最近,大众汽车因为“关键芯片”缺货导致汽车停产的消息引发热议。中国是汽车生产大国,随着汽车向新能源、智能互联发展,车载半导体的使用量急剧增加,缺芯导致停产亦为国内汽车行业敲响了警钟。其中,作为车载半导体最重要的芯片之一 MCU,状况又是如何?国产 MCU 能否加快替代以解燃眉之急?


汽车芯片水涨船高
随着汽车电子化程度越来越高,汽车的创新也越来越体现在所使用的半导体器件上。

 



图源 Databeans


据统计,2020 年,全球汽车芯片市场规模预计为 3000 亿元,占全球半导体市场份额约 10%。据测算,未来单车芯片价值将从约 2800 元提升到 12000 元左右。


从一些具体器件的所需数量,可以看出未来汽车中的半导体电子元器件的重要性。如 MCU,一般平均每辆汽车大约需要 70 颗,而一辆新能源汽车大约需要 300 多颗。


以 MLCC(多层陶瓷电容)为例,据村田预计,单车 MLCC 有望从目前的 1000~3000 颗增长到 3000~6000 颗。


在图像传感器方面,据悉达到自动驾驶级别 L4 级时,需要图像传感器 10 个以上。


而随着汽车联网和电动化、智能化的提升,毫米波雷达、红外线雷达、激光雷达、5G 通信射频器件、超高速 DRAM、大容量 NAND、高性能 AI 芯片都会出现在汽车半导体器件之列。


简言之,现代汽车就是一部装有轮子的高性能计算机,而且对安全性的要求更高,因此,这些半导体电子元器件还要通过 AEC-Q 100/101、ISO26262 等汽车标准和规范认证。相比消费市场,对供应商的要求更加严苛。


“芯片一哥”MCU 遭遇调涨风波
在众多的汽车半导体器件中,MCU 地位堪称一哥,它在汽车上的应用甚广,车身动力总成、车身控制、通信娱乐系统、安全辅助驾驶等都离不开 MCU。一辆汽车中平均装备的 MCU 数量动辄上百颗,甚至数百颗。据统计,在一辆燃油汽车使用的所有半导体器件中,MCU 成本占比接近 30%。 


叠加新冠疫情、需求大涨等诸多因素让今年的芯片供应出现吃紧状况,MCU 也不能幸免。在国内市场上,MCU 的主要供应商有恩智浦、ST、英飞凌、瑞萨、Silicon Lab、Microchip 等欧美日大厂。


早在今年 3 月份欧洲病毒爆发之时,MCU 大厂 ST 公司就宣布将其法国工厂减产 50%,而就在上个月,ST 法国工厂又因为工人工资问题发生了罢工事件,这让其本已紧张的产品供应更加雪上加霜。国内一位一线 STM32 MCU 销售人员黄生(化名)告诉集微网记者,ST MCU 缺货涨价已有一段时间了,他们也很无奈,因为晶圆产能不足,他们现在几乎是无货可卖。


接着在 6 月份时,Microchip 公司向客户发函,告知旗下部分产品于 7 月 15 日调涨售价 7%。此次调价产品包含了基于 AVR 架构的 ATTINY、ATMEGA 和 ATXMEGA 系列和 8051 系列产品。


就在最近,车用 MCU 大厂恩智浦也宣布全线产品调价,在发给用户的涨价函中,恩智浦表示,受新冠疫情影响,恩智浦面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响,决定全线调涨产品价格!有业内人士分析,恩智浦的调价或以 5%起步。

 



恩智浦(NXP)最近发给用户的涨价函(截图来自 NXP)


至于另外一家在国内 MCU 市场上占有重要地位的英飞凌,到目前还没有听到官宣调价 MCU 的消息。


瑞萨 11 月 30 日发布的涨价通知显示,由于原材料和包装(基板)成本的增加,将上调部分模拟和电源产品价格,但并未包含 MCU 产品。据接近瑞萨的业内人士向集微网记者透露,瑞萨目前并没有扩大产能的打算,他认为,国内 MCU 涨声一片,一定程度上是代理商在涨价,很多原厂并没有调价。


除这几家欧美大厂之外,我国台湾的几家 MCU 厂商最近则纷纷宣布涨价。据台媒消息,盛群(合泰)、凌通、松翰、闳康、新唐这五大台湾 MCU 厂近期因成本上涨,同步调升产品报价,部分品项调幅超过 10%,且产品交期甚至拉长至 10 个月。


在此之前,晶圆代工大厂力积电董事长黄崇仁对外表示,由于需求成长率大于产能成长率,且包括 5G 及 AI 等应用带动更多需求,使得晶圆代工市场出现了产能紧缺,而新建晶圆厂 “远水”难救“近火”。晶圆厂产能紧缺导致代工价格攀升,这或许也是台湾多家 MCU 厂商喊涨价的原因之一。


国产 MCU 能否解燃眉之急?
在欧美 MCU 大厂遭遇产能紧张、纷纷调涨之际,国内厂商又有何动态?面向车载应用的国产 MCU 能否解燃眉之急?


据不完全统计,国内 MCU 厂商中进入车载领域的厂商有上海芯旺微、比亚迪、灵动微、杰发科技等厂商。
比亚迪率先抢镜。就在大众出现缺芯停产危机之时,比亚迪却对外界回应称,公司在新能源电池、芯片等方面打造了一整套产业链,不仅可以充分自给,还有余量外供。


据悉,比亚迪早在 2007 年就进入了 MCU 领域,不仅可以提供工业级 MCU,也能提供车规级 MCU 和电源管理 MCU,比亚迪的车规级 MCU 已经装车突破 500 万颗。


上海芯旺微、灵动微电子和杰发科技则是国内 MCU 厂商中在车载领域做得较好的几家,芯旺微已推出多款车规 MCU,成功打入头部车企,例如上汽等。灵动微电子和杰发科技也都推出了多款面向车载应用的 MCU。


另一家国产 MCU 大厂兆易创新,凭借在国内 ARM Cortex MCU 市场排名领先的地位,力求打造 GD32 MCU“百货公司”,提供全系列产品。集微网记者查询兆易创新官网发现,其 GD32 MCU 的目标应用中包括多种车载系统,例如汽车显示屏背光驱动、泊车位置检测等应用。兆易创新一位资深员工向记者透露:“面向汽车应用已开始着手准备,但目前兆易创新的 MCU 还没有进入车载市场。”


正如比亚迪在针对缺货的回应中指出,比亚迪的芯片产品并不排除外供,言下之意,如大众之类等缺芯厂家可以寻求换用比亚迪的芯片。不过,集微网记者采访业内人士表示,汽车厂商更换芯片供应商需要一个周期,并不能说换就换,这牵涉到软件设计 \ 系统集成等,可靠性很关键,尤其是涉及汽车安全、动力控制等前装市场应用。


此外,国内 MCU 厂商的产品在性能上多居于中低端,在汽车中需要高性能 MCU 的系统模块上,还难以与国外大厂产品抗衡。


可喜的是,像比亚迪这样注重全产业链,自主研发核心技术的国内厂商已初露锋芒,而上海芯旺微、灵动微电子、杰发科技、兆易创新等国产 MCU 厂商后来居上,汽车 MCU 芯片的产业链自主可控,未来已可期矣!