“缺芯”是近兩年困擾全球汽車業(yè)發(fā)展的難題，MCU(微控制單元)芯片更是“重災(zāi)區(qū)”。近日，我國企業(yè)在這一領(lǐng)域有了新的進(jìn)展，令人振奮和期待。

4月12日，芯馳科技正式發(fā)布高端MCU E3系列芯片，主頻最高可支持800MHz;4月20日，比亞迪半導(dǎo)體宣布，推出車規(guī)級(jí)8位MCU系列芯片，客戶端應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目已全面啟動(dòng)。

自主芯片供應(yīng)商紛紛走上車規(guī)級(jí)MCU的新賽道，為我國汽車行業(yè)扭轉(zhuǎn)核心技術(shù)“卡脖子”局面帶來希望，但同時(shí)產(chǎn)品能否大規(guī)模量產(chǎn)配套，能否獲得市場認(rèn)可，仍是需要直面的挑戰(zhàn)。

MCU芯片新品接連問世

“E3系列芯片是芯馳科技為未來智能汽車精心打造的車規(guī)級(jí)芯MCU，具有高可靠、高安全、高性能、廣覆蓋等優(yōu)勢。”芯馳科技首席架構(gòu)師孫鳴樂介紹稱，目前該公司的車規(guī)級(jí)芯片已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，有超過250家生態(tài)合作伙伴，覆蓋國內(nèi)70%以上的車企。據(jù)介紹，E3系列芯片的目標(biāo)應(yīng)用包括線控底盤、制動(dòng)控制、電池管理系統(tǒng)(BMS)、ADAS及自動(dòng)駕駛運(yùn)動(dòng)控制、液晶儀表等對安全性和可靠性要求較高的場景，CPU(中央處理器)有單核、雙核、四核和六核，集成了豐富的通信外設(shè)模塊，內(nèi)置符合國家標(biāo)準(zhǔn)的硬件加速器，還同時(shí)支持BGA(球柵陣列封裝)和LQFP(方型扁平式封裝)技術(shù)。

孫鳴樂表示，E3系列芯片對標(biāo)甚至在部分指標(biāo)上超越國際芯片廠商的競品，在車規(guī)級(jí)可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100中達(dá)到一級(jí)，功能安全等級(jí)達(dá)到ASIL D級(jí);采用22納米車規(guī)級(jí)工藝制程，填補(bǔ)了國內(nèi)高端、高安全級(jí)別車規(guī)級(jí)MCU市場的空白。

比亞迪半導(dǎo)體則是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大了車規(guī)級(jí)8位通用MCU系列芯片產(chǎn)品陣容。2018年，該公司推出了第一代8位車規(guī)級(jí)MCU芯片。據(jù)悉，此次新推出的BS9000AMXX系列芯片外設(shè)資源更加豐富，可滿足汽車電子中的多種應(yīng)用場景，比如車內(nèi)飾燈、氛圍燈、門把手、空調(diào)觸摸面板、各類傳感器應(yīng)用、無刷直流電機(jī)控制等。該系列產(chǎn)品可為不同應(yīng)用場景實(shí)施不同控制，包括從雨刷、車窗到座椅，從安全系統(tǒng)到車載娛樂系統(tǒng)，再到車身控制和發(fā)動(dòng)機(jī)控制等。至今，比亞迪半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)MCU芯片量產(chǎn)裝車已突破1000萬顆。

今年以來，車規(guī)級(jí)MCU芯片賽道上的國內(nèi)企業(yè)逐漸增多。近期，一直經(jīng)營消費(fèi)芯片及工業(yè)芯片的兆易創(chuàng)新，首款車規(guī)級(jí)MCU芯片產(chǎn)品已送樣測試，計(jì)劃2022年年中量產(chǎn);芯旺微電子KF8A/KF32A系列車規(guī)級(jí)MCU芯片已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并與部分車企達(dá)成合作;國民技術(shù)的MCU芯片開始在車載領(lǐng)域出貨;國芯科技的新一代車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品獲得的訂單超過110萬顆。

