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【芯视野】“卡脖子”的车规级MCU,国产化浪潮背后需克服五大隐忧

来源:爱集微

#芯视野#

#车规级MCU#

#国产化#

05-03 18:53

集微网报道, 持续一年多的汽车“缺芯”阴霾仍迟迟未散。

由于全球车规级芯片高度集中在海外半导体巨头手上以及其最近再次发布涨价函预警,汽车企业或仍将持续陷于车规MCU的供不应求困境。与此同时,为应对缺芯,车企已经出现另辟蹊径公开交付“半成品”汽车,以及大量购买洗衣机拆解芯片来解燃眉之急。

目前,随着技术、市场、资本、企业乃至政治力量不断演化,MCU市场已逐渐显现结构性失衡:消费级MCU需求走软,而车规级MCU依然坚挺。在这一背景下,国内半导体企业正加速步伐向车规级芯片进军,但其中也仍然存在一些亟待克服的隐忧。

全球车规级MCU行业进入新拐点

作为车辆各功能控制的核心器件,车规级MCU被成为汽车的“大脑”。其主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助等系统,并且对功能、可靠性、工作温度等指标的要求极为严苛。

无疑,MCU在汽车中发挥着重要作用。据中信证券的数据,每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU,智能汽车则超300颗。而随着新能源汽车大行其道,车规级MCU呈现快速增长的势头。

据IC Insights的数据,2022年全球MCU销售额将增长10%,达到215亿美元的历史新高,其中汽车MCU的增长将超过今年大多数其他终端市场。未来五年,汽车MCU销售额预计将以7.7%的复合年增长率增长,而通用MCU收入预计将增长7.3%。

可见车规级MCU市场前景相对更为广阔。但在新冠疫情等因素影响下,由于遭遇产能瓶颈,缺货成为近两年汽车行业的关键词。

其实,MCU缺货的本质上是汽车和IoT带来的MCU增量市场,同时下游MCU产能释放非常有限,形成了供需缺口。同时,在缺货行情下经销商会出现结构性囤货或者炒货情况,也加剧了下游客户对缺货的恐慌程度。于是他们纷纷加大对MCU备货,放大了供需缺口,渠道端出现价格暴涨的情况。

如今,随着消费电子市场疲软,全球MCU市场已出现结构性失衡,部分高端MCU存在短缺现象,尤其是车规级MCU,但中低端的MCU已并不缺货。

据台媒援引业内人士的消息,中国大陆IC经销商在之前价格较高时囤积了消费型MCU,库存可维持三到四个月。但因市场前景不明,经销商最近已采取行动开始降低消费类MCU价格。

诚然,集中于消费电子应用的MCU厂商,在工业和汽车领域竞争力不足,且更大程度依赖于经销商体系实现销售,在消费类MCU市场降温时,面临着出货量与平均售价的双重压力。

相对而言,一些海外大厂由于车规MCU营收占比较高,在行业占据垄断地位,具有更深厚的经验、技术积累和品牌效应,且对渠道依赖度较低等,因而消费类MCU市场周期变化对其影响有限,甚至有能力继续提高出货价格。

于是,3月底,意法半导体对外发布了官方涨价函称,鉴于半导体供应短缺、原材料及物流成本考虑,公司决定在2022年第二季度提高全线产品价格,包括现有积压未交付订单。这一度引爆MCU市场。

电子元器件分销商富昌电子的最新市场报告也显示,瑞萨、英飞凌、恩智浦、Microchip等全球MCU巨头车规产品均有价格上涨和交期拉长的趋势。

无论这波涨价的具体原因如何,在全球“缺芯”危机下,车规级MCU行业发展将因此进入了新的拐点或阶段。而在全球这场迷雾笼罩的“缺芯”危机中,国产半导体企业正迎来前所未有的机遇。

车规级MCU国产化浪潮风起潮涌

在国际大厂缺货或高价释放出来机会同时,国内MCU企业发展的巨大驱动力还包括国产替代,甚至有机会进入中大型OEM厂商、工业和汽车电子供应链。

从市场格局来看, Strategy Analytics数据显示,2020年海外厂商瑞萨、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、微芯科技、意法半导体在车规级MCU市场市占率高达90%,行业垄断优势明显。目前,国内车规级MCU自给率不到5%,被“卡脖子”局势明显。

2020 年全球车规级MCU市场份额 图源:Strategy Analysis

无疑,短期内这一局面还将持续保持,但全球“缺芯”危机叩响了国际巨头垄断的根基。近一年来,国际半导体巨头持续联合晶圆厂新增MCU产能,但现有产能仍无法兼顾。此外,由于投产周期相对更长,新产能尚未完全释放至满足市场需求。

于是,在新能源汽车浪潮下,国内客户也在启动预备方案:加速导入本土厂商的产品。同时, MCU的国产加速替代,也在推动国内厂商技术的增长。

面对这一前所未有的机遇,国内MCU圈开始掀起一阵“上车风”,“得车规者得天下”成为不少本土MCU企业新标的。同时,MCU“上车”也成为国内企业证明实力的最高“台阶”。

