“一个MCU，寰球上百家在干”——这么的大布景下，MCU（Microcontroller Unit，微适度单位）芯片需要咱们费鼎力气突破。

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首个国产开源车规级芯片发布

MCU芯片究竟在汽车中饰演怎么的变装？

在所有半导体生态中，微适度单位(Microcontroller Unit；MCU) 即是咱们俗称的“单片机”。MCU里面的功能部件主若是CPU、存储器（循序存储器和数据存储器）、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、罕见功能寄存器等八大部分，还有一些诸如时钟飞舞器、总线适度器和供电电源等扶直功能部件。

从手机、PC再到汽车，“中国芯”承载了若干东谈主的期盼与振作。

“一派原价28元的芯片，卖到了2800块。”很难猜度，一颗芯片身价暴涨100倍的快意，恰是中国汽车商场上真实发生的一幕。2020年下半年全球缺芯荒，源于疫情爆发与新能源汽车需求上升。全球MCU商场受到晶圆厂产能着落的影响，意法半导体、恩智浦、Microchip等厂商延迟交货期，全球汽车供应链濒临缺货危急。

2021年3月，瑞萨发生失火，进一步加重了急切的芯片供应链。同庚，恩智浦和英飞凌的好意思国工场因摇风雪停产，意法半导体欧洲工场因歇工加重了全球车用MCU缺货。 芯片穷乏的风暴，使得中国汽车产业的发展迎来前所未有的挑战，也带给了汽车行业潜入的反想，掀翻了一场芯片“国产替代”的海浪。

9月下旬，长城汽车董事长魏建军发布微博暗意，长城汽车自主研发的紫荆M100芯片到手点亮。该芯片是国内第一个基于‘RISC-V’架构研发的车规级芯片，亦然长城汽车培植的首颗技巧芯片。依托开源架构，既幸免被泰西技巧牺牲，又保证架构拓展的可能性。芯片虽小，但能量和预想巨大，承载着国度职责与时期遭殃。长城汽车将持续死力，推动中国汽车产业迈向新高度。

在技巧层面，紫荆M100芯片是基于开源RISC-V架构开导的车规级芯片，冲破了传统上依赖国际主流架构（如ARM，禁闭自研架构）的场面。在产业层面，紫荆M100是国产化程度最高的芯片，达到国产化三级水平，它的鄙俚诈骗等同于推动终了汽车芯片产业链的自主可控。

尽管有了吃第一只螃蟹的长城，但笔据数据裸露，国际MCU市占率超80%，中国还处于追逐阶段。紫荆M100芯片的到来，仅仅意味着开源提示集RISC-V芯片在我国汽车行业的初次产业化诈骗。

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国产替代率仅1%的车规级MCU

也曾的“缺芯潮”，曾让全球汽车企业阵痛。

跟着汽车电动化和智能化的鼓吹，对芯片的需求大幅增多。传统燃油车每辆车大要需要500-600个芯片，而新能源汽车则需要1000-2000个芯片，其中MCU（微适度单位）芯片的需求尤为杰出。辩论词，全球疫情、浮滥电子需求繁荣等成分进一步挤压了汽车芯片的产能。晶圆厂的产能调整和扩产速率不足需求增速，使得汽车芯片供应急切。

再加上地区买卖冲突和投契者的囤货行为，车规级MCU芯片夸张地加价5-20倍，令车企苦不行言。单单2021年一年，全球汽车商场累计减产量预测达130.36万辆，Rivian等品牌更因零部件穷乏而下调了全年产量预期。

在这场缺芯潮下，我国也出现了部分新能源汽车价钱高涨，而况委派时候延迟的情况，而联想、小鹏等车企更无奈现实不同程度减配委派。

车规级MCU一直都是我国汽车芯片的薄弱形式，可究竟有多薄弱呢？

据芯科集成勾搭创举东谈主、资深技巧商场总监王超先容:“按照一些专科的评估机构，国产车规级MCU在国内商场占有率应该是有3%-5%。然而按照咱们跟客户实质去疏通，比如南边某大小OEM/主机厂，天然其研发才调也很强，什么样的国产MCU都欣慰去测试，然而实质上国产替代率也就1%傍边。从一个角度来看，无论是从存量商场照旧从增量商场来说，关于国内的车规级MCU厂商来说，存在着巨大的替代增漫空间。"

