MCU，又称微控制单元，广泛用于车内几十种次系统中，如悬挂、气囊、门控等，是汽车电子系统内部运算、处理的核心。MCU是汽车电子控制单元的重要组成部分。ECU又称为汽车的“行车电脑”，主要通过车载传感器信息、总线数据的采集和交互来判断车辆状态，并结合驾驶员的意图，借助执行系统来操控汽车。
近年来，车规级MCU市场规模增长迅速，据ICInsights数据，2020年全球车用MCU销售额近65亿美元,预计未来3年涨幅可达24.6%。2021年车用MCU销量已占MCU整体销售额的超过40%。单车MCU用量不断提升，来自中信证券数据，每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU，智能汽车则超300颗。
从技术角度来讲，MCU目前主要有3种：8位、16位、32位。其中，8位工作频率在16-50MHz之间，具有简单耐用、低价的优势；32位MCU工作频率最高，处理能力、执行效能更好，应用也更广泛，通过采用先进制程工艺，32位价格也在逐渐降低。而夹在中间的16位，因缺乏优势，市场不断被挤压，目前出货比例最低。
32位MCU是汽车MCU市场主流，并且随着汽车架构集成度的提升，推动车用MCU向32位升级，成为当前主流。据电子工程专辑数据，2020年其占比已超过车用MCU的60%。台积电在2021年三季度年与2020年三季度的产量相比，用于汽车MCU的晶圆厂产能增加60%，比疫情前水平还高出30%。其中，在具体产品类别上，有机构统计数据显示，超过四分之三的汽车MCU销售来自32位微控制器，去年营收预计将达到58亿美元，16位和8位的营收预计分别为13亿美元和4.41亿美元。同时，由于市场供应紧张，32位汽车MCU出厂价格在2021年上升13%。前段时间英飞凌的TC397，代理商官方信息无库存、交货周期为43周，报价更是高达近千元人民币。
HIPS与Vourity达成合作 未来5万个电动汽车充电站将支持加密支付:支付公司HIPS Payment Group已与欧洲电动汽车充电站提供商Vourity达成合作。Vourity将支持加密货币支付，目前还未公布支持哪几种加密货币。据悉，从2021年11月开始，Vourity将通过 Hips Merchant Protocol (HMP) 的原生协议代币Merchant Token (MTO) 连接到区块链来集成加密支付。两家公司表示，将在3年多的时间在整个欧盟范围内推出5万个支持加密支付的电动汽车充电站。（TRUSTNODES）[2021/6/24 0:04:23]
车厂、芯片厂商往往根据成本、空间、功耗、性能等因素，采用不同位数MCU的组合方案。在车身应用层面，3种MCU有各自主要应用领域，32位主要集中在车身控制、仪表盘、驾驶辅助系统等。
全球性缺“芯”
是中国本土厂商在MCU领域的新机遇
由于车载MCU具有较高的技术壁垒，而国外厂商技术积累深厚，前三大巨头瑞萨、NXP、英飞凌的市占率高达90%，欧美第一梯队在技术积累、供应关系上具有先发优势。但市场过于集中的风险，在“缺芯”危机中也凸显出来，MCU首当其冲，成为“缺芯”主角。整车厂普遍开始通过更多渠道采购芯片、增加供应商备选，来缓解芯片短缺的问题。“缺芯”危机从另一个角度理解也是国产MCU厂家的新机遇。
国内车规级MCU厂家，目前有十几家，其中7家已有产品发布，如杰发科技、赛腾微电子、琪埔维等。这些厂家主要集中在车身域，包括汽车灯、车窗、雨刮器等。根据博世经典五域，整车主要分为自动驾驶域、底盘域、信息娱乐域、车身域、动力总成域等。相比其他4类，车身域在价值量上相对较低。
摩根溪联合创始人Jason A. Williams将其汽车以0.4 BTC价格出售:摩根溪联合创始人Jason A. Williams推特显示，其在10月16日以0.4 BTC价格出售了一辆汽车。当时BTC价格约为13000 USDT。[2020/11/20 21:28:19]
全球“缺芯潮”中，国内MCU厂家机会，主要有2大层面：
首先，是车身域增量的国产替代。以前只应用在高端车的功能，如车载无线充、氛围灯控制、流水尾灯控制等，现在大量运用在中低端车。据赛腾微电子数据，目前约10万辆左右的家用轿车有这样的增量需求。