某种层面上,历史窗口期,国产车规级MCU已没有退路。因此,在国内市场大和政府支持下,国内MCU企业不断涌现,众多汽车品牌开始对引入国产品牌MCU表现积极。

得益于各方面的积极情绪推动,国内MCU企业也在加快市场进程。据不完全统计,国内芯片企业中已有兆易创新、杰发科技、芯海、芯旺微电子、比亚迪半导体、国芯科技、赛腾微、小华半导体、航顺、琪埔维、国民技术等均公布了其车规MCU产品的商业化进程。

根据各企业官网及其公开宣传的进展,兆易创新首颗车规级MCU产品已送样测试,预计2022年中实现量产;芯旺微电子KF8A/KF32A系列车规级MCU已量产,已和部分车企达成合作;国民技术的MCU芯片已在车载领域出货。

此外,比亚迪半导体车规级MCU量产装车也突破的1000万颗,且已推出全新车规级8位通用MCU;芯驰科技正式发布高端车规控制单元(MCU)E3 系列,并称之为当前全球性能最高的车控MCU产品;国芯科技新一代车规MCU产品已获超过110万颗订单等。

当然,相关的例子不胜枚举。其中,兆易创新、杰发科技、比亚迪半导体等厂商算是车规级MCU领域的先行探索者。而更多公司都是从消费和工控起家,然后利用自身优势切入车规级MCU领域。此外,也不乏一些以行业资深人士为主干的初创企业。

整体上,在市场、企业、技术、产品等要素不断升维情况下,这些企业带着自身优势和不一样的包袱进入车规级MCU行业开启卡位战。无论如何,这对于一个方兴未艾的行业来说,不失为好消息。

国内车规级MCU产业存不少隐忧

如果辩证看待国内车规级MCU行业发展,当前的国产化浪潮下仍然存在不少隐忧。

首先,由于各大国内芯片企业车规MCU项目的启动日期不一,且车规级MCU产品验证周期长、技术壁垒高,目前能量产上车的国内芯片屈指可数,部分国产MCU产品在2022年才通过产品测试,距离批量商业化落地还有一定的距离。

其次,国内车规级MCU企业亟待攻坚高端产品。

近年来,国内芯片公司的数量快速增长,然而产品主要集中在低端、简单的外围芯片领域,如雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等。高端芯片基本还是被国际大厂牢牢把控。

目前,虽然国内企业也正在逐步开始研发未来汽车智能化所需的高端 MCU,如智能座舱、ADAS等,但最终如果不能实现从低端到高端的产业升级,那国内的芯片厂商就会陷入低端的恶性竞争,自主替代也就无从谈起。

另外,车规级芯片对于工作环境有严苛的要求,验证周期和产品生命周期都很长,因此一旦确认供应商就不会轻易调整供应商。同时,在整个汽车供应链体系中,大型Tier1掌握着很重的话语权,想要调整供应商体系也非常不容易。

因此,如何打消终端汽车厂商客户的顾虑也至关重要。

如今,国产芯片基本已经实现了从“不可用”到“可用”的跨越,但是要从“可用”到“好用”还需要大量的测试和改进让车企和零部件企业敢用、愿意用。

再者,除了晶圆代工报价及相关资源等不得不衡量的因素,上游的汽车IP也是容易被国内忽视的一个关键“命门”。

据了解,汽车核心处理器设计面临四个方面的关键挑战:计算能力、低功耗、可靠性、和安全性,半导体IP是解决以上四个挑战的关键环节。但现状是,国内多数汽车芯片设计公司离开海外巨头的IP就难以运转,仅有个别企业拥有汽车IP。

最后,根据多位行业专家的观点,若要追求半导体自主,需先构建自主技术生态系统。对于一些国内企业,或许技术层面已经不再是难题,真正难的还是“生态”,尤其是在全球MCU产业生态被少数几家海外大厂所垄断、闭塞的当下。

鉴于此,唯有“破口而出”,建立起自有的生态体系,国产MCU企业才真正能有在汽车市场立足并做大做强的机会。

正所谓“罗马不是一天建成的”,对于当前面临着国际大厂压力的本土车规级MCU企业来说,需要耗费更多的努力,才有可能在生态自主性上突出重围。

需要补充的是,车规级MCU的发展隐忧并不限于以上五点。比如,有不少工程师也反映,现今国产MCU圈仍存在着资料难求、学习成本高、售后无门、服务质量、开发周期长等问题。此外,困扰全行业的人才问题也是一大痛点。

结语

在全球“缺芯”危机中,“危”中有“机”,但“机”中也有目前国内车规级MCU企业难解的“围”。对此,需要审慎看待的是,车规级MCU技术经验没法一蹴而就,国外厂商十几年积累才实现的领先,国产厂商不可能一两年内就实现超越。这不符合科学发展的产业规律。

因此,尊重事实、保持耐心、砥砺攻坚,在存在短板的领域针对性发展,是未来中国车规级MCU厂商应该具备的素质和方法论。而不应当急于一时上产品或者“挣块钱”。

但在未成“气候”之前,本土车规级MCU企业还需要从产品质量、技术研发、服务体系以及平台兼容等多方面,去优化配置自身的资源和生态体系,实现资源组合价值最大化,并借鉴过往国际巨头在生态建设上的丰富经验。

同时,借助国产替代的东风切实在国内外市场打造出品牌影响力,必要时“抱团取暖”,自主企业才能逐步突破海外巨头在汽车MCU生态上建立的封锁,驶入车规级MCU国产化的“大时代”。(校对/隐德莱希)

责编: 隐德来希

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