“針對汽車行業(yè)短缺的車規(guī)級(jí)MCU芯片，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)紛紛發(fā)力布局，力求以自主發(fā)展來補(bǔ)齊短板，應(yīng)該給予更多鼓勵(lì)和支持。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室工程師魏冬在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，車規(guī)級(jí)MCU芯片的研發(fā)需要持續(xù)積累和快速迭代，其可靠性離不開技術(shù)、應(yīng)用的積淀，涉及芯片設(shè)計(jì)、制造、品控等方方面面，要經(jīng)過嚴(yán)格的測試驗(yàn)證才能量產(chǎn)裝車。

車規(guī)級(jí)芯片難在哪兒

國內(nèi)市場不乏消費(fèi)電子芯片廠商，但能量產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU的芯片企業(yè)少之又少。

“車規(guī)級(jí)芯片在溫度、濕度、酸堿度等方面有諸多技術(shù)指標(biāo)要求，僅工作溫度指標(biāo)而言為-40℃至125℃，工業(yè)級(jí)芯片的工作溫度為-40℃至105℃左右，消費(fèi)級(jí)芯片只需-40℃至85℃左右，差別較大。”魏冬表示，一方面，車規(guī)級(jí)芯片的研發(fā)投入大、周期長，出于對安全性及可靠性的考量，測試驗(yàn)證周期也較長，沒有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和扎實(shí)的技術(shù)積累很難支撐;另一方面，研發(fā)成功只是第一步，僅標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證方面還有很多步驟要走，其中，車規(guī)級(jí)MCU需滿足AEC-Q100可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)制造流程需滿足IAFT16949質(zhì)量管理體系的要求，安全角度需滿足IS026262標(biāo)準(zhǔn)，軟件需支持AUTOSAR生態(tài)等，是一個(gè)系統(tǒng)性工程，實(shí)現(xiàn)難度不小。

事實(shí)上，正是由于技術(shù)難度較高，以往車規(guī)級(jí)MCU技術(shù)一直被歐美日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的行業(yè)頭部企業(yè)壟斷，長期占據(jù)全球超過93%的市場份額。特別是對于新能源汽車的市場布局，各大芯片廠商的競爭更為激烈。

“新能源汽車所使用的MCU數(shù)量比傳統(tǒng)燃油車更多，且在功能上有了更多的拓展，對于芯片企業(yè)是一項(xiàng)艱巨的考驗(yàn)。”成都新能源汽車產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用促進(jìn)會(huì)秘書長范永軍向記者表示，傳統(tǒng)燃油車平均使用約70顆MCU，智能電動(dòng)汽車則使用量超過300顆。隨著新能源汽車產(chǎn)銷量大幅增長，市場對車規(guī)級(jí)MCU的需求也快速提升。而且，隨著消費(fèi)電子市場疲軟，全球MCU市場已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性失衡，部分高端車規(guī)級(jí)MCU仍然短缺，但中低端產(chǎn)品并不缺貨。

從2021年的數(shù)據(jù)看，國內(nèi)車規(guī)級(jí)MCU自給率不到5%，且都是中低端產(chǎn)品，被“卡脖子”的情況明顯，外資芯片廠商牢牢占據(jù)著中高端市場。而且，近一年來，國際芯片巨頭聯(lián)合晶圓廠，持續(xù)新增MCU產(chǎn)能，但新增產(chǎn)能投產(chǎn)周期相對較長，目前還不能完全釋放以滿足市場需求。在新能源汽車對車規(guī)級(jí)MCU需求大增的情況下，相關(guān)企業(yè)迎來了國產(chǎn)替代的機(jī)遇。

