汽車芯片挺過“時間”障礙，國產車規級MCU迎來收獲期

近幾年來，汽車產業“新四化”變革趨勢加速，電動化和智能化成為汽車產業競爭的焦點已是業內共識。

在這個進程中，MCU作為汽車向電動化和智能化發展的關鍵芯片，應用領域也越來越豐富，正迎來量價齊升的快速發展期。

據華經產業研究院數據，2023全球車規級MCU市場規模預計達86.46億美元，同比增長4.34%，隨著未來新能源及自動駕駛汽車滲透率持續增長，車規級MCU有望成為MCU市場增速最快的細分領域之一。

可見，在行業變革和市場需求的雙重驅動下，車規級MCU成為了行業競爭的新焦點。


新能源汽車是MCU芯片市場強勁的驅動力

具體從汽車電子方面分析，根據相關資料可知，傳統普通燃油車攜帶ECU（由MCU、存儲器、輸入/輸出接口等等大規模集成電路組成）約70個，豪華燃油車約150個，而智能汽車由于智能座艙和自動駕駛的高算力需求，ECU數量會激增至約300個，為普通燃油車4.3倍，而每個ECU單元里至少需要使用一顆MCU芯片。

根據中汽協數據，2022年我國新能源汽車產銷分別完成705.8萬輛和688.7萬輛，同比增長96.9%和93.4%，滲透率達到25.6%，高于上年12.1個百分點。由此可見，隨著汽車智能化程度加深，MCU芯片需求不斷增加，并且新能源汽車成為市場強勁的驅動力。

汽車電子中所使用的半導體即車規級芯片，主要有主控芯片(MCU/SoC)，功率芯片(IGBT)，傳感器芯片(CIS)和存儲芯片(Flash)四大類，車規級芯片廣泛應用于汽車的動力系統、智能座艙及自動駕駛系統，是汽車電子核心元器件。依規格種類不同，MCU有8位、16位、32位等類型，在車窗、座椅調節、動力總成、車身控制、電池電機控制、整車熱管理系統等方面都有MCU的參與。

近年來，汽車電動化和智能化帶動單車MCU用量呈增加趨勢，我國車規級MCU行業市場規模也在持續提升。根據數據顯示，2021年我國車規級MCU行業的市場規模達26.87億美元，同比增長25.85%，預計2024年市場規模將達37.85億美元。


“新四化”大潮下，汽車急需“中國芯”

在智能汽車時代，“得車‘芯’者得天下”這句話一直廣為流傳。工信部裝備工業一司副司長郭守剛更是以“汽車芯片成為全球汽車產業競爭的角力點”，來概括芯片在當前汽車電動化、智能化這一百年之大變革中，所發揮的關鍵引領作用。

通過數據來看，燃油車時代，單車芯片需求約為300-500顆，而當下的智能電動車單車芯片搭載量則超過了1000顆，未來L4級別車輛的單車芯片需求更將超過3000顆。以中國汽車行業為例，2022年整車銷售規模達4.58萬億元，汽車芯片銷售規模為1219億元，其重要性不言而喻；2030年，中國汽車芯片市場規模預計將達到290億美元，年需求量將超過450億顆。

盡管我國汽車芯片需求領跑全球，但對外依賴程度卻很高，目前國產供給率僅為10%左右，換言之，就是每一輛汽車90%以上的芯片都依賴進口，“缺芯少核”的痛點持續暴露。

以最為重要、技術含量也最高的汽車芯片之一——MCU為例。MCU（Mcrocontroller Unit，微型控制單元）俗稱單片機，凡是在需要計算機程序控制的地方，都可以見到它的身影，汽車端是全球 MCU 最大的市場，占比約為33%。

MCU在汽車中的角色類似于人體的神經細胞，一輛汽車平均有50至100個MCU，在一輛車所使用的半導體器件數量中占比約為30%，主要作用于核心的安全與駕駛方面，包括智能駕駛輔助系統的控制、底盤安全、車身控制、動力控制、信息娛樂等。一旦缺了其中關鍵的一枚，汽車就面臨無法生產的風險。

雖然MCU的重要性眾所周知，但由于車規級MCU相較通用MCU芯片，在使用環境、可靠性、安全性、一致性、使用壽命、長期供貨能力等方面都有著更為嚴苛的要求，并且通常會面臨產品研發難度大、周期長（一般在34—48個月），車規認證體系復雜、流程長、客戶導入門檻高等多重障礙，所以盡管國內做MCU的公司有上百家，其中不乏年出貨量上億顆的企業，但大多活躍在工業和消費電子領域，對車規級MCU尤為謹慎。

