汽車智能化就是汽車電子化的進一步升級，而汽車電子化離不開汽車半導體行業(yè)的迅猛發(fā)展。而MCU芯片作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運算和處理的核心，可謂是汽車大腦的地位。在汽車智能化的進程中，車規(guī)級MCU的市場將會進一步擴大。
據(jù)報道，比亞迪半導體的車規(guī)級MCU裝車量已超過500萬顆，搭載了超50萬輛車。
今年3月底，比亞迪推出號稱永不自燃的“刀片電池”。今年7月的成都車展上，驍云1.5T高功率動力總成。11月中，比亞迪DM-i超級混動技術(shù)的核心部件之一——驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機正式亮相。
經(jīng)過這些年動力電池、電驅(qū)動的研究、應用，比亞迪的“肌肉”練得足夠扎實，引領(lǐng)著一些技術(shù)潮流的方向，比如刀片電池、三合一電驅(qū)動、乃至上游的功率器件IGBT、SiC。
“肌肉”的厚重與否關(guān)系到一家企業(yè)在汽車電動化、智能化進程中的耐力。而能將這塊“肌肉”的實力發(fā)揮出來幾分，需要聰明的“大腦”。目前這顆大腦需要車輛全身的復雜芯片組來實現(xiàn)每一項功能。
作為一家力爭將電動化、智能化關(guān)鍵技術(shù)都握在手中的企業(yè)，比亞迪沒有只看重“肌肉”的練習。比亞迪半導體就承擔著它的智能化進程中芯片研發(fā)的重任，為它的全新電子電氣架構(gòu)打下了基石。
MCU隨電子電氣架構(gòu)發(fā)展的兩個階段
汽車智能化發(fā)生的最明顯的變化就是汽車電子化的加深。這種加深基本上可以分為兩個階段：
一是電子系統(tǒng)增加使ECU和MCU數(shù)量大增，比如從后視鏡、車窗、雨刷、座椅，到車載娛樂系統(tǒng)、安全系統(tǒng)，再到車身控制和引擎控制的電子化，都離不開MCU芯片，提升駕駛體驗和安全性;
然而追加的電子功能變得相當繁雜，線束布局復雜性加速，使得車企決定整合ECU功能。在這個過程中MCU的數(shù)量減少，但功能更強大、安全性更高，甚至部分部件需要的MCU變更為超強算力的ASIC、GPU、FPGA等。
兩個階段分別對應的是整車的分布式電子電氣架構(gòu)和集中式電子電氣架構(gòu)。
十年前比亞迪F3裝有12個控制器，線束長度789米;十年后電子元器件設備數(shù)量顯著增長，全新一代唐EV的控制器數(shù)量增加到55個，線束長至2650米。分散式的電子和電氣部件導致成本高、管理低效、裝配復雜、整車設計難度大等問題。于是比亞迪對汽車電子電氣架構(gòu)進行優(yōu)化，按照不同功能維度進行整合為五大功能域：動力控制域、底盤電子域、安全電子域、信息娛樂域和車身電子域。
按照它的設定，原本在分布式電子電氣架構(gòu)中，車身電子域分散為智能鑰匙控制器、空調(diào)控制器、BCM、高頻信息接收模塊、胎壓監(jiān)測ECU、倒車雷達ECU等諸多電氣元器件。而在集中式布局中，它們將被整合為一個多合一車身控制器。
從分布式到集中式，車身控制器對MCU芯片的數(shù)據(jù)傳輸效率和安全性等運算控制能力的要求越來越高。
作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運算和處理的核心，MCU是真正讓汽車變得更加高效的關(guān)鍵。它不僅得到整車廠及其Tier 1供應商的推動，而且促使半導體公司將重心放在車規(guī)級半導體業(yè)務上。
MCU市場規(guī)模及出貨量(數(shù)據(jù)來源：IC Insights)
可以看到，在汽車向智能化演進過程中，車規(guī)級MCU出貨量持續(xù)上升。IC Insights預測，車規(guī)級MCU市場將在2020年接近460億元，占MCU整體市場的40%，2025年將達700億元，單位出貨量將以11.1%復合增長率增長。
市場規(guī)模的擴大，對于比亞迪半導體等致力于發(fā)展車規(guī)級芯片的企業(yè)來說是一個絕好的機會。尤其是，比亞迪半導體的定位就集中在車規(guī)級和工業(yè)級半導體。
32位車規(guī)級MCU的探索、發(fā)展與追趕
比亞迪半導體從2007年進入MCU領(lǐng)域。最早開始研發(fā)的是工業(yè)級MCU，經(jīng)過數(shù)年的積累，它開始結(jié)合工業(yè)級MCU的技術(shù)能力跨越到車規(guī)級MCU領(lǐng)域。
十三年的發(fā)展，使它擁有工業(yè)級通用MCU芯片、工業(yè)級三合一MCU芯片、車規(guī)級觸控MCU芯片、車規(guī)級通用MCU芯片以及電池管理MCU芯片。這是自主半導體公司在功率器件之外的又一突圍。
