功能芯片（MCU）研究：優(yōu)先采購(gòu)本土芯片，國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU進(jìn)入高速發(fā)展階段

佐思汽研發(fā)布了《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》。

政策加持，車規(guī)級(jí)MCU國(guó)產(chǎn)化率將大幅提升

中國(guó)電動(dòng)車企正加快采購(gòu)國(guó)產(chǎn)芯片，以降低對(duì)進(jìn)口芯片的依賴，同時(shí)推動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)體系發(fā)展，按照非正式目標(biāo)，2025年國(guó)產(chǎn)汽車芯片總體滲透率將提升至20%以上，同時(shí)鼓勵(lì)國(guó)有和民營(yíng)車企優(yōu)先采購(gòu)國(guó)產(chǎn)芯片。車規(guī)MCU量產(chǎn)周期長(zhǎng)、長(zhǎng)期以來國(guó)產(chǎn)化率極低，在政策加持下，國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU將進(jìn)入高速發(fā)展階段。

2024年1月，工信部發(fā)布了《國(guó)家汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，到2025年，制定30項(xiàng)以上汽車芯片重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，明確環(huán)境及可靠性、電磁兼容、功能安全及信息安全等基礎(chǔ)性要求，制定控制、計(jì)算、存儲(chǔ)、功率及通信芯片等重點(diǎn)產(chǎn)品與應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，滿足汽車芯片產(chǎn)品安全、可靠應(yīng)用和試點(diǎn)示范的基本需要；到2030年，制定70項(xiàng)以上汽車芯片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。政策利好助力國(guó)內(nèi)車規(guī)MCU廠商的發(fā)展。

國(guó)際大廠在車規(guī)級(jí)MCU領(lǐng)域有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)廠商一開始主要從對(duì)安全要求相對(duì)較低的車身控制領(lǐng)域切入，部分領(lǐng)先企業(yè)也正積極布局動(dòng)力/底盤、座艙、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)廠商車規(guī)MCU產(chǎn)品線布局逐漸完善，且性能逐漸向國(guó)際大廠靠攏。

國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)品性能已逐漸向國(guó)際大廠靠攏

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》

1、國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU已形成初、中、高階產(chǎn)品全方位布局

車規(guī)級(jí)高端MCU一直以來都被國(guó)際大廠壟斷，例如英飛凌在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域基本處于壟斷地位，NXP、瑞薩等在網(wǎng)關(guān)、動(dòng)力/底盤領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

近年來，國(guó)內(nèi)廠商積極布局高端車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品，已有部分廠商切入了高端市場(chǎng)，如芯馳科技、杰發(fā)科技等。

國(guó)內(nèi)車規(guī)MCU廠商產(chǎn)品線布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》

芯馳科技：在2022年推出了E3系列車規(guī)級(jí)MCU，應(yīng)用于區(qū)域控制、車身、底盤、動(dòng)力、ADAS、BMS電池管理等領(lǐng)域，目前出貨量超過百萬片。奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上搭載的懸架控制器（CDC）搭載了芯馳科技的E3系列產(chǎn)品。與此同時(shí)，E3系列在前視一體機(jī)、高精度定位、激光雷達(dá)等智能駕駛領(lǐng)域相關(guān)應(yīng)用上也已有量產(chǎn)落地。

2024年3月，芯馳科技又進(jìn)一步完善E3系列，發(fā)布E3119F8/E3118F4，重點(diǎn)面向車身域控、區(qū)域控制器、前視一體機(jī)、激光雷達(dá)等應(yīng)用領(lǐng)域。新產(chǎn)品采用ARM Cortex R5F CPU，最多配置兩個(gè)獨(dú)立的400MHz高性能應(yīng)用內(nèi)核，信息安全內(nèi)核主頻最高可達(dá)200MHz。在工具鏈層面，芯馳會(huì)支持IAR和Greenhills，適配主流的ARM調(diào)試器并提供SDK和MCAL兩類基礎(chǔ)軟件支持。目前芯馳正在與國(guó)內(nèi)外多家AutoSAR廠商合作并開展BSW適配工作。

