《電子技術(shù)應(yīng)用》
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挑戰(zhàn)巨頭,國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU迎來(lái)兩大好消息

2021-05-25
來(lái)源: 全球半導(dǎo)體觀察
關(guān)鍵詞: MCU 智能汽車(chē)

  毫無(wú)疑問(wèn),汽車(chē)正成為當(dāng)下的科技行業(yè)焦點(diǎn),華為、小米入局,特斯拉陷入輿論的旋渦,這些都讓智能汽車(chē)受到廣泛關(guān)注。而另一方面,從去年開(kāi)始,MCU嚴(yán)重缺貨,幾乎全球所有的車(chē)企都受到影響,豐田、福特、大眾接二連三的停工。

  由于芯片產(chǎn)能的緊缺,導(dǎo)致價(jià)格在不斷上漲,意法半導(dǎo)體已經(jīng)在半年內(nèi)兩次全面調(diào)漲價(jià)格,第一次是今年1月1日,第二次是6月1日。除了意法半導(dǎo)體之外,NXP、瑞薩、Microchip、航順、靈動(dòng)微、華大半導(dǎo)體等都宣布調(diào)整產(chǎn)品價(jià)格。

  MCU已經(jīng)成為橫亙?cè)谄?chē)產(chǎn)業(yè)鏈面前的一座大山,而MCU細(xì)分領(lǐng)域中的車(chē)規(guī)級(jí)MCU則是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈面前的一座大山。

  車(chē)規(guī)級(jí)MCU有多難?

  如同大多數(shù)芯片一樣,國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU起步比較晚,所以和國(guó)外有一定的差距,這種差距不僅僅是技術(shù)方面的,還有專(zhuān)利、市場(chǎng)等諸多因素共同決定的。

  從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,MCU可以分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、車(chē)規(guī)級(jí)和軍工級(jí)四個(gè)大類(lèi),技術(shù)難度與要求是依次增加的。拿車(chē)規(guī)級(jí)MCU與消費(fèi)級(jí)MCU比較,車(chē)規(guī)級(jí)MCU對(duì)產(chǎn)品的可靠性、一致性、穩(wěn)定性與工作溫度范圍都有著近乎嚴(yán)苛的要求。

  因?yàn)槠?chē)的安全與手機(jī)的安全完全不在一個(gè)層級(jí),汽車(chē)的安全關(guān)系到人的生命安全,所以必須對(duì)產(chǎn)品嚴(yán)格要求,為此國(guó)際汽車(chē)電子協(xié)會(huì)對(duì)車(chē)規(guī)MCU推出三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以確保汽車(chē)電子產(chǎn)品的安全運(yùn)行。這三種規(guī)范分別是:

  AEC-Q100可靠性標(biāo)準(zhǔn);

  符合零失效(Zero Defect)的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)IATF 16949規(guī)范;

  符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的ASIL功能安全保證級(jí)別。

  除了三種標(biāo)準(zhǔn)之外,有數(shù)據(jù)顯示,消費(fèi)級(jí)MCU的工作溫度一般在-30~85℃區(qū)間,而汽車(chē)級(jí)MCU的工作環(huán)境相對(duì)惡劣,所以要求工作溫度在-40~125℃區(qū)間內(nèi)。

  在不良率上,消費(fèi)級(jí)MCU的不良率≤200DPPM就可以了,但汽車(chē)級(jí)MCU的不良率要≤1DPPM,這就意味著每百萬(wàn)個(gè)MCU,最多只能有一個(gè)不良品。車(chē)規(guī)級(jí)MCU的工作壽命一般要超過(guò)15年,消費(fèi)級(jí)MCU的要求只有3~5年即可。

  以上這些只是技術(shù)的上的難度,在市場(chǎng)方面,國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU同樣面臨較大的挑戰(zhàn)。

  巨頭的實(shí)力

  MCU在汽車(chē)上有著廣泛的應(yīng)用,從車(chē)身動(dòng)力總成到車(chē)身控制、信息娛樂(lè)、輔助駕駛,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,到雨刷、車(chē)窗、電動(dòng)座椅、空調(diào)等控制單元,每一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)都需要MCU的參與。在一輛汽車(chē)中,MCU占到了車(chē)用半導(dǎo)體三分之一的比重,用量在70顆以上。

  目前,全球的車(chē)規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng),基本上被歐洲和日本所把持,由于這兩個(gè)地方是全球重要的汽車(chē)生產(chǎn)基地,所以在功率半導(dǎo)體和MCU市場(chǎng)具有強(qiáng)勢(shì)地位。NXP、ST、Infineon、瑞薩和TI五大廠商,占據(jù)了全球汽車(chē)芯片一半左右的份額。

  瑞薩是全球最大的車(chē)用MCU供應(yīng)商,其汽車(chē)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的主力就是MCU。根據(jù)瑞薩的財(cái)報(bào)顯示,去年?duì)I收為7157億日元(約合67億美元),其中汽車(chē)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)占其總營(yíng)收比例近一半,約為48%。

