【导读】毫无疑问，汽车正成为当下的科技行业焦点，华为、小米入局，特斯拉陷入舆论的旋涡，这些都让智能汽车受到广泛关注。而另一方面，从去年开始，MCU严重缺货，几乎全球所有的车企都受到影响，丰田、福特、大众接二连三的停工。
由于芯片产能的紧缺，导致价格在不断上涨，意法半导体已经在半年内两次全面调涨价格，第一次是今年1月1日，第二次是6月1日。除了意法半导体之外，NXP、瑞萨、Microchip、航顺、灵动微、华大半导体等都宣布调整产品价格。
MCU已经成为横亘在汽车产业链面前的一座大山，而MCU细分领域中的车规级MCU则是国产半导体产业链面前的一座大山。
车规级MCU有多难？
如同大多数芯片一样，国产车规级MCU起步比较晚，所以和国外有一定的差距，这种差距不仅仅是技术方面的，还有专利、市场等诸多因素共同决定的。
从应用领域来看，MCU可以分为消费级、工业级、车规级和军工级四个大类，技术难度与要求是依次增加的。拿车规级MCU与消费级MCU比较，车规级MCU对产品的可靠性、一致性、稳定性与工作温度范围都有着近乎严苛的要求。
因为汽车的安全与手机的安全完全不在一个层级，汽车的安全关系到人的生命安全，所以必须对产品严格要求，为此国际汽车电子协会对车规MCU推出三种标准规范，以确保汽车电子产品的安全运行。这三种规范分别是：
• AEC-Q100可靠性标准；
• 符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准IATF 16949规范；
• 符合ISO26262标准的ASIL功能安全保证级别。
除了三种标准之外，有数据显示，消费级MCU的工作温度一般在-30~85℃区间，而汽车级MCU的工作环境相对恶劣，所以要求工作温度在-40~125℃区间内。
在不良率上，消费级MCU的不良率≤200DPPM就可以了，但汽车级MCU的不良率要≤1DPPM，这就意味着每百万个MCU，最多只能有一个不良品。车规级MCU的工作寿命一般要超过15年，消费级MCU的要求只有3~5年即可。
以上这些只是技术的上的难度，在市场方面，国产车规级MCU同样面临较大的挑战。
巨头的实力
MCU在汽车上有着广泛的应用，从车身动力总成到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶，从发动机控制单元，到雨刷、车窗、电动座椅、空调等控制单元，每一个功能的实现都需要MCU的参与。在一辆汽车中，MCU占到了车用半导体三分之一的比重，用量在70颗以上。
目前，全球的车规级MCU市场，基本上被欧洲和日本所把持，由于这两个地方是全球重要的汽车生产基地，所以在功率半导体和MCU市场具有强势地位。NXP、ST、Infineon、瑞萨和TI五大厂商，占据了全球汽车芯片一半左右的份额。
瑞萨是全球最大的车用MCU供应商，其汽车半导体业务的主力就是MCU。根据瑞萨的财报显示，去年营收为7157亿日元（约合67亿美元），其中汽车半导体业务占其总营收比例近一半，约为48%。
今年3月，瑞萨在那珂的12英寸晶圆厂突发火灾，受灾面积占该厂一楼面积约5%，该产线主要负责车用、工业与物联网所需要的MCU与SoC产品，因此对原本供不应求的MCU市场造成不小的冲击。
ST是另一车用MCU大厂，其车规级MCU处于业界领先地位，产品供货日产、奥迪、上汽、特斯拉等多家车企。
虽然去年受到罢工的影响，但营收仍达到了102.2亿美，同增6.9%，尤其是在第四季度，全球IC行情全年暴涨，ST当季营收也创下32.4亿美元的历史新高，汽车产品和功率分立器件的销售收入双双增长。
NXP和Infineon则就关于谁是汽车半导体龙头进行着一场明争暗斗，2015年NXP收购飞思卡尔成为全球第一大车用半导体企业，2019年Infineon收购赛普拉斯，超越NXP成为全球第一大车用半导体企业，而赛普拉斯的强项在于车身以及车联网用MCU。
国产车规级MCU
目前国内做MCU的企业众多，但做车规级MCU的不多，仅有兆易创新、杰发科技、芯旺微以及比亚迪半导体等企业。
作为国内MCU的龙头，去年兆易创新的MCU出货量有2亿颗左右。最近兆易创新针对外界关心的“缺芯”问题还特意发布了投资者调研报告。
兆易创新表示，公司最新MCU车规产品将在2021年六七月份开始流片，计划年底进入量产。公司将针对不同需求、市场以及前装、后装等不同领域，进一步加大力度，拓展 MCU 产品在汽车领域的应用。
比亚迪半导体也深耕MCU领域十余年，其在工业级触控MCU市场占有率居全国第一，随后比亚迪半导体从工业级MCU跨入车规级MCU。
2018年率先推出第一代8位车规级MCU芯片，2019年推出第一代32位车规级MCU芯片，批量装载在比亚迪全系列车型，实现汽车整体智能化。
近期，比亚迪半导体发布公告，截止目前，比亚迪半导体车规级与工业级MCU芯片，累计出货已突破20亿颗，其中车规级MCU量产装车突破1000万颗，这是国产MCU在汽车领域又一重大里程碑。
除了以上两家企业，杰发科技与芯旺微两家企业也致力于车规级MCU的研发量产。
目前芯旺微电子已经实现从8位到32位车规级MCU的全覆盖，2019年，芯旺微电子车规级MCU的营收在3000万人民币。杰发科技成立于2013年，始终致力于汽车芯片的研发和生产，其在2018年推出了国内首颗车规级32位MCU芯片AC7811。
总结
一个小小的MCU，难倒了众多车企，同时也催促国产芯拿下车规级MCU这个城头。虽然在巨头们的领地挑战巨头，有较大的难度，但国产半导体，国产汽车的发展，需要不断的挑战。
近期比亚迪半导体晒出成绩单，兆易创新宣布下半年量产车规级MCU，这些都是好消息，希望以后国产车规级MCU会有越来越多的捷报传出。
文章来源： 全球半导体观察
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