其次，动力域、底盘域的技术创新。本土MCU虽然进入了智能表计、高端智能家电等领域，但是中高端应用领域工控、高端家电、医疗、汽车依然被日系、欧美系厂商把持。
数据来源：电子发烧友
目前国内做MCU有两种发展模式：一种是跟随策略，通过购买内核和外设IP完成设计仿制国外厂家；这样做有两个缺陷，一个是买来的IP都是通用IP，做了很多冗余设计，造成了成本浪费；另外一个是不清楚买来的IP有哪些缺陷及在哪些应用场景下会失效，这样会影响产品的可靠性，品质不可控。另外一种模式是自主创新，从内核到外设，所有的IP都是自主研发，能完全掌握产品的特性。可以设计出用在工控、强干扰工作环境的高可靠性MCU，有很好的可靠性和稳定性。
动态 | 惠普与Continental合作推出汽车数据共享区块链平台:据trustnodes报道，惠普公司（Hewlett Packard Enterprise）与年收入达440亿美元的汽车零部件、内饰制造商Continental集团合作，宣布推出一种新的基于区块链的汽车数据共享平台。[2019/2/27]
图源：NXP
国内MCU企业被资本市场看好
但未来竞争激烈
在中国集成电路产业迅猛发展的重大机遇以及全球车规芯片“缺芯涨价”的大背景下，从2020年至今，仅中国市场，汽车级MCU的投资金额就超过200亿元。资本也开始涌入：
2021年底，苏州旗芯微半导体有限公司宣布完成新一轮融资，投资方包括上汽旗下尚颀资本、小米产投、经纬恒润、顺为等。该公司基于ArmCortex-M4的32位车规级MCU芯片FC4系列已开始流片，预计2022年第一季度可以拿到工程样品。
苏州云途半导体的亿元A轮融资，首款车规级32位MCU芯片YTM32B1L系列产品已经量产，主要应用于传感器控制、EPS、T-Box、TPMS、座椅、电动尾门、车窗以及车灯控制等中低端应用。公司今年即将量产的第二款车规级MCU是ASIL-B等级YTM32B1M系列产品。后续公司将主要投入功能安全ASIL-D等级应用于汽车电驱电控和域控制器的多核产品。
航天科工联手吉利集团 探讨汽车区块链技术应用可能性:6月8日，中国航天科工集团有限公司董事长高红卫会见了浙江吉利控股集团董事长李书福一行。会见中，双方决定尽快成立对接工作组，把在高速飞行列车、工业互联网应用等方面的合作提上日程，同时还就汽车无人驾驶系统、车载芯片、汽车区块链技术应用、车联网等方面合作的可能性进行了探讨，希望未来能进一步拓宽合作领域，互惠共赢。[2018/6/11]
芯旺微电子近日宣布完成数亿元C1轮融资，基于自研KungFu内核的车规级32位MCU产品已实现大规模量产，同时进入了韩国现代、德国大众等海外车厂供应链体系。本轮融资资金将用于投入车规级芯片的研发和市场推广，包括ASIL-D等级应用于汽车发动机和域控制器的多核产品。此前，产品主要用于车身控制、汽车电源与电机、汽车照明和智能座舱等中低端应用场景。
CHIPWAYS同样在去年底宣布完成A+轮3亿元融资，将主要用于车规级传感和控制类芯片的系列化业务。公司是国内唯一一家同时实现ASIL-B和ASIL-C级MCU量产的汽车半导体厂商。
除新锐企业外，一些下游传统行业巨头也在杀入这个赛道。2022年初，美的集团宣布开始投产MCU控制芯片，全年产量约1000万颗，未来将继续提高芯片产量，同时还将计划布局汽车级芯片。包括芯驰科技、芯擎科技在内的几家从汽车级SoC切入汽车市场的玩家，也正在布局车规级MCU的研发。
事实上，目前，外资车规级MCU厂商的产品线，从低端到高端应用的MCU芯片单价差异巨大。以32位MCU为例，从不到几十元到近千元人民币不等。而目前，国内大部分MCU初创公司都是以Arm核快速切入，价格普遍在几元到几十元不等。由于缺芯并非“常态”，同时因为汽车行业需求天花板明显，目前国内数十家企业挤入汽车MCU赛道，可以预见，未来竞争将会非常激烈。
委内瑞拉用石油币购买俄罗斯汽车配件:委内瑞拉政府有意用石油币从俄罗斯购买汽车配件。两国相关政府部门部长正在进行双边会谈，讨论石油币的应用，俄罗斯方面也很可能投资这种加密货币。[2018/4/5]
