【2022-2023专题】汽车MCU持续短缺 国产厂商实力乍显

【编者按】2022年，半导体行业依然在挑战中前行。后疫情时代、行业下行、地缘政治等因素仍深刻地影响着全球半导体产业链及生态。2023年全球半导体行业如何发展？新的挑战又会从何而来？为了厘清这些问题，集微网特推出【2022-2023专题】，围绕热门技术和产业，就产业链发展态势、热点话题及未来展望做一详实的总结及梳理，旨为在行业中奋进的上下游企业提供可以参考的镜鉴。

集微网报道（文/杜莎） 2022年，车用MCU仍处于短缺之中，且这一形势还将在2023年延续。近日，芝加哥联邦储备银行政策顾问Kristin Dziczek在对汽车芯片产能问题撰写的报告中指出，汽车MCU的短缺将持续到2024年。Digitimes也报道称，尽管短缺情况最近有所改善，但因供应增长无法赶上需求的快速增长，MCU等汽车芯片短缺问题不太可能在2024年之前完全解决，一些汽车制造商已经开始调整2023年汽车设计，以便可以从两家以上的供应商处采购相同功能的芯片，或者来自同一供应商的芯片可以接受不同的引脚。

全球范围内，汽车电气化、智能化等趋势加速渗透与落地，推动电子元器件在汽车中的更多应用，MCU的需求也持续火热。据半导体制造商估计，一辆汽车需要20-30颗MCU，而未来的豪华车型可能需要多达100颗MCU，高于此前预计的70颗。这由此将产生更庞大的汽车MCU市场。全球车用MCU大厂英飞凌在2022财年第四季度的财报会议上也表示，由于成熟制程的供应增加有限，公司汽车MCU业务有望在未来几年增长2.5倍。

长久以来，车用MCU这一市场将近9成份额都集中在包括英飞凌、恩智浦、Microchip、瑞萨、ST和德州仪器的六大厂中，国产化率远低于5%。但过去两年多时间里，在上述这些海外大厂缺货，地缘政治的影响，以及构建稳定安全的国产芯片供应链的大规划之下，国产芯片迎来了机遇窗口，本土车用MCU厂商如雨后春笋般出现，且取得一些实质的进展。

面对增量市场，国产厂商实力乍显

从位数来看，MCU可以分为4位、8位、16位和32位，位数越高，MCU的处理能力越强，所能应用的场景越复杂。在汽车MCU市场，8位和32位是主流，8位具有超低成本和设计简单等优势，主要用于汽车风扇、雨刷天窗等；32位占绝对优势，其可用的汽车场景包括汽车动力系统、智能座舱、车身控制，且随着汽车电子电气架构从分布式走向集中式，32位的车用MCU将成市场需求主流。

IC Insights的预测也印证了这一趋势。数据显示，从2021年到2026年，MCU总销售额预计将以6.7%的复合年增长率增长，到2026年将达到272亿美元。而具体到今年，2022年全球MCU销售额将增长10%，达到215亿美元的历史新高，其中汽车MCU的增长速度将超过大多数其他最终用途类别。而在整个汽车MCU市场中，超过3/4的汽车MCU销售来自32位MCU。IC insight的数据预测，未来五年，32位MCU的销售额预计将以9.4%的复合年增长率增长，到2026年达到200亿美元。

面对国际大厂的先发优势，以及车规MCU的高门槛、高壁垒与长周期，国内MCU厂商大都选择从车身域开始切入，目前已经在这些领域崭露头角，如比亚迪半导体、芯旺微、CHIPWAYS、杰发等。但低端的车规MCU产品进入门槛虽然相对较低，因此也很容易进入红海市场，向中高端车规MCU领域进击是国产MCU领域的终极目标。

而国内芯片供应链前装“上车”大多卡在AEC-Q100测试和ISO 26262认证，尤其不同于车身控制，要深入到域控、动力总成等更为核心的控制领域，安全可靠是最为重要的要求，这要求产品不仅要通过AEC-Q100可靠性认证这一前装上车的“基本门槛”，功能安全标准更要达到ISO26262 ASIL B级别及以上。因此，聚焦于32位MCU赛道的国内芯片厂商，如芯旺微、旗芯微、芯驰科技、云途、曦华科技等，都在一步步打造满足ISO 26262标准的产品开发和流程体系版图，推动产品安全性和可靠性达到最高标准，以打下车用MCU国产化的坚实基础。

例如，今年，芯旺微即将量产符合ASIL-B等级的全新车规级32位MCU——KF32A158/168，可以适配于更加复杂的应用，包括热管理控制系统、辅助驾驶控制系统、域控系统和车载网关控制系统中；旗芯微发布了第一款车规级MCU—— FC4150F512芯片，支持ASIL-B功能安全等级，AEC-Q100 认证，Grade 1等级；芯驰科技发布了32位高性能高可靠车规MCU E3系列产品，车规可靠性标准达到AEC-Q100 Grade 1级别，功能安全标准达到ISO26262 ASIL D级别；云途对外官宣正式量产第二款高端车规级MCU——M系列产品YTM32B1ME，符合AEC-Q100和ISO26262 ASIL-B双重认证；曦华科技已通过ISO26262 ASIL-D最高级别的车规认证，并成功点亮了公司首款32位高端MCU产品等等。