隨著信息化浪潮滲透著各行各業(yè)，智能化、物聯(lián)化等時代定義的興起，使得越來越多半導體廠商對于MCU領(lǐng)域的外設和功能愈發(fā)注重，并持續(xù)推動其向更加高集成度方面發(fā)展。目前MCU器件主要分為8位、16位和32位三種類型，它們之間有著功能性的差異，如32位MCU比8位MCU的能力更顯著更強。
一般來說，32位的MCU可以透過4倍的處理速度來執(zhí)行更復雜的運算，進一步提高數(shù)據(jù)處理效率，同時能夠有效地處理多個外部設備，而且現(xiàn)階段32位MCU的成本越來越有競爭力，在同樣的價格之下，采用32位MCU可以提供更多的應用可能性。
比亞迪MCU芯片
新能源汽車發(fā)展至今，動力電池和電驅(qū)動領(lǐng)域國內(nèi)均有可與外資匹敵的企業(yè)，但令人痛心的是，其中的主控芯片和功率器件仍然嚴重依賴進口。芯片，是自主企業(yè)發(fā)展汽車電動化和智能化過程中最薄弱的環(huán)節(jié)。
公開數(shù)據(jù)顯示，中國功率半導體市場占全球份額超過40%，但自給率僅10%;中國車規(guī)級MCU市場占全球份額超過30%，但卻基本100%依賴于進口。
車規(guī)級MCU市場依舊被把握在外資手中。根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，全球車載MCU市場中，瑞薩電子、恩智浦、Microchip、意法半導體、德州儀器、英飛凌一貫作為頭部玩家，擁有著九成以上的市場份額。
特別是近年來32位MCU被廣泛應用于在洗衣機、空調(diào)、微波爐、吸塵器、電冰箱等多種家用電器中，同時在電機控制、模擬傳感器測量和TRIAC/ LED/ LCD驅(qū)動應用都可以見到它的身影。可見，在有明確應用場景和智能物聯(lián)需求之后，傳統(tǒng)MCU必須要做出改變來適應應用端需求的變化。
自主半導體公司與這些頭部企業(yè)相比，缺少的是從設計端到供應鏈的可靠性和穩(wěn)定性的積累。比如車規(guī)級的wafer、封裝、測試，在國內(nèi)曾是一片空白。要探索、要發(fā)展、要追趕，都需要時間。
為此，半導體器件應用記者從市場上了解到目前國內(nèi)不少科技公司在MCU芯片研發(fā)上已取得一定的突破以及優(yōu)秀的成績，MCU靜電和能耗上等核心指標也有超越國際競爭對手的水準。
所幸的是，已有數(shù)家半導體公司在推動國內(nèi)車規(guī)級MCU芯片的發(fā)展，比亞迪半導體就是主力軍之一。
2018年它推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片，適用于車身控制等領(lǐng)域，是首款國產(chǎn)量產(chǎn)車規(guī)級MCU芯片。
2019年它推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片，批量裝載在比亞迪全系列車型上。而且，它正在推出應用范圍更加廣泛、技術(shù)領(lǐng)先的車規(guī)級32位雙核高性能MCU芯片，基于Arm Cortex-M4F+M0雙核設計，可適用于域控制器等車身控制領(lǐng)域。
迄今為止，比亞迪半導體的車規(guī)級MCU裝車量已超過500萬顆，搭載了超50萬輛車。若加上工業(yè)級MCU，它的累計出貨量已經(jīng)超過20億顆。
比亞迪半導體32位MCU芯片
汽車電子電氣架構(gòu)在電動化、智能化發(fā)展過程中迎來重大升級，MCU的運算控制能力需適用于域控制器。并且，它的車規(guī)級8位、32位MCU芯片都達到可靠性標準 AEC-Q100，是按照功能安全標準 ISO26262設計。
對比亞迪半導體而言，背后整車平臺的支持，毋庸置疑將加速其對車規(guī)級MCU產(chǎn)品的定義、應用理解和落地測試。這對其他自主MCU廠商而言是比較難獲取的資源。
當芯片產(chǎn)品系列化越豐富，應用經(jīng)驗越成熟，比亞迪半導體在中高端MCU領(lǐng)域內(nèi)的突破會越快，加速其縮小與恩智浦等的差距。
這也是國內(nèi)半導體公司的目標，不單單是解決聚焦新能源裝備制造“卡脖子”問題，更要能進入到主流供應鏈，并與國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)協(xié)同合作，共同促進全球汽車電動化、智能化的快速發(fā)展。
智能汽車只有開放，才能真正創(chuàng)新。從比亞迪的動作來看，無論對于自研技術(shù)的重視，還對新商業(yè)模式的探索，都已經(jīng)邁出幾大步。也正如了外界盛傳一句話：五菱越來越小米，比亞迪越來越華為。
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