高性能集成式MCU将取代低端MCU
随着整车电子架构的集中化趋势加速，单车MCU的用量和种类也将出现“缩减”。MCU的性能将进一步提升，高端MCU将“吃掉”过去很多低端MCU的用量。比如，几家头部的汽车级MCU大厂已经在瞄准未来汽车跨域高性能MCU的研发，将多个应用集成到单个芯片，集成虚拟化功能，允许多个要求ISO26262ASILD功能安全级别的软件系统独立运行。
如，现代汽车和三星电子合作，两家公司未来将计划联合开发10nm汽车级AP处理器，这种集成芯片将可能取代目前刹车、安全气囊、车身控制等多个部件所需的MCU。在一些半导体厂商看来，在CPU和MCU之间传统界限正在被打破。
接下来市场竞争的门槛将不仅仅要符合AEC-Q100，还要达到相应的功能安全和信息安全等标准。对于国产MCU厂商来说，市场门槛也在不断上升。
在过去几年时间，全球围绕半导体产业的整合还在继续，且有不断深化和加速集中的趋势。这其中，汽车行业是传统半导体巨头的重点赛道。而高性能MCU是智能汽车赛道的未来主角。近日，英飞凌宣布推出最新Aurix处理器，通过几个额外的硬件加速器显著提高性能，基于28nm工艺，计划于2024年下半年量产。最重要的是，新版本现在还支持虚拟化概念，满足更多应用领域。
图源：英飞凌
Aurix基于英飞凌TriCore架构，到目前为止这款MCU已经在汽车市场出货大约3.2亿颗，并且在对功能安全性要求更高的应用领域占据头部市场份额。
作为新一代TC4x，在原有TriCore架构基础上，增加了一个并行处理单元(PPU)和一个可扩展的SIMD矢量处理器，旨在覆盖不同的AI拓扑的要求，目的是满足新的汽车电子架构的升级，适应从分布式向集中式的需求变化。
除了更高的时钟频率外，PPU将上一代Aurix计算能力提高78%；信号处理单元(SPU)接管了多传感器融合信号处理的计算，与上一代相比，性能提高了4倍。总体性能来看，英飞凌会给出的数据在ASIL-D条件下提供了60%的性能增长，同时考虑到了ISO21434网络安全标准。
图源：英飞凌
另一个亮点，就是支持Hypervisor，第一代TC4x最多支持8个虚拟机。目前，英飞凌正在与Synopsys合作，提供为PPU开发软件所需的优化编译器、调试器、模拟器和库。此外，为了加快客户的开发速度，还将增加Matlab对自动代码生成的支持。
此外，TC4x支持全新的SOTA功能，满足远程分析和诊断功能。同时，配备了5Gbit汽车以太网、PCI-E等高速通讯接口，以及CAN-XL和10BASET1S汽车以太网。
而在英飞凌之前，瑞萨在两年前推出的RH850/U2A，就是一款集成了基于硬件的虚拟化辅助功能，同时保持传统RH850产品的快速、实时性能的跨域MCU特点。
在去年底，瑞萨再次发布一组功能更强大的MCU——RH850/U2B，将多个应用集成至单个芯片，完成从用于车身和底盘控制系统的RH850/U2A到高性能RH850/U2B的全场景应用覆盖。同时，通过与瑞萨用于智能汽车中央网关系统的R-CarS4SoC相结合，RH850/U2B可以用于全新区和域控制应用，同时满足成本、安全和加密等车辆系统所需的严苛要求。全新计算加速器IP、硬件虚拟化机制的Hypervisor、支持安全、快速的零等待OTA软件更新、双区嵌入式闪存以及多个AES128锁步模块实例，用于无冲突、确定安全性和安全通信是这款高性能MCU的突出亮点。
因此，总体看，在MCU领域，除了中低端产品的市场替代，高起点研发投入的门槛还在不断提高。同时，中低端产品可能被高性能MCU替代的趋势也愈发明确。国内本土企业想迎头赶上并实现超越，我们不得不说，要有很长的路要走。
就技术发展趋势而言，未来MCU的方向，除了不断扩展算力、支持虚拟化，同时考虑到未来智能汽车各个核心模块的应用，一种可扩展的统一架构的MCU以及集成的软件开发环境，最大限度地减少各种应用程序的开发负载和提升重用率，成为下游客户的最优选择。
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