  今年3月,瑞薩在那珂的12英寸晶圓廠突發(fā)火災(zāi),受災(zāi)面積占該廠一樓面積約5%,該產(chǎn)線主要負(fù)責(zé)車(chē)用、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)所需要的MCU與SoC產(chǎn)品,因此對(duì)原本供不應(yīng)求的MCU市場(chǎng)造成不小的沖擊。

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  △Source:瑞薩官網(wǎng)

  ST是另一車(chē)用MCU大廠,其車(chē)規(guī)級(jí)MCU處于業(yè)界領(lǐng)先地位,產(chǎn)品供貨日產(chǎn)、奧迪、上汽、特斯拉等多家車(chē)企。

  雖然去年受到罷工的影響,但營(yíng)收仍達(dá)到了102.2億美,同增6.9%,尤其是在第四季度,全球IC行情全年暴漲,ST當(dāng)季營(yíng)收也創(chuàng)下32.4億美元的歷史新高,汽車(chē)產(chǎn)品和功率分立器件的銷(xiāo)售收入雙雙增長(zhǎng)。

  NXP和Infineon則就關(guān)于誰(shuí)是汽車(chē)半導(dǎo)體龍頭進(jìn)行著一場(chǎng)明爭(zhēng)暗斗,2015年NXP收購(gòu)飛思卡爾成為全球第一大車(chē)用半導(dǎo)體企業(yè),2019年Infineon收購(gòu)賽普拉斯,超越NXP成為全球第一大車(chē)用半導(dǎo)體企業(yè),而賽普拉斯的強(qiáng)項(xiàng)在于車(chē)身以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)用MCU。

  國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU

  目前國(guó)內(nèi)做MCU的企業(yè)眾多,但做車(chē)規(guī)級(jí)MCU的不多,僅有兆易創(chuàng)新、杰發(fā)科技、芯旺微以及比亞迪半導(dǎo)體等企業(yè)。

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  △Source:全球半導(dǎo)體觀察整理

  作為國(guó)內(nèi)MCU的龍頭,去年兆易創(chuàng)新的MCU出貨量有2億顆左右。最近兆易創(chuàng)新針對(duì)外界關(guān)心的“缺芯”問(wèn)題還特意發(fā)布了投資者調(diào)研報(bào)告。

  兆易創(chuàng)新表示,公司最新MCU車(chē)規(guī)產(chǎn)品將在2021年六七月份開(kāi)始流片,計(jì)劃年底進(jìn)入量產(chǎn)。公司將針對(duì)不同需求、市場(chǎng)以及前裝、后裝等不同領(lǐng)域,進(jìn)一步加大力度,拓展 MCU 產(chǎn)品在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用。

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  △Source:兆易創(chuàng)新研報(bào)截圖

  比亞迪半導(dǎo)體也深耕MCU領(lǐng)域十余年,其在工業(yè)級(jí)觸控MCU市場(chǎng)占有率居全國(guó)第一,隨后比亞迪半導(dǎo)體從工業(yè)級(jí)MCU跨入車(chē)規(guī)級(jí)MCU。

  2018年率先推出第一代8位車(chē)規(guī)級(jí)MCU芯片,2019年推出第一代32位車(chē)規(guī)級(jí)MCU芯片,批量裝載在比亞迪全系列車(chē)型,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)整體智能化。

  近期,比亞迪半導(dǎo)體發(fā)布公告,截止目前,比亞迪半導(dǎo)體車(chē)規(guī)級(jí)與工業(yè)級(jí)MCU芯片,累計(jì)出貨已突破20億顆,其中車(chē)規(guī)級(jí)MCU量產(chǎn)裝車(chē)突破1000萬(wàn)顆,這是國(guó)產(chǎn)MCU在汽車(chē)領(lǐng)域又一重大里程碑。

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  △Source:比亞迪官微

  除了以上兩家企業(yè),杰發(fā)科技與芯旺微兩家企業(yè)也致力于車(chē)規(guī)級(jí)MCU的研發(fā)量產(chǎn)。

  目前芯旺微電子已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從8位到32位車(chē)規(guī)級(jí)MCU的全覆蓋,2019年,芯旺微電子車(chē)規(guī)級(jí)MCU的營(yíng)收在3000萬(wàn)人民幣。杰發(fā)科技成立于2013年,始終致力于汽車(chē)芯片的研發(fā)和生產(chǎn),其在2018年推出了國(guó)內(nèi)首顆車(chē)規(guī)級(jí)32位MCU芯片AC7811。

  總結(jié)

  一個(gè)小小的MCU,難倒了眾多車(chē)企,同時(shí)也催促國(guó)產(chǎn)芯拿下車(chē)規(guī)級(jí)MCU這個(gè)城頭。雖然在巨頭們的領(lǐng)地挑戰(zhàn)巨頭,有較大的難度,但國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體,國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的發(fā)展,需要不斷的挑戰(zhàn)。

  近期比亞迪半導(dǎo)體曬出成績(jī)單,兆易創(chuàng)新宣布下半年量產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU,這些都是好消息,希望以后國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)MCU會(huì)有越來(lái)越多的捷報(bào)傳出。

  


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