最近兩年MCU的缺貨使得MCU成為業界關注的焦點，尤其是車用MCU現在仍處于缺貨的局面。據中國轎車工業協會副秘書長李邵華泄漏，本年1~2月，芯片缺少問題已形成國內整車出產企業減產5%~8%。根據車規MCU的戰略重要性和稀缺性，國內許多主機廠已經傾向于優先選擇可用的國產MCU芯片。然而在高端車規MCU范疇，我國一直是處于弱勢位置。但是咱們看到，近日，國內的曦華科技已通過ISO26262 ASIL-D第一流別的車規認證，并成功點亮了公司首款32位高端MCU產品。在高端轎車MCU的征途上，我國再添一員虎將，也讓咱們對國內高端車規MCU開展充滿等待。
方針和商場雙輪驅動，
轎車MCU國產化助推力量很大
近幾年來，隨著轎車三化（智能化、網聯化、電動化）的迅速開展，轎車關于芯片的數量快速增長，性能要求也越來越高。而無論是傳統轎車還是三化中的轎車其關于MCU的用量都是巨大的，其主要用于車身動力總成、車身操控、發動機操控單元、輔佐駕駛等。平均一輛車要用到70顆以上的MCU，占據轎車所有半導體器件的30%。
這造就了龐大的轎車MCU商場，IC Insights 猜測，從2021年到2026年，超低功耗MCU 總出售額估計將以6.7%的復合年增長率增長，到2026年將到達272億美元。而詳細到本年，2022年全球MCU出售額將增長10%，到達215億美元的歷史新高，其間轎車MCU的增長速度將超過大多數其他終究用途類別。而在整個轎車MCU商場中，超過3/4的轎車MCU出售來自32位MCU，IC insighs的數據猜測，未來五年，32位MCU的出售額估計將以9.4%的復合年增長率增長，到2026年到達200億美元。
然而在龐大的轎車MCU商場中，將近9成集中在6大廠中——恩智浦、Microchip、瑞薩、ST、英飛凌和德州儀器，國產化率僅有1%-2%。但轎車芯片國產化的助推力氣很大。一方面經歷了貿易沖突的影響及缺芯斷供等危機，OEM整車廠出于芯片供應鏈的安全會十分歡迎和期待國產芯片的出現和早日使用；另一方面，國家的國產化率大規劃要求也倒逼整車廠開端擁抱國產芯片廠商。未來5-10年是國產車規MCU企業發展的黃金時代。
邁過車規認證門檻，走向高端
無論是轎車MCU還是其他轎車芯片，都繞不開兩大車規認證：一是AEC-Q100可靠性規范；二是符合ISO26262規范的ASIL功用安全確保等級?，F在國內多家車規芯片企業都已獲得了跟質量可靠性相關的AECQ100認證，但國內獲得ISO 26262認證的企業并不多，而能拿到ISO 26262“ASIL-D”如此高等級認證的企業更是屈指可數。
ISO 26262轎車功用安全規范是國際規范化組織制定的一項全球性規范，并于2018年12月發布全新版別。該規范包括轎車功用安全完好生命周期，包括產品的需求、規劃、完成、集成、驗證，以及認可辦法和必要的支撐活動。通過完善的開發流程，將轎車電氣或電子體系由于故障帶來的風險降到最低。
關于當下轎車規劃越來越雜亂而且具有大量ECU、傳感器和執行器的時代，確保產品開發和調試每個階段的功用安全變得愈加重要。而ISO26262規范的ASIL正是開發高度可靠和功用安全轎車使用的一個必要確保。ASIL依據事故的嚴峻程度、頻率和可控性，從最低的A級到最高的D級有四個等級，D級是要求接連使用1億小時故障發生率小于一次的最嚴厲等級。在轎車各個部件中，安全氣囊、防抱死制動器和動力轉向體系等體系需求ASIL-D等級，因為與它們故障相關的風險最高；而尾燈等組件只需求ASIL-A等級；頭燈和剎車燈一般為ASIL-B，而巡航操控一般為ASIL-C。
大多數的國產代替MCU產品首要從ASIL-B功用安全等級入手。不過，國內企業也已開端在向更高功用安全等級跨進。6月24日、查驗和認證機構德國萊茵TUV集團ISO 26262“ASIL-D”功用安全流程管理證書，這是轎車功用安全中的最高等級。
任何轎車零部件的安全生命周期都始于體系界說，應該從一開端就將安全考量在內，關于高等級的轎車芯片來說，更應該在規劃之初就將ASIL安全等級考慮在內。反過來說，ASIL也給了轎車芯片廠商在規劃開發過程中的一個良好指引，使得車規級芯片在規劃、驗證、出產等階段有相應的參考規范。
國產轎車MCU廠商實力乍顯
