车规MCU一枝独秀，国产MCU厂商的机会和进度

（文/程文智）近期关于半导体芯片砍单降价的消息不绝于耳，MCU芯片也一样，特别是消费类MCU芯片的降价压力最大，不过车用MCU芯片仍然维持了旺盛的需求，可谓一枝独秀。那么在车规MCU市场，国产MCU厂商有哪些机会，目前的进度又如何呢？
 
目前车规MCU的市场格局

传统汽车有40个左右的ECU模块，每一个模块至少需要1颗MCU。随着汽车电气化和智能化程度的不断提高，现在新出厂的汽车普遍都具有L2级自动驾驶功能，未来还会升级到L3、L4，甚至L5级自动驾驶，加上新的电子电气（E/E）架构的不断升级，车规级MCU的用量将会越来越多，比如ADAS中的摄像头模块、激光雷达模块等都会需要MCU的支持。业内人士预计到2025年，单车MCU的用量会提升到55~80颗。
 
一般来说，车规级MCU需要从设计开始就符合车规级规范，从设计到晶圆，再到封装测试，所有流程都必须符合车规级的规范，这样势必会增加芯片的成本。还有，车规级MCU要求可靠性更高，温度范围更广，一般车规级MCU的温度要求是-40℃~125℃，而工业级只需要-20℃~105℃，消费级则更低了，满足0℃~85℃即可。因此，车规级MCU会比消费级MCU贵20%~40%。
 
目前车规级MCU主要分为8位、16位和32位三种类型的MCU，8位MCU主要用于风扇、空调、雨刷、天窗、座椅，以及门窗的控制；16位MCU主要用于动力传动系统，比如引擎、离合器、刹车等；32位MCU主要用于仪表盘、车身、娱乐、ADAS、自动泊车等应用场景。
 
主流的车规级MCU厂商中，瑞萨电子、英飞凌、恩智浦、ST、TI、Microchip这6家就占据了90%以上的市场份额，国内MCU厂商目前的占比在2%~3%之间。
 
其中8位MCU供应商主要是英飞凌、恩智浦和Microchip，Microchip的量最大；
16位MCU供应商主要是被恩智浦收购了飞思卡尔，由于16位比较尴尬，不是未来的发展趋势，现在大家基本都放弃了，停止了新产品的开发；
32位MCU的供应商主要有瑞萨、恩智浦、英飞凌和ST四家。
 
而国内MCU厂商针对汽车市场的产品几乎都集中在32位。目前已经进入前装市场的有芯旺微、杰发科技和小华半导体等，另外还有不少在MCU厂商已经推出，或即将推出车规级MCU产品，比如兆易创新、复旦微电子、中颖电子、航顺、中微、芯海科技、国民技术等。
 
国产MCU厂商的机会

车内MCU其实还可以划分为具有功能安全的MCU和不具备功能安全的质量管控类MCU两大类。质量管控类MCU一般用在没有功能安全目标，不会影响到整车行为和人身安全的场景；带有功能安全的MCU更多地用在底盘、动力总成（包括发动机控制、ABS刹车制动等）、安全气囊控制、车身稳定系统等场景。
 
国内汽车芯片产业发展相对来说比较晚，因此，目前国内MCU厂商主要专注在不涉及功能安全的控制器内的MCU，也就是管控类等级的MCU。
 
在地盘动力方面，需要功能等级安全的MCU，目前国内MCU厂商很少有厂商推出相关产品，其市场缺口也是最大的，国产化替代目前几乎为0，未来机会很大。
 
在车身控制方面，现在已经开始国产替代了。目前国产MCU的技术性能已经可以满足汽车需求了，因此，整体需求的增长速度很快。
 
国产MCU厂商在车规级方面的进度

芯旺微在车规级MCU方面发力较早，他们在2012年就进入汽车后装市场，2015年推出了8位车规MCU。2019年划分出了A系列车规级芯片，实现了前装市场量产，用于车灯控制等，同年32位车规MCU发布。2021年发布了第二代32位车规MCU，今年即将发布第三代32位车规MCU，新产品很多用在了核心ECU控制单元。
 
 
杰发科技做车规级MCU的时间也比较早，该公司2018年推出了首颗车规级基于Arm Cortex-M3内核的MCU AC7811量产，2020年推出了基于ARM Cortex-M0内核的AC7801量产。2021年MCU整体出货量激增达到千万颗，2022年推出了首款基于ARM Cortex-M4F 内核而且符合ISO26262功能安全ASIL-B的AC7840。
 
 
 
以嵌入式CPU起家的国芯科技也推出了车规级的MCU产品，通用汽车电子车身及网关控制芯片CCFC2012BC进入量产阶段，发动机控制芯片CCFC2007PT完成设计并流片，车用BMS（电池管理）MCU也在研发过程中。
 
中微半导体于近日发布了其全新车规级MCU BAT32A2系列，产品阵容包括BAT32A237、BAT32A239、BAT32A279三款型号。其中，BAT32A237基于Arm Cortex-M0+内核，工作频率48 MHz，配备128KB Flash，12KB SRAM和1.5KB专用 Data Flash。
 
兆易创新当前应用于汽车市场的MCU主要面向后装市场。该公司第一颗车规级MCU已发布，采用40nm工艺，对标NXP S32K1XX系列，面向车身的电机控制、车灯控制等应用。
 
复旦微电子于12月8日发布了首款车用MCU产品， FM33LG0xxA系列MCU，目标应用领域包括雨刮器、车窗、座椅位置、车顶、门锁、空调、尾门控制器、电子换挡器、照明控制等。该产品预计将在明年第一季度到第二季度上车。从公布的产品性能来看，复旦微这次发布的车规MCU对标NXP的S32K，S32K系列汽车MCU是NXP推出的针对汽车行业的通用型MCU，采用Arm内核，可以覆盖从M0到M4，不同应用的多层次需求，整个系列具有很好的软件兼容性，以及功能安全特性。
 
结语

就目前来看，已经有不少国内厂商推出了车规级的MCU产品，还有些没推出的也正在紧锣密鼓的计划着，毕竟这块市场的发展前景已经很明朗了。
 
当然，这里只是列举了一部分的汽车MCU半导体芯片市场情况，关于更多汽车半导体芯片，比如车用IGBT等功率器件、模拟器件、被动元器件等详细市场情况，欢迎关注电子发烧友网8月10日在深圳南山益田威斯汀酒店举办的“2022汽车电子创新技术研讨会”，会上我们将会分享更多汽车半导体芯片的相关信息。