车规级MCU进入「新周期」，中国本土供应商竞逐竞争力TOP10

消费电子产品需求下滑造成的产能空置，正在被汽车行业「接棒」。但对于不同的产品线来说，并非一视同仁。

有业内人士表示，到2023年下半年，汽车用MCU的供应仍将持续紧张，尤其是28nm和40nm工艺的产品线，部分产品与工业控制、智能家居以及智慧物联用MCU类似。

比如，汽车芯片龙头恩智浦正在推广面向智能家居和物联网边缘应用的MCX系列产品，在传统MCU基础上集成了一个新的神经处理单元（NPU），可以加速边缘推理，并可以提供高达30倍的机器学习吞吐量。

按照目前汽车行业的开发应用趋势，车规级MCU正在发生了一系列新的变化。尤其是智能驾驶、整车中央控制以及安全通讯等智能应用对MCU提出了更高的要求，并且要满足功率、性能和安全上的复杂需求。

比如，即将在今晚发布的理想第二款SUV-L9就首次搭载了基于恩智浦S32G（16nm制程，算力超过10000DMIPS，是NXP传统网关芯片的10倍以上）的中央域控制器，符合ASIL D要求的MCU和MPU处理器，满足特定应用的网络硬件加速以支持复杂环境下的实时性要求。

同时，去年底，大陆集团也与广汽研究院达成战略合作，将为广汽引入高性能中央计算单元硬件（第二代HPC）及基础软件平台开发，同样基于S32G方案，2023年量产。而第一代车身HPC则基于瑞萨方案，在大众ID系列量产。

按照此前公开数据显示，大陆集团已经拿到了全球20多款车型的车身高性能计算单元的定点（其中，广汽预计搭载至少6款车型，包括电动汽车、混合动力汽车以及燃油车车型），订单总量超过55亿欧元。

此外，2021年8月，云驰未来发布首款车规级5G自动驾驶车载安全网关L3000，采用芯驰科技的G9系列中央网关处理器，并集成车规级以太网、5G/C-V2X、Wi-Fi/BT、高精度GNSS/IMU等模块，可支持C-V2X、5G等高实时性数据的传输。

而芯驰科技在G9系列基础上，还在今年发布了高性能高可靠车规MCU E3“控之芯”系列产品，基于ARM Cortex-R5F、CPU主频高达800MHz，高达6个CPU内核，其中4个内核可配置成双核锁步或独立运行，填补中国车规级高端、高安全级别车规MCU市场的空白。

实际上，和大算力SoC相比，MCU一直以来并非汽车芯片的「核芯」赛道。一方面，因为传统汽车MCU工艺落后，并且更新迭代慢，产品种类多。尽管市场需求量大（整车搭载数十颗不同种类MCU），但产品单价并不高。

另一方面，过去几年，汽车赛道更加关注人工智能，尤其是智能驾驶部分强调感知能力的提升，以及大数据运算处理的需求。但接下来，规划、控制部分以及智驾域、底盘域、中央域正在成为新的焦点。

在2019年因全球经济疲软下跌7%，2020年因新冠疫情影响下跌2%后，全球MCU销售额在2021年出现反弹，增长27%，达到创纪录的202亿美元。2021年的激增是自2000年以来的最高增速，同时MCU的平均单价上涨了12%（部分产品更是上涨数倍）。

第三方机构发布的数据显示，2021年全球五大MCU供应商中有三家总部位于欧洲，分别是NXP、ST和英飞凌，一家位于美国（Microchip），一家位于日本（瑞萨），合计占全球MCU销量的82.1%。

而在汽车MCU赛道，新技术架构正在酝酿升级。传统玩家仍在发力产品升级换代，而新进入者在酝酿突围。

比如，TI推出了一种混合结构的微处理器，带有信号处理加速器、网络安全组件的架构。此外，该公司正在开发和集成新的配套软件框架，为开发人员提供更精确的实时控制和网络安全功能，并降低系统设计的复杂性和成本。

英飞凌也宣布推出新一代AURIX TC4x系列MCU（TC系列也一直是智能驾驶控制器及域控制器的首选），采用新一代TriCore 1.8架构，并搭载了AURIX加速器套件，整合了全新的平行处理单元（PPU）和可满足各种AI拓扑要求的SIMD矢量DSP，适用于实时控制和雷达后处理等各种应用。

此外，AURIX TC4x具有高度可扩展性，支援通用软件架构，帮助降低成本。全新的软件无线更新（SOTA）功能，并在车辆行驶途中提供在线诊断和分析功能。首款AURIX TC4x系列计划于2024年底量产。

按照此前比亚迪半导体给出的参考信息，从目前的车规级MCU产品线来看，主要分为三档。

MCU可靠性需达到AEC-Q100 Grade 1等级，主要应用于车身控制（如门窗、座椅等）、网关、照明等功能，也是近年来国产车规级MCU的主要突围市场，大部分的产品形态是32位单核。

而用于整车控制系统、安全通信网关、电池管理系统等功能，可靠性需达到AEC-Q100 Grade 0 等级，目前，少数几家国产厂商已经进入，产品形态主要是32位双核。

而用于类似智能驾驶、中央控制单元、发动机动力及三电系统、安全气囊、底盘控制等功能，需要满足ISO 26262 ASIL-D 等级，同时，需要设计冗余功能以及一系列的网络安全模块，以保证失效模式的覆盖率，设计难度进一步提升。目前，外资芯片龙头几乎垄断这个细分市场，主要产品形态是32位多核，可支持多核同步处理及锁步处理。

同时，一款车规级MCU从产品定义到完成可靠性测试，通常需要5年时间。目前，出于安全性及可靠性考虑，汽车客户认证标准要求远高于消费和工业级MCU，国内仅少数厂商真正有量产中低端产品。

此外，目前大部分车规级MCU采用的都是Arm的A、R和M核，比如，恩智浦的S32G2最多支持四个Arm®Cortex®-A53内核，带可选的两两锁步功能，用于处理高算力的应用和服务。还有3个Arm Cortex-M7全锁步内核，用于处理实时应用。

比如，芯驰科技的E3640是E3 MCU家族中的旗舰产品，包含3组600MHz Cortex-R5F CPU，功能安全等级达到ASIL D，温度等级达到AEC-Q100 Grade 1，面向未来高性能高可靠应用，例如底盘域控制器、动力域控制器、区域网关、ADAS和自动驾驶等场景。

同时，市场竞争同样白热化。

高工智能汽车研究院监测数据显示，目前中国市场业务涉及车规级MCU的厂商超过30家，其中上市公司接近10家。2021年是车规级MCU企业融资的高峰，并逐步向智能座舱域、底盘域等更高性能应用布局。

7月1日，高工智能汽车研究院将独家首发《2022年度车规级MCU本土供应商竞争力TOP10》榜单，基于技术、产品、资金以及前装定点、量产等多维度要素综合评价。