天然经过多年发展，车规级MCU的国产替代率有所上升，但从当今大多贵寓裸露也未能超越5％。

车规级MCU之是以国产化率低，主要照旧因为其具有较高的技巧壁垒。车规级MCU对产物的使用环境（如温度、湿度、电磁兼容性等）、可靠性、安全性、一致性、使用寿命和长久供货才调的条目极高。

这些条目使得其研发难度大，周期长，投资风险高。此外，车规级MCU需要在复杂的汽车业绩环境中保抓安然运行，因此其遐想和制造法式远高于浮滥级和工业级MCU。

国内芯片遐想企业在高端芯片遐想方面，如复杂处理器架构和高精度模拟电路的遐想，与国际先进水平存在较大差距。终点是在智能驾驶所需的大算力芯片遐想上，国内企业的产物在性能、功耗和集成度等要津盘算上时时难以与国际巨头的产物相抗衡。

同期，车规级MCU芯片供应链依赖性强，全球车规级MCU商场长久以来被国际厂商如瑞萨、恩智浦、英飞凌等占据，这些厂商占据了超越95%的商场份额。由于传统燃油车商场长久由外资品牌主导，整车供应链也由外资把控，新进国产供应商切入前装商场的难度极高。

此外，车规级MCU芯片认证经由复杂且周期长，也让不少MCU厂商遴荐毁掉。车规级MCU芯片想要插足车企供应链，时时需要通过ISO 26262、AEC-Q100、IATF 16949等多个严苛的认证体系，所有认证过程时常需要3-5年时候，认证周期长且不笃定性大，使得新插足者难以快速切入商场。

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汽车电子的中枢部件

MCU芯片的诈骗不祥将真实世界的多样物理量，通过传感器变嫌为电信号，经信号诊疗，再通过放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转动为数字信号，在MCU或CPU或DSP等处理后，再经由DAC复原为模拟信号，终末通过功率驱动器终了输出。

辩论词，具体到汽车上，MCU芯片又能起怎么的作用呢？

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车规级芯片按功能主要可分为主控芯片(MCU/SoC)，功率芯片(IGBT)，传感器芯片(CIS)和存储芯片(Memory)四大类，车规芯片鄙俚诈骗于汽车的能源系统、智能座舱及自动驾驶系统。在汽车电子中，小到车窗和座椅调遣，大至能源总成，车身适度，电板电机适度，整车热处理系统，均有MCU的参与。

MCU芯片自身是一个相称高大的系统，从行业来看，不错分为浮滥、工业和车规三个大标的，再往细分，浮滥里面有作念家电的，家电里面还分白电黑电小家电智能家居，黑电里光电视即是超大的商场了，家居里面什么扫地机器东谈主、智能音箱、录像头、智能门锁，各自都有一块商场，还有电动两轮车、电动牙刷、电子秤、电子医疗之类的子商场，工业里面如电梯、水电气表、电机适度、变频、光伏逆变器之类的，不错细分再细分。

不同界限关于MCU芯片性能的条目有所不同，这里时常用位数来分离。MCU（微适度器）芯片中的8位、16位等参数，主要指的是该MCU的“字长”或“数据总线宽度”，即MCU在一次运算中不祥处理的数据位数，时常位数值越大，诈骗的界限也就越高端。

刻下汽车MCU主若是8位、16位、32位产物，8位MCU主要用于比拟基础的适度功能，如座椅、空调、电扇、车窗、门控模块等适度。16位MCU主要用于下车身，如引擎、电子刹车、悬吊系统等能源和传动系统。32位MCU契合汽车智能化，主要用于座舱文娱、ADAS、车身适度等高端智能和安全的诈骗场景。