近幾年在國產代替的大風口之下，本鄉MCU廠商如漫山遍野般出現，面臨國際大廠的先發優勢下，國內MCU廠商從車身域開端切入，現在已經在這些范疇占領了一定的國內商場。但低端的車規MCU產品進入門檻盡管相對較低，因此也很容易進入紅海商場，向中高端車規MCU范疇進擊是國產MCU范疇的終極目標。國內也陸續有廠商開端獲得車規認證，踏上車規MCU的攻堅研發和上車之路。國產轎車MCU實力正在不斷增強。
國產轎車MCU的實力具體可從MCU的分類來進行分析。低功耗MCU具有多種分類方式，如按位數、內核、指令集、存儲器結構等多種。
從位數來看，MCU可以分為4位、8位、16位和32位，位數越高，MCU的處理能力越強，所能使用的場景越雜亂。在轎車MCU商場，8位和32位是干流。8位具有超低本錢和規劃簡單等優勢，首要用于轎車風扇、雨刷天窗等；32位占絕對優勢，其可用的轎車場景包括轎車動力體系、智能座艙、車身操控。
在這個范疇，國內轎車MCU玩家中8位居多，如芯旺微、比亞迪、杰發科技都有8位的車規MCU等。而能在32位車規MCU取得重大突破的只有少數，如杰發科技有符合AEC-Q100的32位車規級MCU芯片；兆易立異的車規MCU也已經流片；值得一提的是，在32位高性能車規MCU范疇，殺出一員虎將，近來，其32位高性能MCU芯片M01系列已成功點亮并順利完成測試。所以僅從轎車MCU的位數上來看，國產MCU的實力正在顯著提高。
按照所選用的內核來分，有Arm、RISC-V、MIPS，以及各企業自研的內核等，在這其中，現在Arm內核占一半以上。Arm的Cortex內核首要分為A、R、M三類，其中A系列主計劃力，在轎車范疇的首要應用是座艙和自動駕駛；R系列在于實時操控，首要用于轎車底盤和操控系統；MCU產品首要是選用M系列，M系列又包含多個種類。
現在整個國內車規MCU商場的玩家，大都選用Arm Cortex-M0/M3內核，他們從車燈、車窗操控及雨刷等轎車邊際小節點開端切入。比較于國外MCU廠商所選用的一些高性能M4/M7內核，國內方面則相對較少，現在了解到的是，Arm Corex-M4F內核，該內核的主頻高達160MHz，能滿足ISO26262 ASIL-B安全等級，片內集成CSE加密內核及國密算法引擎，適用于更高端的車身域操控器、矩陣式前大燈、BMS電池管理、動力及底盤通用電機操控等場景。
轎車MCU國產化前路上的挑戰
從長遠來看，轎車MCU國產化是一場持久戰，除了芯片設計這一環外，還面臨一些挑戰：一個是晶圓制作；另外一個是人才問題。
在生產制作這一環，歐美的MCU廠商如恩智浦、英飛凌等均選用IDM形式，他們在代工緊缺時可以更有用保證產能。全球首要的外包MCU代工廠集中在臺積電、聯電、格芯、中芯國際和華虹等，上一年MCU產能缺乏，國內MCU廠商深受其害。轎車MCU所選用的工藝相對成熟，也并非是傳統代工廠的中心業務，在產能緊缺時，其優先級有限。這點從上一年缺芯的經驗中咱們已意識到。如果國產MCU要想供應鏈安全往后勢必要轉向國內生產，國內晶圓代工才能還有待提高。
在打造轎車芯片國內生態方面，該聯盟旨在建立我國轎車芯片工業立異生態，打破職業壁壘，補齊職業短板，完成我國轎車芯片工業的自主安全可控和全面快速開展。為車輛功用安全在半導體的實施，和我國轎車芯片職業標準制定提供專業的定見和主張。
據我國半導體職業協會統計，2021年我國設計業企業數量達到2810家，比2020年增加592家，同比增加了26.7%。關于創業初期的芯片創企來說，其招募往往以有豐厚經驗的人才為主。但是未來跟著芯片產品的不斷迭代，工業的開展壯大離不開更多的人才參加。所以往后關于人才的培育也是轎車MCU國產化乃至芯片國產化的必經之路。企業也需求注重文化及價值觀建立，未來吸引更多潛在的人才加以培育留用。
寫在最后
在我國新能源智能化轎車工業大開展、轎車缺芯、轎車電氣架構革新演化的大布景下，國產車規MCU迎來了十分寬廣的開展機會。咱們很高興看到這樣的國產MCU企業敢于向兼具32位、高性能內核、功用安全+信息安全多功用的高端MCU包圍，這是國內整車職業和國內芯片開展壯大的一大幸事。也期望能有越來越多的處于這個范疇的廠商應該肩負起強壯的使命感和責任感，為我國轎車芯片的開展添磚加瓦。
