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「中國是全球第一大汽車產銷國，也擁有全球最大車用MCU市場。目前平均一輛車上會用到100顆左右的MCU，這樣估算下來，我國車用MCU市場總量約為20億顆，市場規模高達數百億元。汽車新四化的興起，對於MCU的需求會進一步增長。」 賽騰微電子董事長黃繼頗在接受《中國電子報》專訪時表示。
汽車是MCU占比最大且最具潛力的應用市場。IC Insight數據顯示，2019年車用MCU銷售額占MCU銷售額的39%。當前，汽車行業步入智能化、電動化、共享化、網聯化的「新四化」時代，車用MCU的用量和規格要求將進一步提升。汽車持續向「四個輪子的數據中心」轉變，從而對MCU提出了哪些新的要求？我國相幹企業該如何抓住市場機遇，形成差異化競爭優勢？
MCU對汽車電子至關重要
常見的車用晶片主要分為控制類晶片、功率半導體和傳感器。其中，MCU是運動控制的核心晶片，在汽車電子的應用範圍非常廣泛。黃繼頗表示，無論是從車身動力總成到車身控制、資訊娛樂、輔助駕駛，還是從發動機控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、冷氣機等控制單元，每一個功能實現的背後都離不開龐雜晶片組的支撐，MCU在每個應用場景都扮演著非常重要的角色。同時，新能源車的主驅與輔助電機控制系統也是車規MCU的重要應用領域。
相比傳統家電、智能家居、遊戲機等消費電子類MCU，車用MCU對於可靠性有著嚴格的要求，主要體現在工作溫度範圍、通訊能力、安全機制等維度。
英飛凌大中華區智能駕駛市場經理餘辰傑向《中國電子報》表示，汽車MCU主要看中六個指標，包括高可靠性、完善的安全機制、硬件加密機制、豐富的通訊接口、低功耗以及寬溫度工作範圍。
黃繼頗也指出，車規MCU的工作溫度必須滿足-40攝氏度至85攝氏度，甚至可能達到150攝氏度，還要能經受住冷熱沖擊、電磁兼容、抗干擾等壓力。這對汽車晶片供應商形成了一定的技術門檻。
「基於對安全事故的零容忍以及對零部件長期穩定工作的要求，汽車領域對半導體產品的抗干擾能力、可靠性和穩定性要求極高。」黃繼頗說。
自動駕駛推高MCU需求
隨著ADAS、自動駕駛等智能化駕駛技術的發展，整車及汽車零部件廠商對MCU的需求更加旺盛。IC Insights預測，車用MCU銷售額將在2020年上升1%，接近65億美元，隨後在2021—2023年器件漲幅逐步加大，最終預測年度將達到81億美元。
餘辰傑指出，在ADAS以及自動駕駛領域中，MCU扮演的角色主要是Safety Host（安全宿主）。主要配合負責感知的高算力MPU或SoC，根據當前車輛的運動狀況和感知目標進行控制變量的計算，如輸出給底盤域的角度、扭矩信號或告警邏輯的判斷。在主頻方面，ADAS MCU並不追求超高的主頻，一般在400Mhz~450Mhz之間。架構上則會融入一些異構的加速單元，比如網路和AI的加速器。接口上，主要是針對和SoC或MPU的通訊增加PCIe的接口以及更加多的以太網通道。在工藝制程方面，將逐步向28nm和16nm過度。
黃繼頗表示，在汽車向智能化系統演變的全過程中，由於對安全性、環境保護規定愈來愈高，因而對MCU有了更高的要求。尤其是汽車電子控制的架構越來越多地採用域控制器加眾多ECU的執行架構，域控制器需要更高的算力，更強大的網路接口以及更低功耗，這些都對晶片公司的研發能力和晶片制程工藝提出更高的要求。
同時，智能化駕駛技術對於汽車電子的軟體平臺的構建提出要求，例如特斯拉S系列車型的軟體成本占到整車成本的40%以上。餘辰傑表示，MCU的生態系統十分龐大，特別是基礎軟體方面，包括外設的驅動、操作系統，以及資訊安全和功能安全機制相幹的部分。每一部分都需要專業的生態系統合作夥伴的支持。例如，英飛凌與國際一線的基礎軟體供應商Vector、Etas 等都有深入的合作。另外，在ADAS方面， TTtech 公司有專門針對英飛凌AURIX MCU開發的中間件，Baselab公司也有提供專門針對AURIX進行優化的傳感器融合算法。隨著「軟體定義汽車」概念走高，車載軟體將進一步與MCU等硬件整合，並成為整車廠商差異化服務的重要內容。
本土廠商如何構建差異化競爭能力
當前，車用MCU市場依然以歐美廠商為主體。一方面，以恩智浦、英飛凌為代表的老牌汽車半導體供應商有著先發優勢，已經完成了技術積累並形成穩定的供應關係。另一方面，賽騰微等國內MCU企業已初步進入汽車領域。截止2020年5月，賽騰微車規MCU已累計出貨數百萬顆。但是國內MCU主要用於汽車各類大燈、尾燈控制系統、外圍的舒適性控制，包括車窗玻璃升降、無線充電等等。
「在汽車MCU領域，國內MCU品牌落後的原因，除了技術門檻過高之外，市場準入門檻也相對較高。國內MCU想往域控制器系統或者發動機、底盤控制等領域去發展，還有很長的路要走。」黃繼頗表示。下一步，賽騰微將針對新能源汽車領域，重點開發電控MCU，完成輔助電機電控系統SOC晶片和主驅電控SOC晶片的開發和產業化。
面對歐美廠商在車用MCU，尤其是中高端車用MCU的領先優勢，本土MCU廠商該如何推進車用MCU發展，形成差異化競爭能力？
餘辰傑表示，本土MCU公司起步較晚，目前面向的市場主要在家電等可靠性要求相對不高的領域，同時也湧現出一批初創的汽車MCU企業。但集成電路的重要屬性是規模化後邊際成本急劇下降。先有市場，還是先有具備性能和成本雙重競爭力的產品，成了「先有雞還是先有蛋」的問題。
「目前中國MCU市場機遇的核心還是在新興的細分領域市場，如消費電子端的可穿戴設備、汽車端的智能座艙、TBOX等。通過差異化、高匹配度的產品，在這類市場中占領一席之地。」餘辰傑說。
黃繼頗表示，要進一步推進車用MCU發展，首要任務是要瞄準汽車上的增量應用並提供全套方案。
「比如車載無線充、氛圍燈控制、流水尾燈控制等，這些之前只能在高端車上才有的配置，目前有10萬左右的家用轎車都可以增加這些功能，這些增量市場就是本土廠商的大好機會，也是本土廠商與國際廠商同臺競技的舞臺。」黃繼頗說。
同時，國產MCU公司必須做到穩紮穩打，不要急於求成，市場機會固然很多，但是產品質量是開拓市場的第一要素，也是最重要的因素之一。
「精心打磨自己的產品，充分驗證，才能在這個尋求高質量和高要求的市場生存，並搶占一席之地。」黃繼頗表示。
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