国产MCU进入汽车电子重要控制领域

国内芯片厂商竞相入局车用MCU这一市场，这是一件很好的事情。中国作为全球最大的汽车电子市场，具有十分可观的市场规模。当前，“国产替代”的机遇确实给国产车规芯片厂商带来了千载难逢的机会，但这种机会是平等的。国产厂商并不是狭隘的竞争关系，其实是相辅相成，相互促进国产芯片在汽车领域的应用与落地。虽然，每家企业的原始积累不一样，都有自己的发力点，但都会有机会。

现阶段，国内车规芯片正处于起步阶段。国内车规MCU芯片厂商，先从车身控制切入，慢慢做起来，未来将把产品定位在整个域控、发动机控制和动力总成方面所需的更高性能的MCU产品领域。因此我们看到兆易创新、中颖电子、力源信息、灵动股份等厂商也在车用MCU这一赛道布局。

这些国产车用MCU的落地情况值得期待。尤为值得提及的是，在一些核心控制领域，汽车供应链厂商也在逐步开放，愿意基于国产车用MCU厂商的产品做一些开发评估。例如，据悉有一些tier1将芯旺微的第二代32位车规MCU——KF32A156产品用于做整车和底盘相关的ECU，电动助力转向系统（EPS）、电子驻车系统（EPB）、整车控制VCU，这款产品的车身应用场景在不断扩展，除了发动机控制、网关控制，其他场景几乎都有所涉足。

在集微网此前的采访中，芯旺微表示，这两年，国际车用芯片大厂的缺货浪潮也迫使做传统汽车ECU的tier1，不得不开始思考核心ECU模块的国产化应该怎么进行。如KF32A156正好可以在一些对资源要求不是特别丰富的整车上做一些非常重要的控制，例如EPS、EPB、VCU。

当然，向更重要的控制领域进击，目前还处在一个摸索的阶段，但这对国产替代已非常具有里程碑式的意义，国产化芯片进一步丰富汽车电子的应用，标志更重要的ECU的模块开始步入国产化，整个汽车电子进入国产化。

车用MCU国产化前路上的挑战

国产芯片厂商向上发展路上，业内也不免存在一些担忧，尤其是有关下行周期的忧虑，多个专业机构预计本轮半导体超级周期最终将于2023年底结束。而随着下行周期的到来，无论新老玩家都要直面全球龙头企业的竞争。

对此，集微网此前在对多家车用MCU的采访中了解到，目前，整个国产芯片的市场处于快速的爬坡期，国产厂商很难感受到整个面处于下降，因为现在基本盘比较小，所以增长一点对他们来说就很大。就公司本身而言，国产芯片处于发展期，他们的需求和订单都在增长，但增长可能占整个基盘都比较小。未来，国际品牌都是会存在的，发挥价值，国产芯片也要发展。尤其是这两年，虽然国产芯片的发展起因于国外芯片的短缺，但发展的目的会超越短缺的因素，不会因为短缺缓解等市场情况，来决定国产芯片要发展还是不发展，或许因为国外芯片不缺货发展得慢一点，这也是无可厚非。

因此，汽车“缺芯”尚未缓解，即便得以缓解后，国产化进程亦不可逆转。现阶段最大的挑战还是这些车用MCU厂商要证明自己的产品是真正能达到车规要求，并不是在车上定了几个点，而是需要长期验证、长期积累、三年五年以后持续保证可靠才行。这当然也需要国内车厂和Tier1能给国产MCU更多的机会。一旦国产产品证明了自己，把产品做好的同时又能把价格控制在可接受的范围之内，便能进一步争取更多市场份额。

同时，真正要进入汽车供应链，除上述谈及的车规能力以外，其他方面的能力也很关键。进入车规级芯片这一赛道的公司除了技术层面的考量之外，非技术层面的实力也至关重要，相比消费电子，汽车的寿命平均是15年左右，因此进入汽车供应链通常需要具备四大要素：一是技术实力强大；二是产品丰富；三是质量管控体系优质可靠；四是具备一定的规模与体量，供应稳定。

最后，从长远来看，汽车MCU国产化是一场持久战，除了芯片设计这一环外，还面临一些挑战，如晶圆制造等。在生产制造这一环节，欧美的MCU厂商如恩智浦、英飞凌等均采用IDM模式，他们在代工紧缺时可以更有效保证产能。全球主要的外包MCU代工厂集中在台积电、联电、格芯、中芯国际和华虹等，去年MCU产能不足，国内MCU厂商深受其害。汽车MCU所采用的工艺相对成熟，也并非传统代工厂的核心业务，在产能紧缺时，其优先级有限。因此，如果国产MCU要想供应链安全今后势必要转向国内生产，国内晶圆代工能力还有待提高。

无论如何，国产汽车芯片大发展的序幕现已打开，希望布局车用MCU芯片的企业能珍惜时间窗口，更多一份沉淀，在市场突破的同时不忘初心，潜心车用芯片研发，在各自的赛道上加速前行，做大做强。