。在一輛汽車所裝備的所有半導(dǎo)體器件中，MCU大概占三成，平均下來(lái)每輛車要用到70顆以上的MCU芯片。需要實(shí)現(xiàn)車內(nèi)各類應(yīng)用場(chǎng)景的同時(shí)，還要對(duì)安全性有足夠保證，這也是對(duì)車用MCU本身的功能、可靠性、工作溫度等要求嚴(yán)苛的原因。

汽車電子的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一直以來(lái)都比一般消費(fèi)性電子產(chǎn)品要嚴(yán)格。試想一下，一個(gè)玩具壞了可以修或者換個(gè)玩具，而一輛汽車使用過程中要使用到一萬(wàn)多個(gè)零件，假如任何一個(gè)零件出現(xiàn)問題，對(duì)于消費(fèi)者而言都有可能造成極大的困難，甚至危及生命安全。所以滿足汽車產(chǎn)品要求遠(yuǎn)比想象的要復(fù)雜，為了明確界定這個(gè)要求，自然也會(huì)有相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)芯片領(lǐng)域，AEC Q100是公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，也是車規(guī)級(jí)MCU芯片必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

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