半导体

1辆车要用100颗,我国成全球最大车用MCU市场

作者:张心怡来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-07-30 22:28我要评论

“中国是全球第一大汽车产销国,也拥有全球最大车用MCU市场。目前平均一辆车上会用到100颗左右的MCU,这样估算下来,我国车用MCU市场总量约为20亿颗,市场规模高达数百亿元。汽车新四化的兴起,对于MCU的需求会进一步增长。” 赛腾微电子董事长黄继颇在接受《中国电子报》专访时表示。

汽车是MCU占比最大且最具潜力的应用市场。IC Insight数据显示,2019年车用MCU销售额占MCU销售额的39%。当前,汽车行业步入智能化、电动化、共享化、网联化的“新四化”时代,车用MCU的用量和规格要求将进一步提升。汽车持续向“四个轮子的数据中心”转变,从而对MCU提出了哪些新的要求?我国相关企业该如何抓住市场机遇,形成差异化竞争优势?

MCU对汽车电子至关重要

常见的车用芯片主要分为控制类芯片、功率半导体和传感器。其中,MCU是运动控制的核心芯片,在汽车电子的应用范围非常广泛。黄继颇表示,无论是从车身动力总成到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶,还是从发动机控制单元,到雨刷、车窗、电动座椅、空调等控制单元,每一个功能实现的背后都离不开复杂芯片组的支撑,MCU在每个应用场景都扮演着非常重要的角色。同时,新能源车的主驱与辅助电机控制系统也是车规MCU的重要应用领域。

相比传统家电、智能家居、游戏机等消费电子类MCU,车用MCU对于可靠性有着严格的要求,主要体现在工作温度范围、通信能力、安全机制等维度。

英飞凌大中华区智能驾驶市场经理余辰杰向《中国电子报》表示,汽车MCU主要看中六个指标,包括高可靠性、完善的安全机制、硬件加密机制、丰富的通讯接口、低功耗以及宽温度工作范围。

黄继颇也指出,车规MCU的工作温度必须满足-40摄氏度至85摄氏度,甚至可能达到150摄氏度,还要能经受住冷热冲击、电磁兼容、抗干扰等压力。这对汽车芯片供应商形成了一定的技术门槛。

“基于对安全事故的零容忍以及对零部件长期稳定工作的要求,汽车领域对半导体产品的抗干扰能力、可靠性和稳定性要求极高。”黄继颇说。

自动驾驶推高MCU需求

随着ADAS、自动驾驶等智能化驾驶技术的发展,整车及汽车零部件厂商对MCU的需求更加旺盛。IC Insights预测,车用MCU销售额将在2020年上升1%,接近65亿美元,随后在2021—2023年器件涨幅逐步加大,最终预测年度将达到81亿美元。

余辰杰指出,在ADAS以及自动驾驶领域中,MCU扮演的角色主要是Safety Host(安全宿主)。主要配合负责感知的高算力MPU或SoC,根据当前车辆的运动状况和感知目标进行控制变量的计算,如输出给底盘域的角度、扭矩信号或告警逻辑的判断。在主频方面,ADAS MCU并不追求超高的主频,一般在400Mhz~450Mhz之间。架构上则会融入一些异构的加速单元,比如网络和AI的加速器。接口上,主要是针对和SoC或MPU的通信增加PCIe的接口以及更加多的以太网通道。在工艺制程方面,将逐步向28nm和16nm过度。

黄继颇表示,在汽车向智能化系统演变的全过程中,由于对安全性、环境保护规定愈来愈高,因而对MCU有了更高的要求。尤其是汽车电子控制的架构越来越多地采用域控制器加众多ECU的执行架构,域控制器需要更高的算力,更强大的网络接口以及更低功耗,这些都对芯片公司的研发能力和芯片制程工艺提出更高的要求。

同时,智能化驾驶技术对于汽车电子的软件平台的构建提出要求,例如特斯拉S系列车型的软件成本占到整车成本的40%以上。余辰杰表示,MCU的生态系统十分庞大,特别是基础软件方面,包括外设的驱动、操作系统,以及信息安全和功能安全机制相关的部分。每一部分都需要专业的生态系统合作伙伴的支持。例如,英飞凌与国际一线的基础软件供应商Vector、Etas 等都有深入的合作。另外,在ADAS方面, TTtech 公司有专门针对英飞凌AURIX MCU开发的中间件,Baselab公司也有提供专门针对AURIX进行优化的传感器融合算法。随着“软件定义汽车”概念走高,车载软件将进一步与MCU等硬件整合,并成为整车厂商差异化服务的重要内容。

本土厂商如何构建差异化竞争能力

当前,车用MCU市场依然以欧美厂商为主体。一方面,以恩智浦、英飞凌为代表的老牌汽车半导体供应商有着先发优势,已经完成了技术积累并形成稳定的供应关系。另一方面,赛腾微等国内MCU企业已初步进入汽车领域。截止2020年5月,赛腾微车规MCU已累计出货数百万颗。但是国内MCU主要用于汽车各类大灯、尾灯控制系统、外围的舒适性控制,包括车窗玻璃升降、无线充电等等。

“在汽车MCU领域,国内MCU品牌落后的原因,除了技术门槛过高之外,市场准入门槛也相对较高。国内MCU想往域控制器系统或者发动机、底盘控制等领域去发展,还有很长的路要走。”黄继颇表示。下一步,赛腾微将针对新能源汽车领域,重点开发电控MCU,完成辅助电机电控系统SOC芯片和主驱电控SOC芯片的开发和产业化。

面对欧美厂商在车用MCU,尤其是中高端车用MCU的领先优势,本土MCU厂商该如何推动车用MCU发展,形成差异化竞争能力?

余辰杰表示,本土MCU公司起步较晚,目前面向的市场主要在家电等可靠性要求相对不高的领域,同时也涌现出一批初创的汽车MCU企业。但集成电路的重要属性是规模化后边际成本急剧下降。先有市场,还是先有具备性能和成本双重竞争力的产品,成了“先有鸡还是先有蛋”的问题。

“目前中国MCU市场机遇的核心还是在新兴的细分领域市场,如消费电子端的可穿戴设备、汽车端的智能座舱、TBOX等。通过差异化、高匹配度的产品,在这类市场中占领一席之地。”余辰杰说。

黄继颇表示,要进一步推动车用MCU发展,首要任务是要瞄准汽车上的增量应用并提供全套方案。

“比如车载无线充、氛围灯控制、流水尾灯控制等,这些之前只能在高端车上才有的配置,目前有10万左右的家用轿车都可以增加这些功能,这些增量市场就是本土厂商的大好机会,也是本土厂商与国际厂商同台竞技的舞台。”黄继颇说。

同时,国产MCU公司必须做到稳扎稳打,不要急于求成,市场机会固然很多,但是产品质量是开拓市场的第一要素,也是最重要的因素之一。

“精心打磨自己的产品,充分验证,才能在这个寻求高质量和高要求的市场生存,并抢占一席之地。”黄继颇表示。


责任编辑:赵强
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