“解決產(chǎn)能問題就需要建廠，從選址、建設(shè)廠房再到引進(jìn)設(shè)備，都需要時(shí)間。”國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理、中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長原誠寅告訴記者，這與搶時(shí)間窗口是一對矛盾，由于芯片巨頭紛紛擴(kuò)產(chǎn)，目前很多車規(guī)級(jí)芯片測試設(shè)備都訂不到貨，新設(shè)備的交付時(shí)間要在數(shù)年之后，所以二手設(shè)備特別緊俏。雖然二手設(shè)備不能測試某些指標(biāo)，但至少還存在使用價(jià)值，從搶時(shí)間窗口的角度看，值得企業(yè)考慮。

推動(dòng)國產(chǎn)芯片“上車”

當(dāng)前，國內(nèi)投身車規(guī)級(jí)MCU領(lǐng)域的芯片企業(yè)有增多之勢，產(chǎn)品也逐步開發(fā)出來，但一些國內(nèi)車企因?yàn)榇嬖陬檻]和擔(dān)心，不敢選用的問題較為普遍。

“車企應(yīng)該打消顧慮，積極應(yīng)用國產(chǎn)MCU。”原誠寅提出，車企要對自主MCU有更多信心，同時(shí)，不要簡單地期望國產(chǎn)芯片的成本要比進(jìn)口產(chǎn)品低，且性能更好，實(shí)際上國產(chǎn)芯片有可能更貴。這是因?yàn)檫M(jìn)口芯片由于產(chǎn)品的豐富和成熟，把之前的研發(fā)成本大量攤銷了。而車規(guī)級(jí)芯片認(rèn)證前期的研發(fā)投入成本巨大，自主產(chǎn)品剛開始沒有打開銷路時(shí)，如果沒有一定的盈利或資本支持，就無法做到持續(xù)投入，往往很快就難以為繼。此外，還存在一種可能，外資芯片企業(yè)希望保有更多市場份額，進(jìn)而將產(chǎn)品價(jià)格降到“地板價(jià)”體現(xiàn)出其競爭優(yōu)勢。

據(jù)原誠寅介紹，去年，國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心牽頭，聯(lián)合中國科學(xué)院微電子研究所、芯馳科技、北汽新能源等行業(yè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)，編制發(fā)布了純電動(dòng)乘用車車規(guī)級(jí)芯片系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，為車規(guī)級(jí)芯片的測試應(yīng)用提供了依據(jù)。

面對國產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片替代機(jī)遇，很多投資商也盯上了這一領(lǐng)域。2021年7月，芯馳科技就獲得了近十億元融資，近期，也有多家車規(guī)級(jí)MCU芯片企業(yè)獲得了融資。其中，華大半導(dǎo)體有限公司宣布旗下主攻汽車MCU等芯片的上海積塔半導(dǎo)體有限公司，完成了80億元戰(zhàn)略融資。同樣專注于汽車MCU等芯片的蘇州旗芯微半導(dǎo)體有限公司，宣布完成新一輪融資，已累計(jì)融資金額達(dá)數(shù)億元。

與此同時(shí)，比亞迪半導(dǎo)體的上市進(jìn)程正在持續(xù)推進(jìn)中。今年3月，比亞迪半導(dǎo)體因其IPO申請文件中記載的財(cái)務(wù)資料已過有效期，需要補(bǔ)充提交，被暫時(shí)中止其發(fā)行上市審核，但4月28日已經(jīng)恢復(fù)，表明其將繼續(xù)沖擊創(chuàng)業(yè)板。

“目前，從政策鼓勵(lì)到資金支持，車規(guī)級(jí)MCU等芯片領(lǐng)域的發(fā)展處在機(jī)遇期。”原誠寅表示，我國應(yīng)加快支持整個(gè)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈條的生態(tài)體系的建設(shè)，形成上下游的緊密協(xié)同。

關(guān)鍵詞： 芯馳科技 芯片新品問世 大規(guī)模量產(chǎn) 沖擊創(chuàng)業(yè)板