智能驾驶 | 34家厂商车规MCU型号汇总,一图速览国产MCU上车进展

来源: 芯查查资讯 作者:Henry 2024-03-31 11:16:33
国产MCU在汽车领域的应用现状如何?本文对现有的国产汽车MCU做了整理。

MCU是汽车半导体中价值量较大的一种芯片,根据RearchInChina的数据,传统汽车大约有50-100个MCU,而智能汽车的数量将翻倍,在该领域,本土汽车MCU的市场份额不到5%。国产MCU在汽车领域的应用现状如何?本文对现有的国产汽车MCU做了整理。

 

图注:国产汽车MCU型号(不完全统计)

 

车身控制、电机驱动等应用较为常见

统计发现,国产MCU在汽车的应用比较多见的是车身控制和电机驱动,表明国内MCU厂商通常从对产品性能要求不高的汽车应用入手。

车身控制系统包括车窗升降控制、车门锁控制、灯光控制、雨刮器系统、座椅调节、空调系统、仪表盘显示控制、无钥匙进入和启动系统(PEPS)、天窗控制等。国产MCU在这一领域的作用体现在通过集成化的解决方案,提高系统的稳定性和安全性,同时降低成本和功耗,满足严格的汽车级EMC(电磁兼容性)和工作温度范围要求。

在新能源汽车特别是电动汽车中,电机驱动MCU对于电动助力转向系统(EPS)、电动空调压缩机、冷却风扇以及其他电动执行机构的控制至关重要。国产MCU面临的挑战是,需要支持高精度电流和电压检测、高效能电机控制算法,以及高级别的功能安全标准如ISO 26262,确保在极端条件下电机系统的稳定运行。

目前国产MCU已经取代了一定数量的国外产品,具体的案例包括在车身控制方面,比亚迪半导体、芯旺微、赛腾微等公司已经实现了在主机厂车身控制方面的量产,一些实现完全国产化的厂商拥有一定的价格优势。在智能座舱方面,一级供应商已开始供应用于座舱娱乐的MCU,小华半导体和杰发科技的产品能够与国外同行相媲美。

在AD/ADAS方面,国产MCU在短期内进入这一领域的机会较小,但兆易创新、芯驰、芯旺微已经制定了产品计划;动力/底盘领域的国产MCU也比较少,给拥有相关产品的玩家留下了更大弯道超车空间。

 

汽车产业发展推动MCU向32位升级

中国汽车MCU快速发展背后是汽车制造商的推动,比如:上汽集团明确高算力芯片和MCU的国产化战略,2022年,上汽通用五菱采用芯旺微KF32A系列车载MCU(型号KF32A150MQV)。2021年,东风汽车与中国信科在汽车MCU方面建立战略合作伙伴关系,旨在共同建立汽车芯片联合实验室,促进汽车MCU在武汉的布局和实施。此外,东风汽车还与中芯国际合作完成了首款具有领先功能性能指标的MCU设计。

从全球MCU行业来看,4/8/16位MCU市场份额的下降速度快于预期,大部分增长为32位MCU,主要由RISC-V架构和对高级功能的需求推动。机构YOLE预计,到2028年,4/8/16位市场份额预计将降至收入的33%以下。在前5大MCU细分市场中,按收入计算,汽车预计在2023年达到MCU市场占比近39%,工业和其他市场仍占24%,智能卡/安全MCU预计将达到14%。由于设备更换率低,消费电子预计将降至略高于11%,个人数据处理占5%。

 

图注:MCU行业营收趋势,2024年开始缓慢回升(图源:YOLE)

 

32位MCU利润率较高,渗透率低于预期,但是比较显著的一点是32位MCU在汽车电子应用的占比比较高。根据omdia的数据,用于汽车的32位MCU占中国32位市场总量的40%,是其中最大份额的应用,其次是“计算和数据存储”、“工业电子”和“消费电子”,分别为19%、17%和17%。

图注:图左为2022年国产MCU在不同应用中的占比,图右为国产32位MCU在不用应用中的占比(图源:Omdia)

 

部分国内厂商积极发展RISC-V MCU

与其他MCU一样,多核高频、高安全性、全新存储、工艺升级是汽车MCU技术趋势,此外,RISC-V内核也成为一个比较值得关注的产品设计方向。

以往汽车MCU芯片主要基于Arm或一些欧洲芯片公司的私有架构,RISC-V为国产汽车芯片的研发提供了更多选择,其开放式设计使汽车芯片厂商能够根据自身需求进行特定布局,从而丰富产品形态。

近年来,国内许多车规级MCU厂商纷纷选择RISC-V来打造自己的MCU,包括武汉二进制半导体、国芯科技、凌思微、芯科集成等。

例如,国芯科技将探索RISC-V在汽车电子中高端MCU芯片中的应用,CCFC3010PT针对新能源电源领域的OBC/DC-DC应用,是该公司首款基于RISC-V的汽车级MCU芯片。为自动驾驶领域设计开发的MCU芯片CCFC3009PT也已经着手研发,针对ISP和雷达信号的后处理。

CX3288是芯科集成于2023年8月推出的车规级MCU,采用32位RISC-V内核。满足ISO26262 ASIL-B,在信息和网络安全方面支持SHE(安全硬件扩展)和Medium HSM,并支持通信加密和安全启动。还支持AutoSAR,提供MCAL和配置工具支持。

RISC-V具有更强的定制性,其丰富的可扩展性可以满足未来汽车电子系统日益增长的需求,该架构免费使用,可以降低研发成本。东风汽车、比亚迪、奇瑞等国内整车厂都已经支持RISC-V,与国内芯片厂商积极合作。

这方面的例子是由东风汽车投资的二进制半导体发布了基于RISC-V的高性能车规级MCU芯片“伏羲2360”,搭载芯来科技的NA900 RISC-V多核异构CPU IP,可应用于发动机、变速箱、蓄电池及电控、ADAS、车身控制等领域。

此外,奇瑞正在与国内芯片厂商合作,定义RISC-V的整个测试架构,例如基于RISC-V的客户端和RISC-V芯片测试标准,确保RISC-V芯片可靠性,除芯片测试外,奇瑞还根据AEC-Q100等车规进行了安全可靠性测试。比亚迪则与华为合作,对英特尔或高通基于RISC-V的芯片进行联合研究。

 

小结

汽车应用是MCU产业复苏的主要动力,本文对现有国产汽车MCU型号做了整理。此外,诸如AEC-Q100和ISO26262的车规认证是国内MCU厂商进入汽车领域要面对的更高要求,从国内汽车MCU产品来看,要做出符合车规的产品也不难,但汽车制造商的需求,比如汽车芯片的定制化、芯片供应链稳定和安全等,这些也是MCU厂商需要兼顾考虑的。

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