电气化、智能化和软件定义汽车等重要趋势下,车规级MCU单车用量不断增加。IC Insight的研究表明,全球车规级MCU的市场规模预计将从2020年的65亿美元以上增长至2026年的88亿美元,年复合增长率达6%,与汽车芯片行业的整体增速接近。


乘势而起,各大厂商加速布局。其中,芯旺微凭借其自主研发的低功耗、高可靠、高性能的KungFu内核,以及在车规级MCU领域积累的十多年的深厚经验脱颖而出。截至到目前,芯旺微已经推出近50款车规级MCU,涵盖8位和32位,产品应用覆盖多场景。


与汽车市场需求同行,为了满足对更高规格MCU的需要,在2021年5月25日的广州国际汽车技术展上,芯旺微发布了一款全新的32位车规级MCU KF32A系列芯片——KF32A156。芯旺微FAE总监卢恒洋对集微网表示:“KF32A156主要应用于车身车载模块控制,拥有512KB Flash、64KB RAM,最重要的是支持2路CANFD,同时工作范围达到了Grade 1(-40~+125℃)车规等级。”



新款MCU将覆盖到70%的车身控制模块


MCU是安全控制的核心功能芯片,隐身于汽车的各个应用场景但扮演着非常重要的角色,广泛覆盖到车身动力总成、车身控制、信息娱乐、辅助驾驶,雨刷、车窗、电动座椅、空调以及汽车照明等等控制单元,可以说每一个功能实现的背后都有复杂芯片组的支撑。


汽车迈向电气化、智能化阶段,丰富的、高速的车身网络对MCU的规格要求进一步提升,尤其是电动汽车的车身车载模块,对宽电源域MCU的需求越来越大。这也是芯旺微此次发布的32位车规级MCU与此前发布的8位、同类型32位的MCU的差异。


卢恒洋表示:“以前8位的车规级MCU主要覆盖一些比较小的汽车电子零部件的末端控制,现有量产的32位产品受制于电源域的局限,一般集中在2.0-3.6V较窄范围内的电源域内,无法广泛应用在车身控制如空调控制器、BCM、车载控制器等。因此,此款产品可以弥补电源系统的局限,提供宽电压产品。尤为值得提及的是,KF32A156量产后将使芯旺微的MCU产品从现有覆盖30%车身控制单元模块扩展到70%的范围。”


芯片缺货下国产芯片替代逐渐崛起


车用MCU市场总量庞大,但竞争也十分激烈。根据IHS Markit的数据,2020年全球车规级MCU市场排名前七公司的市占率达到98%,这其中包括恩智浦、英飞凌等,这些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,可以说中国的半导体厂商很难跻身其中分得一杯羹。


但市场迎来转机,去年以来,在中美贸易战、新冠疫情、全球缺芯等形势下,中国汽车市场车规级MCU应用的国产替代问题迫在眉睫,亟待解决,需要研发技术成熟、产品安全可靠、历经市场验证的国产车规级MCU产品以降低对进口MCU的依赖度,实现中国汽车产业的可持续发展。


如今,以芯旺微为代表的本土车用MCU企业正在迅速发展。卢恒洋谈到:“虽然前些年,车用MCU市场没有对国内厂商开放,这是机会的考量,并不代表技术上有不可逾越的鸿沟。当机遇大门敞开后,国内厂商得以有机会去深耕这个市场。”


站在市场的风口,部分企业受资本追逐而高楼渐起,但真正能历经大浪淘沙活下来并量产产品的企业可能屈指可数,相信时间会给我们答案。这也是由该行业的本质而决定的,汽车芯片门槛最高,车规级MCU要面对标准多、研发周期长、认证周期长、隐形成本高、配套要求高、连带责任大等高壁垒。


难得的机遇更青睐有准备的人。过去十余年,芯旺微通过自主IP KungFu内核+MCU产品所构建的KungFu生态几经迭代发展,已实现汽车电子领域全系列布局,可全方位覆盖车身控制、汽车照明、汽车电源与电机、智能座舱等领域,并且与国内主流车厂如上汽、东风、吉利、广汽、长安、陕汽等建立合作伙伴关系,部分车型已实现批量供货。


但不可否认,长远来看,国产车规级MCU芯片厂商的崛起之路仍然任重而道远,不仅是笼统的市场渗透率,关键是中高端应用增量市场的渗透率。目前,市场上仅几家能够实现车规级MCU量产的本土企业主要聚焦在中低端品类应用。芯旺微是为数不多的参与汽车增量市场竞争的种子选手,新款车规级MCU KF32A156量产后对标的产品就是恩智浦的系列芯片。


汽车新技术驱动车用MCU产品革新


汽车ADAS、自动驾驶等智能化技术的发展,促使整车厂及汽车零部件厂商对MCU的需求更加旺盛。IC Insights预测,车用MCU销售额在2021-2023年器件涨幅逐步加大。同时,这些场景中对安全性的要求也愈来愈高,因而对车规级MCU有了更高的要求,主要配合负责感知的高算力MPU或SoC。


目前较为明显的趋势是,汽车电子电气架构从分布式的上百个ECU到采用几大域控制器加末端ECU的架构。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。这些趋势也将催生MCU革新。正如卢恒洋所言:“汽车电子电器架构向域控方向发展,控制节点、模块越来越多,将驱动MCU向多核方向发展,促使MCU要有更大的容量,更强的处理能力,同时还要有更丰富的网络接口,来支持软件层面上的标准化工作。MCU承担的责任变重后,当然对其抗干扰行、可靠性、安全等级都有芯要求,至少到ASIL-B以上,甚至ASIL-D等级。”


面对这些变革,卢恒洋谈到,芯旺微的战略是持续推动车用MCU发展,首要任务是瞄准汽车的增量应用并提供全套解决方案,给市场贡献越来越多的产品;另一方面,未来也将拓展产品阵容,开发多核MCU产品,争取覆盖车身域控制器、电驱动等关键零部件,甚至汽车专用芯片也在规划中。


产能、供应链等齐保障,长期为客户创造价值


相信业界也好奇芯旺微在当前的缺芯环境下,芯片产能与供应是如何得以保障的。关于这个问题,集微网得到的回复是:芯旺微拥有可以保障的货源,采用由中芯国际供货的12英寸的晶圆,以及55nm的制程工艺量产产品。


纵观市场,全球都处于“缺芯”的大环境下,我们也看到行业固有模式的改变:芯片厂商在供应链中的位置正在发生变化。少数整车厂宣布自研芯片,但更为普遍的是整车厂、零部件供应商纷纷与芯片厂商建立更深度的合作关系,甚至通过持股、投资等模式打造产业共生生态体系,以确保芯片供应稳定。但不可忽略的是,共生生态体系的根本也在于“门当户对”,能为客户提供高品质、高附加值的产品,才能相互赋能,共同推动自身以及产业向好发展。


而且,如果说这一波缺芯是当下国产车用MCU崛起的契机,那么危机缓解后或者更长远的未来,芯旺微如何赢得客户青睐?卢恒洋表示:“这也是芯旺微在思考的问题。我们考虑长远的未来,不是只做这一年的短期生意。如今国际环境的契机使得企业有机会进入并长期扎根,我们要做到的就是使产品更加符合客户要求,提供更好的服务,以加快客户产品的落地,赋能客户实现价值。可以说,‘能为客户做什么’,‘能带来什么’,这才是公司长期发展的不二法门。”