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  什么是車規(guī)級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、存儲器、I/O 端口等集成在一顆芯片上，實(shí)現(xiàn)對產(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)越多對應(yīng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 處理能力越強(qiáng)，單價越高。

  8位MCU，用于簡單車身控制，如空調(diào)、雨刷、座椅等;

  16位：中端底盤和低端發(fā)動機(jī)，如制動、剎車等;

32位：高端發(fā)動機(jī)等，如儀表盤、發(fā)動機(jī)等。

  車規(guī)級MCU壁壘

  車用MCU，不僅認(rèn)證時間長，還具有比較高的行業(yè)壁壘，全球市場由海外廠商壟斷。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MCU的導(dǎo)入時間至少3到5年時間，但車廠要求的供貨時間又最高長達(dá)30年。

主流車規(guī)級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)，核心廠商料號可達(dá)上千顆，且以IDM為主，在產(chǎn)研調(diào)動上更有優(yōu)勢。國產(chǎn)MCU仍然以Fabless為主，無法單獨(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?；貓?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“無工廠芯片供應(yīng)商”或“無晶圓廠”，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，同時還需承受來自市場的各種風(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即我們常說的“代工廠”，它是一種只負(fù)責(zé)芯片制造、封裝或測試的其中一個環(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，以保證不被市場淘汰。這類企業(yè)典型代表為：臺積電(TSMC)、聯(lián)電(UMC)、格羅方德(Global Foundry)等。

目前國內(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產(chǎn)替代的進(jìn)程，尤其是要關(guān)注在這個行業(yè)深耕的公司。

國產(chǎn)替代

國內(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)用場景。對電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等高端應(yīng)用場景，僅極少數(shù)廠商具備出貨能力。大部分車規(guī)級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，而國內(nèi)晶圓廠8英寸產(chǎn)能充足，且國產(chǎn)自組率約2%，國產(chǎn)替代空間大。

  MCU芯片市場

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。純電動汽車中其價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，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，中國車用MCU市場規(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)顯示短期庫存足夠，但由于主要貨源仍來自進(jìn)口，未來芯片法案的推出肯定會供不應(yīng)求，可能暫時影響不大。如果未來沒有緩解的跡象，肯定會對市場做出反應(yīng)。這對于需求量大的電車來說壓力還是比較大的，所以未來一定要多關(guān)注這一塊的影響，而國內(nèi)這些芯片公司的國內(nèi)替代預(yù)期只會越來越強(qiáng)，尤其是那些在這個領(lǐng)域扎根已久的公司。