汽车级MCU赛道“大爆发”

当汽车行业仍在比拼SoC算力，另一种必不可少的芯片（MCU）已经成为新一轮汽车芯片大战的焦点。不仅仅是因为MCU是本轮芯片短缺潮的主角之一。

今天，苏州云途半导体有限公司宣布获得保隆科技战略投资，这是该公司继今年八月底获得小米长江基金的战略投资后，再次拿到汽车产业战略投资。同时，云途宣布进一步加码车规级MCU芯片的研发及量产投入。

按照计划，云途的首款车规级32位MCU芯片（YTM32B1L系列）产品，将在今年11月底前实现量产，并逐步开始小批量出货。这款MCU将主要应用于传感器控制、胎压监测、座椅、电动尾门、车窗以及车灯控制等应用。

同时，符合ISO-26262 ASIL-B等级的车规级MCU系列正在产品研发阶段，预计今年完成研发并进行流片，2022年向市场提供样片。这意味着，云途有机会从传统应用逐步扩展到整车关键安全功能应用，并形成与传统汽车芯片巨头正面竞争的能力。

芯片短缺、国产替代，正在成为国产MCU突围的外生驱动力。

一、

自20世纪80年代以来，与许多其他IC产品类别相比，MCU的市场增长相对稳定。2009年，MCU市场遭遇了有史以来最严重的下行行情，随后增长大幅反弹，但失去了强劲的增长动力。

2012年开始，随着32位MCU领域的市场竞争加剧，价格持续下降，但出货量继续攀升，但强劲需求的增长不足以抵消产品单价的下降速度。同时，基于Arm核的汽车级MCU成为市场主流，这直接导致市场竞争更加白热化。

目前，32位MCU占据汽车微控制器市场的四分之三份额，尽管去年开始面临严峻的供应短缺局面，但MCU厂商仍然实现营收利润的双增长，整体市场规模预计仍将增长两到三成。

以ST（意法半导体）为例，该公司今年第三季度净收入继续保持增长（19.9%），前三季度净收入增长了近三成%，达到92亿美元，毛利率为40.4%，净利润为12.5亿美元。

该公司预计今年全年营收约为126亿美元，同比增长23.3%。其中，来自汽车行业的订单量依然强劲，积压的订单估测需要18个月产能消化。整体需求继续远高于目前和计划的产能。

目前，该公司的32位MCU主要订单来自车身控制、智能网关以及中控信息导航系统，此外还包括车规级惯导/组合导航、远程信息处理等细分市场。

而在上游晶圆代工方面，台积电(TSMC)此前宣布今年将把汽车MCU产量增加60%，同比疫情前的2019年增长30%。此外，三星电子也在计划将MCU代工提升日程。

一直以来，MCU因为工艺迭代较慢，加上产品单价低、利润不高，并且功能扩展有限、更换周期长，造成上游晶圆代工大厂并没有把MCU作为主力业务。

以瑞萨的RH850系列32位MCU为例，从2014年开始量产一直沿用至今（中间也有一些新的变种，但一直是基于40nm工艺），其他的还有类似NXP、TI、英飞凌、ST等厂商。

而在国内市场，从2019年开始，陆续有杰发科技、芯旺微电子、比亚迪、Chipways等国产MCU厂商开始进军汽车前装32位MCU市场，但目前仍主要应用于车身控制系统等非关键安全领域。

不过，大部分国产MCU仍以消费电子为主，全球市场则以汽车电子和工业应用为主。这种细分市场的“差异”，也让更多的中国企业看到机会。

以在中国MCU市场排名靠前的兆易创新为例，也在加大力度拓展MCU产品在汽车领域的应用。按照计划，该公司最新的车规级MCU产品会在今年底会进入量产阶段，同时针对不同的需求、不同的市场，前后装等不同领域进行全面布局。

从2019年开始量产32位车规级MCU，芯旺微公司认为，接下来市场竞争将不仅仅要符合AEC-Q100，还要达到相应的功能安全和信息安全等标准。对于国产MCU厂商来说，市场门槛也在不断上升。

今年3月，芯旺微宣布完成B轮3亿元融资，此次融资领投方就两家来自汽车行业的战略投资者（上汽恒旭、万向钱潮），资金将主要用于车规芯片的研发，力图打破国外巨头在车规级MCU芯片长期垄断的格局。

此前公开数据显示，全球汽车MCU产品供应主要有7家半导体公司掌控，其中瑞萨、NXP、英飞凌（含收购的Cypress）合计占据近90%的市场份额，本轮芯片短缺潮已经促使汽车制造商开始寻求平衡上游供应商过度集中带来的可能风险。

二、

对于新进者来说，随着智能化、网联化进程加速、整车电子架构以及集中化域控趋势明确，车载MCU芯片市场需求也面临新的重构。传统32位MCU继续通过产能扩张满足中低端应用需求，同时应用于高算力、高安全细分市场的高端MCU需求显现。

业内人士认为，随着车端搭载传感器的复杂性和多样性的增加，未来新车将需要更多集中式高性能MCU+通用MCU来提供更高性能的冗余控制以及算力支持。

从特定域的E/E架构转向集中式和跨域的架构，意味着车辆将拥有数台功能强大的车载计算平台，而不是无数单个ECU，背后更是种类较多的MCU。这意味着，MCU本身正处于高集成度的演变周期。

同时，MCU将逐步演化为未来的域控制单元核心，由于集成了高性能CPU，可以用于管理域控制器内以及与其他电控单元 (ECU) 之间的通信，并且通过应用程序和底层驱动程序缩短软件开发时间。

比如，瑞萨在两年前推出的RH850/U2A，就是一款集成了基于硬件的虚拟化辅助功能，同时保持传统RH850产品的快速、实时性能的跨域MCU特点。

这种基于硬件的虚拟化辅助技术可以支持ASIL D级别的功能安全，提供更高级别的系统集成。同时，也是满足汽车制造商日益增长的需求，将多个应用程序集成到一个芯片上实现向下一代E/E架构的升级。

为了支持底盘/安全应用所需的ASIL D级别，基于硬件的虚拟化辅助技术允许客户在RH850/U2A MCU上实现多种具有不同功能安全级别的软件，并在不受干扰的情况下并行运行，同时保持控制车辆所需的实时性能。

而这种产品路线的演变，也为更多汽车MCU芯片初创公司带来了更多的机会。另一个主要趋势，是如何帮助下游客户降低硬件的软件开发成本，类似的软件可重用等SoC上的特性也会逐步复制到MCU领域。

比如，软件量产开发工具包。NXP在前段时间发布了实时驱动（RTD）软件，支持所有具有Arm Cortex-M或Cortex-R52核的S32汽车级处理器。通过一套安全兼容的软件驱动程序，简化AUTOSAR和非AUTOSAR应用程序开发。

在该公司看来，不管是硬件公司还是软件公司，当下市场争夺的焦点，就是如何帮助下游客户尤其是主机厂解决汽车软件开发的成本和复杂性问题。而通用代码库和软件API的使用有助于最大化软件在处理器平台之间的重用。

此外，为了应对更多安全方面的需求，这个软件工具平台还包括硬件安全引擎(HSE)固件，以及跨平台通信框架(IPCF)——用于管理多核/操作系统通信和资源的中间件。

而随着ISO/SAE 21434的发布，首当其冲也是MCU，目前包括瑞萨、NXP等国际大厂已经陆续发布全面满足ISO/SAE 21434国际标准的产品升级版，预计明年开始批量出货。

在高工智能汽车研究院看来，和此前几轮MCU市场的起起伏伏不同，这一次，汽车智能网联带来的巨大增量市场，非常可观。