當汽車行業仍在比拼SoC算力,另一種必不可少的芯片(MCU)已經成為新一輪汽車芯片大戰的焦點,不僅僅是因為MCU是本輪芯片短缺潮的主角之一,
今天,蘇州云途半導體有限公司宣布獲得保隆科技戰略投資,這是該公司繼今年八月底獲得小米長江基金的戰略投資后,再次拿到汽車產業戰略投資,同時,云途宣布進一步加碼車規級MCU芯片的研發及量產投入,
按照計劃,云途的首款車規級32位MCU芯片(YTM32B1L系列)產品,將在今年11月底前實作量產,并逐步開始小批量出貨,這款MCU將主要應用于傳感器控制、胎壓監測、座椅、電動尾門、車窗以及車燈控制等應用,
同時,符合ISO-26262 ASIL-B等級的車規級MCU系列正在產品研發階段,預計今年完成研發并進行流片,2022年向市場提供樣片,這意味著,云途有機會從傳統應用逐步擴展到整車關鍵安全功能應用,并形成與傳統汽車芯片巨頭正面競爭的能力,
芯片短缺、國產替代,正在成為國產MCU突圍的外生驅動力,
一、
自20世紀80年代以來,與許多其他IC產品類別相比,MCU的市場增長相對穩定,2009年,MCU市場遭遇了有史以來最嚴重的下行行情,隨后增長大幅反彈,但失去了強勁的增長動力,
2012年開始,隨著32位MCU領域的市場競爭加劇,價格持續下降,但出貨量繼續攀升,但強勁需求的增長不足以抵消產品單價的下降速度,同時,基于Arm核的汽車級MCU成為市場主流,這直接導致市場競爭更加白熱化,
目前,32位MCU占據汽車微控制器市場的四分之三份額,盡管去年開始面臨嚴峻的供應短缺局面,但MCU廠商仍然實作營收利潤的雙增長,整體市場規模預計仍將增長兩到三成,
以ST(意法半導體)為例,該公司今年第三季度凈收入繼續保持增長(19.9%),前三季度凈收入增長了近三成%,達到92億美元,毛利率為40.4%,凈利潤為12.5億美元,
該公司預計今年全年營收約為126億美元,同比增長23.3%,其中,來自汽車行業的訂單量依然強勁,積壓的訂單估測需要18個月產能消化,整體需求繼續遠高于目前和計劃的產能,
目前,該公司的32位MCU主要訂單來自車身控制、智能網關以及中控資訊導航系統,此外還包括車規級慣導/組合導航、遠程資訊處理等細分市場,
而在上游晶圓代工方面,臺積電(TSMC)此前宣布今年將把汽車MCU產量增加60%,同比疫情前的2019年增長30%,此外,三星電子也在計劃將MCU代工提升日程,
一直以來,MCU因為工藝迭代較慢,加上產品單價低、利潤不高,并且功能擴展有限、更換周期長,造成上游晶圓代工大廠并沒有把MCU作為主力業務,
以瑞薩的RH850系列32位MCU為例,從2014年開始量產一直沿用至今(中間也有一些新的變種,但一直是基于40nm工藝),其他的還有類似NXP、TI、英飛凌、ST等廠商,
而在國內市場,從2019年開始,陸續有杰發科技、芯旺微電子、比亞迪、Chipways等國產MCU廠商開始進軍汽車前裝32位MCU市場,但目前仍主要應用于車身控制系統等非關鍵安全領域,
不過,大部分國產MCU仍以消費電子為主,全球市場則以汽車電子和工業應用為主,這種細分市場的“差異”,也讓更多的中國企業看到機會,
以在中國MCU市場排名靠前的兆易創新為例,也在加大力度拓展MCU產品在汽車領域的應用,按照計劃,該公司最新的車規級MCU產品會在今年底會進入量產階段,同時針對不同的需求、不同的市場,前后裝等不同領域進行全面布局,
從2019年開始量產32位車規級MCU,芯旺微公司認為,接下來市場競爭將不僅僅要符合AEC-Q100,還要達到相應的功能安全和資訊安全等標準,對于國產MCU廠商來說,市場門檻也在不斷上升,
