【导读】据Yole统计显示，到 2022 年，一些依赖消费者支出的MCU市场即使尚未受到影响，也会出现超额消费的现象，这将在短期内推动定价的变化。然而，高可靠性和安全的MCU ASP预计将保持高位，需求受到的影响不会那么严重。持续的供应链中断不会让价格整体大幅下跌。
在 2024 年及以后，仍然存在过度建设、压低价格的风险，但这不太可能出现在MCU身上，因为新晶圆厂不会针对传统的 MCU 制造技术，而是针对尖端的 MPU、GPU 和加速器。制造商更有可能将价格保持在高位，以收回他们对新产能的部分投资。这需要一家或多家制造商认为他们可以通过削弱 ASP 下降的竞争来增加他们的份额。
尽管如此，无论市场份额如何，MCU平均售价的逐步下降都可能使大多数供应商受益。材料短缺，无论是真实的还是虚假的，都可能阻止 2027 年之前平均售价的迅速下降。
汽车引领 MCU 市场增长
在过去十年中，汽车 OEM 采用了尝试重新设计汽车主控制网络的策略，以减少由日益负担过重的控制器局域网 (CAN) 连接的不同电子控制单元 (ECU) 的数量，从而实现更加集中的和 CAN-FD（灵活数据速率）或以太网连接的域控制器 (DC)。更快的网络和数据中心有助于开发更先进的成像和传感器平台、更先进的驾驶员辅助、改进的网络安全性以及显着增强的驾驶员和乘客体验。最近，域控制器更倾向于区域控制，允许更多的分布式智能，而电子控制单元比经典的离散 ECU 略少。
影响更大的是电气化战略。凭借一套完全不同的监控单元，以及能量存储、再生、充电和安全性，动力总成对 MCU 的要求越来越高。对于混合动力电动汽车尤其如此，它需要同时控制内燃机和电力传动系统。
最终，电气化可能会允许更统一的动力总成控制，但就目前而言，它是一个增长动力。电气化也是一个增长动力，在驾驶舱功能升级方面具有协同效应，以突出电动汽车。购买电动汽车的消费者将期望整个车辆实现电气化：电动车窗、车门、座椅、数字显示器和其他电子功能预计将在电动汽车中增加，
为此Yole预测，到 2027 年，MCU 产业预计将达到约 270 亿美元。其中，汽车将成为最大的细分市场，其在2022 年占微控制器收入的 32%，预计到2027 年，这个市占率将提升到 37%。而按照Yole统计，排名前 5 位的 MCU 供应商是 NXP、Renesas、Infineon Technologies、STMicroelectronics 和 Microchip。
汽车内的芯片总值：从500美元飙升到5000美元
车电正夯，SEMI预估到2028年，全球汽车电子市场规模将突破4,000亿美元，年复合成长率达7.9%。
力积电董事长黄崇仁预估，过去一台车内建芯片总值约500美元，但目前正快速增加到2,000至5,000美元。至于台积电车用暨微控制器业务开发处处长林振铭也提到，未来到Level 4甚至Level 5的时候，一台车就得内建40颗传感器。诸位业界专家背书下，车电商机好庞大。为让有意切入智能车供应链科技相关产业，深入了解智能车与车用半导体发展趋势，由亚洲．硅谷物联网产业大联盟、台湾物联网产业技术协会（TwIoTA）、台湾先进车用技术发展协会（TADA）、SEMI Taiwan、COMPUTEX共同主办的「全球智能车高峰论坛」，在近日的SEMICON Taiwan展期间举办，由力积电董事长也是台湾先进车用技术发展协会理事长黄崇仁、台积电车用暨微控制器业务开发处处长林振铭、意法半导体亚太区副总裁暨台湾区总经理尹容、凌阳科技车用产品中心总经理林至信等多家重量级半导体产业专家，进行专题演讲，分享车用半导体应用现况与智能车产业未来发展，以协助产业加速规划未来30年智能车与电动车产品策略与方向。
黄崇仁表示，过去在传统车厂当中，一台汽车所需的芯片价格约在500到600美元之间，因此车厂对于汽车电子不重视，而且车用芯片价格受到车厂压制。但是当特斯拉开始将电动车采模块化设计，有问题直接更换模块，就跟计算机模块化设计一样，不仅缩短车用芯片测试与验证时间，做计算机模块的厂商也有机会进入电动车，并使得汽车在AI功能与自动化应用上越来越多。也曾经和台积电总裁魏哲家讨论过，目前车用芯片只有20%（大多是跟ADAS相关）使用的是14纳米下的先进制程，约80%还是28纳米以上的成熟制程，所以大家都有机会。
黄崇仁指出，随着半导体在汽车电子上扮演的角色发生重大改变，每部汽车上用到的车用芯片价格，很有机会从现在的500美元，普通款的增加到2,000美元，高阶车种甚至达到5,000美元，所以台湾车用半导体与汽车模块发展，现在才要开始，IC设计厂也有望跟着晶圆代工厂起飞，整个台湾半导体产业链都将一起抢食智能车与电动车商机。
而台积电车用暨微控制器业务开发处处长林振铭在专题演讲中表示，预期车用半导体市场2021年到2026年间将以年复合成长率16%快速增长，2026年达85亿美元，台积电有完整的技术与足够的产能可支持汽车产业，只要车厂能事先做好计划，建立足够的缓冲库存（Buffer Stock），就不太会发生芯片短缺的问题。
