“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。