据不竣工统计，国内作念MCU的厂商还是超越了一百家，其中天然不错分为兼容MCU和特质MCU两大阵营。不外大部分公司都堆积在低端的8位、M0+和M3(主若是STM32F103兼容料)界限。

早年的国产MCU主若是作念泰西品牌的兼容替代，通过Pin2Pin模式，以更低的价钱去取代，跟着插足者越来越多，替代产物性量良莠不皆，这门生意越来越不具有可抓续性，把本来以拼遐想为重心的芯片产业鼎新为以供应量和制形老本取胜的行业。

比年来的缺芯事件，让国内车企透顶意志到，国际芯片企业重复国际零部件巨头的MCU供应链并莫得想象中那样褂讪。扶抓原土汽车MCU公司保供的进度急需加快：一方面资格了买卖摩擦的影响及缺芯断供等危急，OEM整车厂出于芯片供应链的安全会十分接待和期待国产芯片的出现和早日诈骗；另一方面，国度的国产化率大接洽条目也倒逼整车厂启动拥抱国产芯片厂商。

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无惧芯片制裁

MCU国产替代迎来契机窗口

先发上风和专利技巧把持，让国际MCU企业在以车规级MCU芯片的赛谈上构筑了高高的壁垒。好意思国在技巧创新和先进汽车电子界限时常处于首先地位，一些国际闻名的半导体公司，如德州仪器（Texas Instruments）、英特尔（Intel）等，领有高大的商场份额。

德国看成汽车工业的开头地，其主要汽车制造商（如民众、良马、疾驰等）对车规级MCU的需求量大。很多德国公司（如英飞凌（Infineon）、赛米控（STMicroelectronics）等）在这一商场中占有置锥之地。

日本在汽车电子和半导体界限也占据进犯地位，如瑞萨电子（Renesas）和东芝（Toshiba）等公司在车规级MCU商场具有较强的竞争力。

笔据IHSMarkit的数据，全球车规MCU的供应中，瑞萨电子占到 30%，全球前七大供应商均为好意思欧日 IDM 大厂，占据了全球 98%车规 MCU 的商场份额，前边也分析过，国产MCU芯片厂商想要争夺全球MCU赛谈言语权并阻截易，但这些年原土新能能源自主品牌的强势崛起，却给MCU国产替代一个良机。

新能源汽车的能源翻新重塑了全球汽车商场的竞争形式，传统油车品牌的护城河(发动机和变速箱)将渐渐被三电系统所替代，国产物牌凭借国内熟谙产业链和软硬件创新上风缓缓终了弯谈超车，有望带动原土汽车电子供应链的发展，国产 MCU厂商也将迎来商场导入的契机窗口，从而重塑车规MCU商场的竞争形式。

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通过数据来看，燃油车时期，单车芯片需求约为300-500颗，而当下的智能电动车单车芯片搭载量则超越了1000颗，曩昔L4级别车辆的单车芯片需求更将超越3000颗。以中国汽车行业为例，2022年整车销售范围达4.58万亿元，汽车芯片销售范围为1219亿元，其进犯性显而易见；2030年，中国汽车芯片商场范围预测将达到290亿好意思元，年需求量将超越450亿颗。

相较于其他芯片界限，全球车规MCU当今主要以 40nm-90nm 制程为主流工艺节点，仅少部分豪华车型会部分摄取 28nm 制程的MCU。一是由于车载 MCU 自身对算力和集成度的条目不像浮滥级芯片那么高，因而无需先进的制程;同期，MCU内置的镶嵌式存储自身制程也牺牲了MCU制程的进步。

因此，从主流车规MCU的坐褥工艺节点看，原土芯片代工场如中芯国际和华虹宏力还是具备自主制造的才调。长久来看，跟着国内各代工场在熟谙制程工艺上的抓续优化和产能彭胀，辅以RISC-V等开源提示集架构的发展，国内 MCU厂商通过与上游代工场的通力配合，有望共同推动国产 MCU 性价比持续升高，以中低阶车规 MCU 为切进口，渐渐导入整车供应链体系，缓缓终了国产替代。

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