林振铭指出，汽车电子之所以重要有很多原因。首先以汽车意外来说，每年有超过一百万人死于汽车意外，如果汽车有ADAS跟自动驾驶，就有机会减少因为汽车意外死亡人数，因为很多汽车意外都是人为因素所造成，在SDGs目标里面，希望能将汽车意外死亡人数降低到一半，因此汽车的ADAS功能就很重要。再来是减少碳排放，因此电动车就很重要，也是企业的ESG使命。第三个是5G通讯，在汽车领域应用，5G通讯比4G通讯更为重要，2028年更将会有6G的出现。因此，未来的交通工具，一定是朝更安全、更环保、更聪明的方向前进。
林振铭表示，以SAE（美国汽车工程师协会）自动辅助驾驶分级Level 1到Level 5来看，目前Level 1、2大约会使用到10到12颗传感器，未来到Level 4甚至Level 5的时候，就会需要用到40颗传感器，而且Level 越高所需要的芯片运算力越高，这都会都将持续推升车用芯片需求。综观全球，由于减少碳排已经是国际趋势，因此每个国家都在推电动车，而电池成本将是影响电动车能否普及的关键。
由于不同类别的车用芯片需要不同的制程，包括车用的N5A制程、N6RF制程、以及车用传感器所需要的65/40纳米制程等，台积电都已经准备好了。由于传统存储器架构，在16纳米之后已经无法继续使用，已经开发MRAM等新型嵌入式存储器，并且在22纳米量产，预计明年16纳米制程的MRAM嵌入式存储器产品可以设计定案，以因应未来16纳米以下的嵌入式存储器需求。
至于意法半导体亚太区副总裁暨台湾区总经理尹容则透露，以意法半导体的营收来说，汽车产业当中的汽车电动化、ADAS系统、32位元车用MCU等领域，从2020年到2021年成长率都有所大幅成长，尤其是汽车电动化领域，成长高达110%。并且发现到，2002年到2017年，每辆汽车的芯片使用数量大约是成长1.5倍，但是2017年到2021年成长2倍，并预估接下来几年仍将持续成长，并且不受汽车销售数量有所影响。
由于意法半导体对于汽车电子的产品线相当完整，因此也发现到不少汽车芯片应用领域快速成长，以传统燃油车来说，一台汽车大约使用550美元芯片，但是到了电动车，已高达1,300美元；在L2等级的自动驾驶汽车来说，使用芯片大约为350美元，但是到了L2++甚至是L4等级，使用芯片价格增加到2.5倍。至于在未来应用领域观察上，包括汽车电动化、软件定义汽车（SDV）、自驾车等，2021年到2025年也都有两位数以上的成长。
尹容指出，汽车电子持续成长是不变的，对于汽车产业来看，有三大应用趋势将是未来的主流。第一个是「增加传统应用内容」，也就是透过车用芯片的导入，让在传统汽车上的汽车电子应用更为多样化。第二个是「汽车数字化与电动化的破坏式创新」，也就是透过车用电子的改变，让汽车变得更有智能，自动辅助驾驶功能更多，充电速度更快，并且很多功能可以透过OTA升级。第三个是「现代交通工具新功能」，也就是透过汽车联网运作方式，让汽车可以与外界主动沟通，提供更好更完整的行车体验，减少驾驶开车负担。
凌阳科技车用产品中心总经理林至信在专题演讲中表示，凌阳在车用IC开发已经有18年经验，主要资源是投入在座舱与辅助驾驶应用，根据统计显示，美国乘用车驾驶每周要花8小时22分钟的时间在汽车座舱中，因此智能座舱对于汽车驾驶来说是非常重要的使用环境，IHS Markit研究报告也指出，2021年全球智能座舱市场规模为400亿美元，预估到2022年将成长至438.8亿美元，2030年更可成长至681亿美元，年复合成长率高达6%。
林至信指出，虽然自动驾驶会越来越普及，未来15到20年消费者可以买到的汽车仍以L0到L3为主流汽车，其中又以L0到L2为主，因此在这样设定下的智能座舱，仍有不少市场需求与辅助驾驶功能要求。举例来说，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）研究显示，80%的交通意外与16%的高速公路死亡车祸，都是来自于分心驾驶。对此，凌阳开发出驾驶监视系统（DMS），可以整合到座舱仪表板当中，协助侦测驾驶分心情况，包括长时间分心、短时间分心、使用手机或者是想昏睡，然后发出主动警告，甚至在无法辨识的时候，主动发出警示，要驾驶注意。
对于智能座舱使用情境而言，有不少功能已经在使用，而且可以持续改善。首先是语音控制方面，研究机构显示透过语音控制操作特定应用，会比触控控制要快上许多，因此提供手机连车的语音控制，如CarPlay或Android Auto，是对驾驶者的重要功能之一。其次是营销导航服务，也就是如何透过汽车内建导航地图，或与手机串连的行车导航，提供快速有效率的导航服务。再来是车内娱乐部分，可以透过车内摄影机，主动调整车内音响分布，让乘坐者有最佳声音效果，也能够提供3D沉浸式音效，提升车内娱乐效果。此外，凌阳还有一个叫做Sound Bubble的技术，可以让每一个座位有自己的音响聆听效果而不受互相干扰。
来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自Yole，谢谢。
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