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  什么是車規(guī)級(jí)MCU芯片?

  MCU(Microcontroller Unit)即微控制器，也稱單片機(jī)，將計(jì)算機(jī)所包含的CPU、存儲(chǔ)器、I/O 端口等集成在一顆芯片上，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)算和控制。車載MCU是汽車電子控制單元(ECU)的核心部件，用于車身控制和駕駛輔助等領(lǐng)域。車載MCU位數(shù)越多對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 處理能力越強(qiáng)，單價(jià)越高。

  8位MCU，用于簡(jiǎn)單車身控制，如空調(diào)、雨刷、座椅等;

  16位：中端底盤(pán)和低端發(fā)動(dòng)機(jī)，如制動(dòng)、剎車等;

32位：高端發(fā)動(dòng)機(jī)等，如儀表盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)等。

  車規(guī)級(jí)MCU壁壘

  車用MCU，不僅認(rèn)證時(shí)間長(zhǎng)，還具有比較高的行業(yè)壁壘，全球市場(chǎng)由海外廠商壟斷。工作溫度、壽命和良率等指標(biāo)要求嚴(yán)格，認(rèn)證流程復(fù)雜且標(biāo)準(zhǔn)高，種種因素結(jié)合在一起，車規(guī)級(jí)MCU的導(dǎo)入時(shí)間至少3到5年時(shí)間，但車廠要求的供貨時(shí)間又最高長(zhǎng)達(dá)30年。

主流車規(guī)級(jí)MCU多以自有架構(gòu)為主要路線，海外廠商均已實(shí)現(xiàn)32位產(chǎn)品量產(chǎn)，核心廠商料號(hào)可達(dá)上千顆，且以IDM為主，在產(chǎn)研調(diào)動(dòng)上更有優(yōu)勢(shì)。國(guó)產(chǎn)MCU仍然以Fabless為主，無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行IATF16949這類流片和封裝階段的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

  車規(guī)級(jí)MCU芯片的三種模式

  IDM的英文全稱為Integrated Device Manufacture，它是一種集芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試和銷售等多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一體的一條龍產(chǎn)業(yè)運(yùn)作模式。這種產(chǎn)業(yè)模式可以很好地協(xié)同設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)技術(shù)閉環(huán)，有助于快速發(fā)掘技術(shù)潛力，缺點(diǎn)是運(yùn)作費(fèi)用較高，通常回報(bào)偏低。世界上擁有這種能力的企業(yè)并不多，較為代表的類型為：三星、英特爾(Intel)、意法半導(dǎo)體(ST)、德州儀器(TI)等。

  Fabless俗稱“無(wú)工廠芯片供應(yīng)商”或“無(wú)晶圓廠”，它是一種只從事芯片設(shè)計(jì)與銷售，而不涉及制造、封裝和測(cè)試等環(huán)節(jié)的一種產(chǎn)業(yè)運(yùn)作模式。這種產(chǎn)業(yè)模式運(yùn)行費(fèi)用較低，投資規(guī)模較小，轉(zhuǎn)型靈活，缺點(diǎn)是無(wú)法做到IDM的技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)，很難完成嚴(yán)苛的指標(biāo)，而且由于涉及銷售，同時(shí)還需承受來(lái)自市場(chǎng)的各種風(fēng)險(xiǎn)。這種模式企業(yè)的典型代表有：高通(Qualcomm)、海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)等。

  Foundry即我們常說(shuō)的“代工廠”，它是一種只負(fù)責(zé)芯片制造、封裝或測(cè)試的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的一種產(chǎn)業(yè)運(yùn)作模式。這種產(chǎn)業(yè)模式不用承擔(dān)市場(chǎng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷等決策風(fēng)險(xiǎn)，缺點(diǎn)是投資規(guī)模較大，維持產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行的費(fèi)用較高，而且需要持續(xù)投入以提高工藝水平，以保證不被市場(chǎng)淘汰。這類企業(yè)典型代表為：臺(tái)積電(TSMC)、聯(lián)電(UMC)、格羅方德(Global Foundry)等。

目前國(guó)內(nèi)主要就是Fabless，只擁有設(shè)計(jì)和銷售并不參與制造，所以比較容易被被人卡脖子，這也更加能夠加快國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程，尤其是要關(guān)注在這個(gè)行業(yè)深耕的公司。

國(guó)產(chǎn)替代

國(guó)內(nèi)車載MCU僅少數(shù)廠商量產(chǎn)出貨，應(yīng)用在汽車雨刷、車燈、車窗等低端應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等高端應(yīng)用場(chǎng)景，僅極少數(shù)廠商具備出貨能力。大部分車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品使用8英寸晶圓產(chǎn)線，少部分高端車用12英寸。全球8英寸晶圓產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)緩慢，而國(guó)內(nèi)晶圓廠8英寸產(chǎn)能充足，且國(guó)產(chǎn)自組率約2%，國(guó)產(chǎn)替代空間大。

  MCU芯片市場(chǎng)

每輛新能源汽車用MCU芯片至少35片，較傳統(tǒng)汽車約增加30%的需求量。純電動(dòng)汽車中其價(jià)值量占比僅次于功率半導(dǎo)體，為11%。受益于新能源汽車帶動(dòng)，車規(guī)MCU需求高增。2021年，車載MCU售額同比飆升23%，創(chuàng)76億美元新記錄。預(yù)計(jì)到2025年達(dá)112.57億美元，CAGR為11.34%。其中，2025年，中國(guó)車用MCU市場(chǎng)規(guī)模達(dá)44億美元，20-25年CAGR為15.46%。

綜上所述，雖然有些數(shù)據(jù)顯示短期庫(kù)存足夠，但由于主要貨源仍來(lái)自進(jìn)口，未來(lái)芯片法案的推出肯定會(huì)供不應(yīng)求，可能暫時(shí)影響不大。如果未來(lái)沒(méi)有緩解的跡象，肯定會(huì)對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)。這對(duì)于需求量大的電車來(lái)說(shuō)壓力還是比較大的，所以未來(lái)一定要多關(guān)注這一塊的影響，而國(guó)內(nèi)這些芯片公司的國(guó)內(nèi)替代預(yù)期只會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，尤其是那些在這個(gè)領(lǐng)域扎根已久的公司。