车规级MCU芯片国内发展现状如何

今年5月份汽车缺芯一度爆上热搜，小鹏汽车董事长何小鹏还曾发可达鸭配图，发出急求芯片的信号。

各领域对芯片要求的排序：航天芯片＞军工芯片＞车规芯片＞工业芯片＞消费芯片。汽车对芯片的要求是高于工业，高于手机、电视等消费类数码电器产品的。

汽车常年在外奔驰，会面临不同的环境问题，比如乡间地头的粉尘、雨天的湿气、夏季的暴晒、冬季的寒冷，而这就要求芯片以及其他零部件都得能经受住这些考验、不出故障保证正常工作。所以，相比手机芯片而言，车规芯片对可靠性的要求会更高一些。

制造一辆新能源汽车需要哪些芯片？

据笔者了解，2021年平均每辆车所需芯片数量已经达到了1000颗以上。而新能源汽车正在加速发展，一台新能源汽车搭载的芯片数量达到了1000颗以上，可以说新能源汽车是芯片“大户”。

汽车芯片种类较为庞杂，主要分四类：功能芯片、主控芯片、功率半导体，传感器。以新能源汽车为例，制造一辆新能源汽车的芯片以下这些芯片。

1、功能芯片

主要是指MCU（微控制器芯片）和存储器，其中MCU负责具体控制功能的实现，承担设备内多种数据的处理诊断和运算。车辆控制系统主要包括车身电子系统、车辆运动系统、动力总成系统、信息娱乐系统、自动驾驶系统等几大部分，这些系统下面又存在着众多子功能项，每个子功能项背后都有一个控制器，控制器内部会有一颗功能芯片。

2、主控芯片

在智能座舱、自动驾驶等关键控制器中承担核心处理运算任务的SoC，内部集成了CPU、GPU、NPU、ISP等一系列运算单元。

3、功率半导体

主要负责功率转换，运用在汽车动力控制系统、照明系统、燃油喷射、底盘安全等系统当中，像电动车用的IGBT功率芯片，以及可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管MOSFET等。新能源汽车需要大量功率半导体来实现车辆频繁的电压变换需求。

4、传感器

主要用于探测、感受外界的信号、物理条件或化学组成，并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备，包括CIS芯片、MEMS芯片、电流传感器、磁传感器、陀螺仪、VCSEL芯片和SPAD芯片等。

综上所述，汽车芯片对于一辆车来说是非常重要的，以上四类中传感器是市场份额最小的，如果没有传感器汽车甚至连油门都踩不动，现在，相信大家理解为什么缺少芯片就造不出来汽车。

MCU是功能芯片的主角

汽车芯片主要关注三个方面：一是可靠性要求；二是设计寿命要20年以上；三是高安全性要求。

据了解，目前传统汽车控制器数量约为40～70个／辆，芯片400～700个／辆，新能源车则至少要增加20％的需求量。Strategy Analytics的数据显示，传统燃油车各类芯片应用占比中，占比最高的是MCU，占比为23％，其次是功率半导体，传感器，其他，占比分别为21％、13％、43％。到了纯电动汽车，由于动力系统的改变，内燃机转为电驱动系统，功率半导体的占比达到了55％，超过一半；其次是MCU和传感器，汽车需求量最大的是MCU。

MCU是把中央处理器、存储、定时器、输入输出接口集成在同一个芯片上的微控制单元，也称单片机。MCU主要用于自动控制的产品和设备，可应用于工业、汽车、通讯与计算机、消费类电子领域。其中，汽车是MCU最大的应用领域，传统汽车单车会平均用到70个左右，而新能源汽车则需要用到300多个，应用领域包括ADAS、车身、底盘及安全、信息娱乐、动力系统等，几乎无处不在。

目前车规级MCU市场主要被海外巨头垄断，国内厂商正在奋力追赶，目前部分企业已能够实现量产。

缺芯潮下，国产车规MCU的现状

从汽车MCU的市场份额分布来看，整体竞争较为激烈，且市场份额相差不大，占比最多的还是动力控制系统，其次是底盘与安全控制系统、车身电子和车载电子，32位的汽车MCU占据大头。目前车规级MCU具有比较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。而国产MCU仍然以Fabless为主，无法单独进行IATF16949这类流片和封装阶段的标准认证。

截至11月初，长安汽车、长城汽车、上汽集团、广汽集团以及比亚迪等五家自主品牌企业先后发布了第三季财报。财报数据显示，上汽集团、比亚迪、长城汽车分别实现了2114亿、1170亿、373．46亿元营收，位列前三。

华为消费者CEO余承东在微博上表示，AITO问界系列连续三个月单月交付破万，10月交付12018辆，国内新能源汽车消费热潮已经到来。新能源汽车市场是五大自主品牌企业今年前三季度的主要增长点，1至9月新能源汽车合计销量为233．7万辆，相比于2021年同期的106万辆同比增加120．47％。

随着新能源汽车的不断普及，以及智能化、网联化等技术在汽车领域的快速拓展，对车载芯片的数量和质量又提出了更高要求。中微半导体副总经理兼产品总监李振华李振华指出，车规级MCU具有比较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。工作温度、寿命和良率等指标要求严格，认证流程复杂且标准高，种种因素结合在一起，车规级MCU的导入时间至少3到5年时间，但车厂要求的供货时间又最高长达30年。

伴随着车规级芯片需求量持续保持高位，有不少国产MCU厂商开始升级转型。根据各企业官网及其公开宣传的进展，兆易创新首颗车规级MCU产品已送样测试，2022年实现量产；比亚迪半导体车规级MCU量产装车也突破1000万颗，且已推出全新车规级8位通用MCU；芯驰科技正式发布高端车规控制单元（MCU）E3 系列，填补国内高端高安全级别车规MCU市场的空白；芯旺微电子KF8A／KF32A系列车规级MCU已量产，已和部分车企达成合作。

小结

目前，汽车芯片已经成为半导体需求最旺盛的方向，国内很多厂商也在积极布局中，国产汽车芯片开始崭露头角。

不过，车规级芯片的制造壁垒比较高，极高的标准，导致厂商研发投入大、周期长。而出于安全性及可靠性考虑，客户认证标准要求远高于消费级和工业级MCU，这需要相关的芯片制造企业有雄厚的经济实力和扎实的技术支撑。

审核编辑：郭婷