目前，芯馳科技的MCU產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了區(qū)域控制、底盤、智能駕駛等高端領(lǐng)域。

杰發(fā)科技：在2023年10月推出首款符合功能安全ASIL-D、基于Arm Cortex R52內(nèi)核的多核高主頻MCU——AC7870x，主要應(yīng)用在動(dòng)力底盤域、新能源三電，以及全新電子電氣架構(gòu)下的區(qū)域控制器等領(lǐng)域，正式切入高端車規(guī)級(jí)MCU領(lǐng)域。

2、構(gòu)建自主可控的國(guó)產(chǎn)芯片供應(yīng)鏈

2021-2022年車規(guī)級(jí)MCU一貨難求、價(jià)格暴漲，讓中國(guó)的汽車企業(yè)意識(shí)到了自主可控的供應(yīng)鏈體系的重要性，也給國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU帶來發(fā)展契機(jī)。

國(guó)內(nèi)MCU廠商正在積極構(gòu)建本土供應(yīng)鏈：

云途半導(dǎo)體：過半的上游合作廠商來自國(guó)內(nèi)，已實(shí)現(xiàn)從上游晶圓廠到封裝測(cè)試等多環(huán)節(jié)全國(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈相應(yīng)帶動(dòng)產(chǎn)品性價(jià)比提升；

豪威集團(tuán)：OMX14x系列中OMX14xN為全國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈的車規(guī)MCU，從Fab，到封測(cè)全部為國(guó)產(chǎn)廠家；

?杰發(fā)科技：2023年8月量產(chǎn)的車規(guī)級(jí)MCU芯片AC7802x是一款全國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈的芯片。

車規(guī)MCU在各個(gè)功能域的應(yīng)用情況

傳統(tǒng)汽車大概需要40-50個(gè)MCU，隨著E/E架構(gòu)的升級(jí)，MCU在自動(dòng)駕駛、座艙、車身及區(qū)域控制、動(dòng)力、底盤、中央計(jì)算等等方面的需求也在發(fā)生變化，MCU產(chǎn)品逐漸向高性能發(fā)展。

各個(gè)功能域MCU的應(yīng)用需求

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》

在自動(dòng)駕駛域控領(lǐng)域，主流MCU產(chǎn)品包括英飛凌TC297X/397X系列、最新的TC4X系列，ST的Stellar系列、瑞薩的RH850系列、德州儀器的Hercules、芯馳科技的E3系列等。

自動(dòng)駕駛域控MCU主流廠商產(chǎn)品布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》

在中央超算平臺(tái)領(lǐng)域，對(duì)芯片的功能安全要求更高。例如零跑汽車的“四葉草”中央超算平臺(tái)就采用恩智浦的S32G，其中標(biāo)配版采用高通8155(第三代驍龍座艙平臺(tái))+ S32G（3核）芯片的算力搭配；中配版采用高通8295芯片(第四代驍龍座艙平臺(tái))+恩智浦S32G（7核）芯片。

恩智浦的S32G系列采用了三個(gè)400MHz的Arm Cortex-M7內(nèi)核，可以根據(jù)不同的成本要求和應(yīng)用場(chǎng)景，提供不同的產(chǎn)品支持。

MCU內(nèi)核設(shè)計(jì)趨勢(shì)，GPU、新型存儲(chǔ)、內(nèi)置HSM安全組件等

傳統(tǒng)的MCU產(chǎn)品主要集成CPU、存儲(chǔ)器、I/O端口、串行口、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分，而隨著域控架構(gòu)的發(fā)展，為高性能、高安全的MCU帶來了新的需求。

而隨著MCU性能的不斷提升，MCU與MPU之間的差異越來越不明顯。從目前國(guó)際大廠的一些動(dòng)作看，跨界的MCU或者跨界的MPU是他們重點(diǎn)布局的方向之一。將MPU才有的一些硬件放到MCU上，既可以擁有MCU的低功耗、低成本、簡(jiǎn)單，又能夠?qū)崿F(xiàn)以往MPU才能做的應(yīng)用。

