車規MCU種類、技術門檻及市場現狀如何？

針對車規級MCU，隨著全球新能源汽車的蓬勃發展，以及汽車智能化對MCU性能以及需求量不斷提升，將間接提高MCU在整車的成本比重，不斷拓寬車規MCU成長空間，驅動車規MCU量價齊升。

1.車規MCU的種類及應用

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，是汽車電子不可或缺的核心元器件。 MCU（Microcontroller Unit），即主控芯片，又稱微控制器/單片機，是將 CPU、存儲、外圍功能都整合在單一芯片上具有控制功 能的芯片級計算機，廣泛應用于消費電子、汽車、工業控制等領域。 依規格種類不同，MCU有8位、16位、32位等類型，小到車窗和座椅調節，大至動力總成，車身控制，電池電機控制，整車熱管理系 統，都有MCU的參與。

32位MCU需求占比獨占鰲頭：從不同位數 MCU 規模 占比來看，目前全球 MCU 芯片產品以 32 位為主。受 益于其體積小性能優的特性以及汽車智能化的趨勢，32 位MCU銷售額占比已經從2010 年的 38.1%提升至 2015 年的 53.7%，進而躍升至2021年65.8%。 隨著汽車智能化和電動化進一步發展，汽車電子功能將 日趨復雜，勢必推動車規MCU向更高性能，更小尺寸， 更低功耗的方向發展，32位芯片占比有望進一步提高， 從而帶動行業的ASP隨之升高。

車規MCU按位數可分為8位、16位和32位。位數即MCU單次處理數據寬 度，位數越高，MCU 性能越強。 8位MCU成本/功耗低，便于開發，性能可滿足大部分場景需要，廣泛應用 于基礎功能如風扇、雨刷、天窗，座椅控制等領域。 32位MCU運算能力更強，能滿足高速處理的需求，多用于解決復雜場景 問題，如汽車智能座艙、車身控制、輔助駕駛，行車安全系統等領域。 32位的CPU內核以ARM為主流架構，由于CPU指令集龐大，軟件開發難 度較高，單價一般數倍于8位MCU，因而也有較高的研發壁壘。

2.車規級MCU的技術工藝門檻

車規級芯片認證難，周期長，標準嚴苛，進入門檻極高，汽車芯片工作環境復雜，一旦失靈就意味著嚴重后果，因此車規MCU對于 安全性和穩定性要求極高。 與消費和工業級MCU相比，車規級芯片工作環境復雜多變，具有高振動、 多粉塵、多電磁干擾、溫度范圍廣等特點，對溫度耐受性要求一般在-40- 155℃，同時還要具備耐振動沖擊、高低溫交變、防水、防曬、抗干擾能力。 同時，由于汽車生命周期較長，產品工作壽命要求為15-20年，供貨周期要 求也在15 年以上，因而對產品不良率和可靠性也提出了極為嚴苛的標準。 車規芯片有三大認證體系：AEC-Q100, IATF16949, ISO26262, 認證難 度大，周期長，從流片至量產出貨往往需要3-5年時間，但一旦成功打入整 車供應鏈，即可享受至少10年以上的供貨期，從而和下游車廠建立粘度。

3.車規級MCU：國產替代進行時

長期被外資主導，車規級MCU仍有巨大國產替代空間，根據Omdia，MCU市場主要由歐美日芯片廠商牢牢把持，前七大廠商占 據全球85.4%的市場份額，但各家企業的占比相對較為平均。 國內MCU市場方面，根據CSIA和中國汽車工業協會的數據，2021年國 內MCU市場約85%（2019年為94%）由外資把持，MCU國產化率低且 多集中于消費級，車規級MCU自給率尚不足5%，仍有很大國產替代空間。國產車規MCU產業突破較慢的主要原因是： 1. 工藝嚴苛，研發周期長，投資風險高； 2. 芯片認證難度高且周期長，不確定性大； 3. 全球整車供應鏈長期由外資把控，新供應商切入困難。

車規MCU需求旺盛，全球性缺芯為國產替代迎來時間窗口，根據富昌電子，2022年4季度的全球車規半導體仍處于供不 應求的狀態，主要車規MCU大廠如意法半導體，恩智浦和 微芯科技都存在不同程度的供貨緊張態勢，不論是芯片價格 還是貨期較之前兩個季度都有明顯的升高，部分產品交貨周 期長達52周甚至處于配貨狀態，尚無具體貨期。 海外大廠的產能擴張尚不能滿足市場需求，國內MCU企業 有望把握這個供需錯配的時間窗口，憑借先前的投入，與國 內下游造車新勢力合作，加速車規級MCU的國產替代進程。