因此，長期以來車規級MCU基本被國外廠商壟斷，根據公開信息，2021年全球近98%份額的MCU市場被前七大供應商占據，分別為瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯、意法半導體等，無一中國廠商。

這一“軟肋”在芯片領域逆全球化的當下，將對我國汽車產業安全穩定發展構成巨大潛在風險。尤其是近期，美國白宮發布最新聲明稱，針對中國電動汽車的關稅稅率將從25%提升至100%，外部環境日益復雜的背景下，如何打造自主可控的汽車芯片供應鏈體系，已然成為我國汽車產業的當務之急。


國產替代挺過認證期

在此契機下，國內MCU企業快速成長，技術實力不斷取得突破。其中，以曦華科技為代表的本土芯片廠商，正在抓住這一時代機遇。

曦華科技認為，國產車規級MCU發展有三個階段：第一個階段是缺貨階段，這是國產車規級MCU發展的歷史性機遇；第二階段是車企重新調整供應商名單，希望單一供應商能夠提供更豐富的料號；第三階段是當前的資本市場遇冷，整車廠需要國產MCU廠商能夠證明自己長久供貨的能力。

基于上述行業背景和發展現狀，曦華科技憑借已經取得的技術積累和市場成績，積極投身車規MCU市場，聚焦差異化優勢布局，圍繞“MCU+”戰略打造車規級MCU產品，從特色應用場景上為客戶帶來降本增效的體驗。

2022年，曦華科技正式量產了首款自研車規級MCU——藍鯨CVM014x系列，并通過了ISO26262 ASIL-B產品認證，并且支持信息安全加密；在2023年Q1季度正式推出基于ARM Cortex M0+內核的車規級MCU新品CVM011x系列。曦華科技公司全系產品均通過AEC-Q100車規可靠性測試標準，并內嵌信息安全模塊及加密引擎。

曦華科技的“MCU+”產品升級方式就是針對特定的場景，在MCU內部集成相應的資源，比如觸控、車燈、電機、無線充電等特定應用。

“與國際巨頭相比，曦華科技在基礎能力方面和國際大廠沒有明顯差距，后者的優勢在于規模和縱向整合”，同時，曦華科技強調道，包括曦華科技在內的國產MCU廠商，與整車廠、Tier 1之間的溝通是非常直接和快速的，因此可以清晰地了解到客戶的需求，幫助我們在產品定義和產品規劃方面做創新、高效的決定，我們的反應比國際大廠要快得多。

而作為國內較早布局汽車市場的本土MCU企業之一，芯旺微電子于成立第三年，也就是2015年便啟動車規級MCU的技術及產品研發。憑借豐富的車規級技術積累及產品儲備，先后于2019年、2020年量產8位及32位車規級 MCU 產品，到2024年芯旺微電子已有超60款車規MCU產品，可應用于底盤系統、動力系統、車身系統、智駕系統和座艙系統等場景中，覆蓋超過95%車身控制應用需求。

如今，芯旺微電子KungFu內核車規級MCU一騎絕塵。3月18日，芯旺微電子官宣其旗下KungFu內核車規級MCU累計交貨突破1億顆，這一成績不僅創下了我國該行業內的新記錄，為汽車芯片本土化的發展注入了一劑強心針，更是標志著車規級芯片供應鏈和處理器獨立生態系統實現了里程碑式的突破，國內車規級芯片廠商在超高安全標準與國外頭部廠商的“雙重夾擊”下正加速突圍。

基于差異化競爭、技術自主可控、可持續發展的考慮，芯旺微電子在技術上選擇了一條自主創新之路——以KungFu架構為基礎，創新構建了含KungFu配套開發工具，包括集成開發環境、C編譯器和仿真器于一體、可持續發展的KungFu大生態，真正意義上實現了從芯片到工具鏈的全自主，意味著不再受制于第三方內核IP 授權體系的限制，保證MCU 核心技術的自主、安全、可控。

隨著汽車成為近年半導體需求增速最快的領域，“上車”也成為國內芯片廠商追逐的增長新動力。據蓋世汽車統計，目前國內共有23家芯片公司布局車規級MCU。


結語

新一輪智能汽車的競爭熱潮已經掀開，展望2024年，電動化和智能化將成為新能源汽車行業決定比賽的勝負手。

而中國作為全球最主要的新能源汽車市場，無論是汽車行業的演進速度，還是廠商和消費者對新技術的適應速度和接受意愿，在全球各大市場中都是獨一無二。尤其是隨著華為、小米等科技巨頭加入“戰局”，中國新能源汽車開始加速從電動化駛向智能化的新高地。

在此趨勢下，車規級MCU需求量高速增長，國產芯片廠商發展即將步入“深水區”。