今年3月,芯旺微宣布完成B輪3億元融資,此次融資領投方就兩家來自汽車行業的戰略投資者(上汽恒旭、萬向錢潮),資金將主要用于車規芯片的研發,力圖打破國外巨頭在車規級MCU芯片長期壟斷的格局,
此前公開資料顯示,全球汽車MCU產品供應主要有7家半導體公司掌控,其中瑞薩、NXP、英飛凌(含收購的Cypress)合計占據近90%的市場份額,本輪芯片短缺潮已經促使汽車制造商開始尋求平衡上游供應商過度集中帶來的可能風險,
二、
對于新進者來說,隨著智能化、網聯化行程加速、整車電子架構以及集中化域控趨勢明確,車載MCU芯片市場需求也面臨新的重構,傳統32位MCU繼續通過產能擴張滿足中低端應用需求,同時應用于高算力、高安全細分市場的高端MCU需求顯現,
業內人士認為,隨著車端搭載傳感器的復雜性和多樣性的增加,未來新車將需要更多集中式高性能MCU+通用MCU來提供更高性能的冗余控制以及算力支持,
從特定域的E/E架構轉向集中式和跨域的架構,意味著車輛將擁有數臺功能強大的車載計算平臺,而不是無數單個ECU,背后更是種類較多的MCU,這意味著,MCU本身正處于高集成度的演變周期,
同時,MCU將逐步演化為未來的域控制單元核心,由于集成了高性能CPU,可以用于管理域控制器內以及與其他電控單元 (ECU) 之間的通信,并且通過應用程式和底層驅動程式縮短軟體開發時間,
比如,瑞薩在兩年前推出的RH850/U2A,就是一款集成了基于硬體的虛擬化輔助功能,同時保持傳統RH850產品的快速、實時性能的跨域MCU特點,
這種基于硬體的虛擬化輔助技術可以支持ASIL D級別的功能安全,提供更高級別的系統集成,同時,也是滿足汽車制造商日益增長的需求,將多個應用程式集成到一個芯片上實作向下一代E/E架構的升級,
為了支持底盤/安全應用所需的ASIL D級別,基于硬體的虛擬化輔助技術允許客戶在RH850/U2A MCU上實作多種具有不同功能安全級別的軟體,并在不受干擾的情況下并行運行,同時保持控制車輛所需的實時性能,
而這種產品路線的演變,也為更多汽車MCU芯片初創公司帶來了更多的機會,另一個主要趨勢,是如何幫助下游客戶降低硬體的軟體開發成本,類似的軟體可重用等SoC上的特性也會逐步復制到MCU領域,
比如,軟體量產開發工具包,NXP在前段時間發布了實時驅動(RTD)軟體,支持所有具有Arm Cortex-M或Cortex-R52核的S32汽車級處理器,通過一套安全兼容的軟體驅動程式,簡化AUTOSAR和非AUTOSAR應用程式開發,
在該公司看來,不管是硬體公司還是軟體公司,當下市場爭奪的焦點,就是如何幫助下游客戶尤其是主機廠解決汽車軟體開發的成本和復雜性問題,而通用代碼庫和軟體API的使用有助于最大化軟體在處理器平臺之間的重用,
此外,為了應對更多安全方面的需求,這個軟體工具平臺還包括硬體安全引擎(HSE)韌體,以及跨平臺通信框架(IPCF)——用于管理多核/作業系統通信和資源的中間件,
而隨著ISO/SAE 21434的發布,首當其沖也是MCU,目前包括瑞薩、NXP等國際大廠已經陸續發布全面滿足ISO/SAE 21434國際標準的產品升級版,預計明年開始批量出貨,
在高工智能汽車研究院看來,和此前幾輪MCU市場的起起伏伏不同,這一次,汽車智能網聯帶來的巨大增量市場,非常可觀,
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