??MCU圖形處理能力逐漸加強(qiáng)

隨著汽車對(duì)畫質(zhì)清晰度要求增加、對(duì)可縮放地圖、視頻播放等需求日漸增長(zhǎng)，近一年來MCU廠商已經(jīng)開始在圖形處理上展開競(jìng)爭(zhēng)。ST、英飛凌、瑞薩、NXP等國(guó)際大廠紛紛推出集成GPU的MCU產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的兆易創(chuàng)新、先楫半導(dǎo)體等廠商也在積極布局。

部分MCU廠商的GPU布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》

從英飛凌在2023年10月推出的配備新圖形引擎的全新TRAVEO? T2G Cluster系列汽車微控制器看，就是以MCU的成本打造了具有MPU性能的儀表盤、車載信息娛樂和座艙系統(tǒng)。

而且從內(nèi)存看，MCU內(nèi)置的圖形引擎可將圖形處理所需的內(nèi)存減少3~5倍，從而降低功耗和成本。

??MCU安全性要求更高

MCU是汽車網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)，與其他ECU（電子控制單元）之間通過CAN（Controller Area Network）總線或以太網(wǎng)等通信協(xié)議進(jìn)行信息交互。這些通信協(xié)議如果不經(jīng)過加密或認(rèn)證，就容易被攻擊者截獲和篡改，從而導(dǎo)致車輛被惡意控制或發(fā)生其他安全事故。

因此MCU在汽車網(wǎng)絡(luò)安全中扮演著重要的角色。為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，我們需要采取有效的措施來加強(qiáng)汽車網(wǎng)絡(luò)安全。各大車規(guī)級(jí)MCU廠商也是積極部署高安全性的MCU產(chǎn)品。

芯馳科技：芯馳E3系列滿足AEC-Q100 Grade 1可靠性認(rèn)證，是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得德國(guó)萊茵ASIL D/SIL 3功能安全產(chǎn)品認(rèn)證、國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得國(guó)密二級(jí)認(rèn)證的MCU產(chǎn)品，并且通過了TüV萊茵ASPICE CL2評(píng)估。據(jù)悉，芯馳2024年3月新發(fā)布的E3119F8/E3118F4集成了HSM硬件安全模塊，符合Full EVITA信息安全等級(jí)，并與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的信息安全解決方案提供商合作，支持符合ISO 21434標(biāo)準(zhǔn)的信息安全固件。該子系列在功能安全層面可以支持到ISO 26262 ASIL-B，芯馳將為其提供功能安全軟件庫、FMEDA以及各類功能安全文檔，并為其完成ASIL-B級(jí)別產(chǎn)品功能安全認(rèn)證。

瑞薩電子：RH850系列 MCU內(nèi)置智能加密單元ICU，將秘鑰存儲(chǔ)在單獨(dú)的存儲(chǔ)區(qū)域中，CPU無法直接訪問，需要通過專用機(jī)制來增強(qiáng)實(shí)際的防篡改功能，支持高端的加密操作，如RSA，ECC等；可提供防止軟件操縱，連接硬件和軟件，安全啟動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中ECU的驗(yàn)證等安全服務(wù)。

佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報(bào)告》主要研究?jī)?nèi)容如下：

汽車MCU市場(chǎng)現(xiàn)狀、市場(chǎng)規(guī)模、市場(chǎng)格局、供需情況等研究；

汽車MCU在不同應(yīng)用領(lǐng)域（車身控制、自動(dòng)駕駛、智能座艙、動(dòng)力底盤、中央計(jì)算域控等）的應(yīng)用現(xiàn)狀、國(guó)產(chǎn)化情況、主要產(chǎn)品案例等研究；

汽車MCU產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，如工藝制程、內(nèi)核技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、圖像處理功能、功能安全等情況研究；

國(guó)內(nèi)外汽車MCU供應(yīng)商的產(chǎn)品布局、新產(chǎn)品研發(fā)動(dòng)態(tài)、產(chǎn)品應(yīng)用情況等研究。