“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“重災區(qū)”。近日，我國企業(yè)在這一領域有了新的進展，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，比亞迪半導體宣布，推出車規(guī)級8位MCU系列芯片，客戶端應用開發(fā)項目已全面啟動。

自主芯片供應商紛紛走上車規(guī)級MCU的新賽道，為我國汽車行業(yè)扭轉核心技術“卡脖子”局面帶來希望，但同時產品能否大規(guī)模量產配套，能否獲得市場認可，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。”芯馳科技首席架構師孫鳴樂介紹稱，目前該公司的車規(guī)級芯片已實現大規(guī)模量產，有超過250家生態(tài)合作伙伴，覆蓋國內70%以上的車企。據介紹，E3系列芯片的目標應用包括線控底盤、制動控制、電池管理系統(tǒng)(BMS)、ADAS及自動駕駛運動控制、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模塊，內置符合國家標準的硬件加速器，還同時支持BGA(球柵陣列封裝)和LQFP(方型扁平式封裝)技術。

孫鳴樂表示，E3系列芯片對標甚至在部分指標上超越國際芯片廠商的競品，在車規(guī)級可靠性標準AEC-Q100中達到一級，功能安全等級達到ASIL D級;采用22納米車規(guī)級工藝制程，填補了國內高端、高安全級別車規(guī)級MCU市場的空白。

比亞迪半導體則是在原有基礎上進一步擴大了車規(guī)級8位通用MCU系列芯片產品陣容。2018年，該公司推出了第一代8位車規(guī)級MCU芯片。據悉，此次新推出的BS9000AMXX系列芯片外設資源更加豐富，可滿足汽車電子中的多種應用場景，比如車內飾燈、氛圍燈、門把手、空調觸摸面板、各類傳感器應用、無刷直流電機控制等。該系列產品可為不同應用場景實施不同控制，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)動機控制等。至今，比亞迪半導體車規(guī)級MCU芯片量產裝車已突破1000萬顆。

今年以來，車規(guī)級MCU芯片賽道上的國內企業(yè)逐漸增多。近期，一直經營消費芯片及工業(yè)芯片的兆易創(chuàng)新，首款車規(guī)級MCU芯片產品已送樣測試，計劃2022年年中量產;芯旺微電子KF8A/KF32A系列車規(guī)級MCU芯片已實現量產，并與部分車企達成合作;國民技術的MCU芯片開始在車載領域出貨;國芯科技的新一代車規(guī)級MCU產品獲得的訂單超過110萬顆。

“針對汽車行業(yè)短缺的車規(guī)級MCU芯片，國內相關企業(yè)紛紛發(fā)力布局，力求以自主發(fā)展來補齊短板，應該給予更多鼓勵和支持。”西安工業(yè)大學微電子技術實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，車規(guī)級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、應用的積淀，涉及芯片設計、制造、品控等方方面面，要經過嚴格的測試驗證才能量產裝車。

車規(guī)級芯片難在哪兒

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

“車規(guī)級芯片在溫度、濕度、酸堿度等方面有諸多技術指標要求，僅工作溫度指標而言為-40℃至125℃，工業(yè)級芯片的工作溫度為-40℃至105℃左右，消費級芯片只需-40℃至85℃左右，差別較大。”魏冬表示，一方面，車規(guī)級芯片的研發(fā)投入大、周期長，出于對安全性及可靠性的考量，測試驗證周期也較長，沒有雄厚的經濟實力和扎實的技術積累很難支撐;另一方面，研發(fā)成功只是第一步，僅標準認證方面還有很多步驟要走，其中，車規(guī)級MCU需滿足AEC-Q100可靠性測試標準，生產制造流程需滿足IAFT16949質量管理體系的要求，安全角度需滿足IS026262標準，軟件需支持AUTOSAR生態(tài)等，是一個系統(tǒng)性工程，實現難度不小。

事實上，正是由于技術難度較高，以往車規(guī)級MCU技術一直被歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)的行業(yè)頭部企業(yè)壟斷，長期占據全球超過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)是一項艱巨的考驗。”成都新能源汽車產業(yè)推廣應用促進會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，智能電動汽車則使用量超過300顆。隨著新能源汽車產銷量大幅增長，市場對車規(guī)級MCU的需求也快速提升。而且，隨著消費電子市場疲軟，全球MCU市場已出現結構性失衡，部分高端車規(guī)級MCU仍然短缺，但中低端產品并不缺貨。

從2021年的數據看，國內車規(guī)級MCU自給率不到5%，且都是中低端產品，被“卡脖子”的情況明顯，外資芯片廠商牢牢占據著中高端市場。而且，近一年來，國際芯片巨頭聯合晶圓廠，持續(xù)新增MCU產能，但新增產能投產周期相對較長，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MCU需求大增的情況下，相關企業(yè)迎來了國產替代的機遇。

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

推動國產芯片“上車”

當前，國內投身車規(guī)級MCU領域的芯片企業(yè)有增多之勢，產品也逐步開發(fā)出來，但一些國內車企因為存在顧慮和擔心，不敢選用的問題較為普遍。

“車企應該打消顧慮，積極應用國產MCU。”原誠寅提出，車企要對自主MCU有更多信心，同時，不要簡單地期望國產芯片的成本要比進口產品低，且性能更好，實際上國產芯片有可能更貴。這是因為進口芯片由于產品的豐富和成熟，把之前的研發(fā)成本大量攤銷了。而車規(guī)級芯片認證前期的研發(fā)投入成本巨大，自主產品剛開始沒有打開銷路時，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，進而將產品價格降到“地板價”體現出其競爭優(yōu)勢。

據原誠寅介紹，去年，國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心牽頭，聯合中國科學院微電子研究所、芯馳科技、北汽新能源等行業(yè)機構和企業(yè)，編制發(fā)布了純電動乘用車車規(guī)級芯片系列團體標準，為車規(guī)級芯片的測試應用提供了依據。

面對國產車規(guī)級芯片替代機遇，很多投資商也盯上了這一領域。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MCU芯片企業(yè)獲得了融資。其中，華大半導體有限公司宣布旗下主攻汽車MCU等芯片的上海積塔半導體有限公司，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體有限公司，宣布完成新一輪融資，已累計融資金額達數億元。

與此同時，比亞迪半導體的上市進程正在持續(xù)推進中。今年3月，比亞迪半導體因其IPO申請文件中記載的財務資料已過有效期，需要補充提交，被暫時中止其發(fā)行上市審核，但4月28日已經恢復，表明其將繼續(xù)沖擊創(chuàng)業(yè)板。

“目前，從政策鼓勵到資金支持，車規(guī)級MCU等芯片領域的發(fā)展處在機遇期。”原誠寅表示，我國應加快支持整個汽車芯片產業(yè)鏈條的生態(tài)體系的建設，形成上下游的緊密協同。

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