MCU通常被稱為單片機(jī)，有了解過(guò)MCU產(chǎn)品的朋友，都知道它應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，小到經(jīng)?？吹诫妱?dòng)玩具和手機(jī)，大到家用電器和汽車，可以隨時(shí)看到的地方，就是需要計(jì)算機(jī)程序控制的地方，其中還可以區(qū)分8位MCU、16位MCU和32位MCU。
如今，一輛汽車需要幾十到數(shù)百個(gè)MCU來(lái)控制車身、底盤、動(dòng)力總成、智能駕駛和娛樂(lè)系統(tǒng)。一旦其中一個(gè)丟失，汽車就無(wú)法生產(chǎn)。
雖然它被卡在汽車公司的脖子上，但單從技術(shù)角度來(lái)看，MCU并不是那么難-高難度的手機(jī)SOC有CPU、GPU、存儲(chǔ)器、基帶和其他功能模塊，內(nèi)置100億個(gè)晶體管，并通過(guò)7Nm工藝生產(chǎn)，僅設(shè)計(jì)成本就有幾億美元；相比之下，MCU中只有CPU、存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備。CPU內(nèi)核可以在公開市場(chǎng)上購(gòu)買（通常是arm），生產(chǎn)過(guò)程可以采用40nm，比7Nm落后五代。
雖然制造國(guó)產(chǎn)汽車MCU的技術(shù)壁壘不高，但當(dāng)芯片供應(yīng)危機(jī)沖擊汽車行業(yè)時(shí)，仍然沒(méi)有足夠強(qiáng)大的本土MCU芯片公司站起來(lái)，成為汽車企業(yè)的堅(jiān)實(shí)后盾。
所以問(wèn)題是，當(dāng)中國(guó)打算提高芯片自主性的比例時(shí)，為什么中國(guó)企業(yè)不能在汽車領(lǐng)域打開局面，而今天更難的手機(jī)SOC和超級(jí)計(jì)算芯片可以被國(guó)產(chǎn)芯片取代，理論上更容易突破。
高墻：高風(fēng)險(xiǎn)低回報(bào)
2018年12月，中國(guó)首款汽車規(guī)格級(jí)32位MCU芯片亮相。MCU根據(jù)數(shù)據(jù)帶寬可分為8位MCU、16位MCU和32位MCU。位數(shù)越大，性能越好，定位越高。例如，8位MCU對(duì)于小家電和電動(dòng)玩具來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了，而汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)需要更多的32位支持。
然而，跨界者的渴望和老江湖的無(wú)為掩蓋了這個(gè)行業(yè)的殘酷事實(shí)：對(duì)于新進(jìn)入者來(lái)說(shuō)，汽車MCU是一個(gè)“高風(fēng)險(xiǎn)、低回報(bào)”的業(yè)務(wù)。
當(dāng)?shù)氐腗CU企業(yè)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)有一個(gè)直觀的總結(jié)，“車輛法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)多，研發(fā)周期長(zhǎng)，隱藏成本高，配套要求高，連帶責(zé)任大”
以車輛規(guī)格為基本門檻為例。在汽車MCU的競(jìng)爭(zhēng)中，芯片的可靠性要求遠(yuǎn)比性能要求重要。因此，行業(yè)要求MCU的缺陷率為≤ 1dppm，即百萬(wàn)分之一。
為了使芯片滿足嚴(yán)格的安全要求，汽車行業(yè)制定了一整套車輛規(guī)范級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以認(rèn)證芯片從設(shè)計(jì)到制造和封裝的全過(guò)程，這將極大地考驗(yàn)MCU企業(yè)與上下游的合作。
上游芯片IP提供商需要專門開發(fā)“汽車行業(yè)特定IP”，為芯片提供安全冗余。MCU企業(yè)基于這些IP設(shè)計(jì)自己的MCU，便于車輛法規(guī)認(rèn)證。保險(xiǎn)方面，一些MCU企業(yè)將直接要求上游提供的IP通過(guò)功能安全認(rèn)證。
中游MCU廠商在設(shè)計(jì)芯片后需要花費(fèi)12-18個(gè)月進(jìn)行大量測(cè)試，以確保芯片能夠承受高低溫沖擊、復(fù)雜電磁環(huán)境，aec-q100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證中的極端振動(dòng)測(cè)試和其他測(cè)試，滿足功能安全要求，并使芯片在大規(guī)模生產(chǎn)和加載后在各種工作條件下安全運(yùn)行10-15年。
即使跨過(guò)門檻，汽車MCU的市場(chǎng)故事對(duì)新進(jìn)入者來(lái)說(shuō)也不夠誘人-在2021之前，這是一個(gè)毛利潤(rùn)低、需求增長(zhǎng)平穩(wěn)、格局相對(duì)穩(wěn)定的小細(xì)分市場(chǎng)。
2020年，MCU價(jià)格逐年下降，最低點(diǎn)的平均價(jià)格接近0.6美元。當(dāng)年，汽車MCU的市場(chǎng)規(guī)模為65億美元，僅占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的1.5%。雖然總量小，但MCU的毛利率不高。
2021芯片短缺后，瑞薩宣布將汽車MCU的產(chǎn)量擴(kuò)大50%，承接OEM訂單的臺(tái)積電也宣布將汽車MCU的產(chǎn)量擴(kuò)大60%。業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，2023年，隨著新一批生產(chǎn)線的集中生產(chǎn)，汽車微控制器的短缺將得到緩解，換句話說(shuō)，國(guó)內(nèi)汽車微控制器完成與汽車企業(yè)的綁定只剩下兩年左右，這一技術(shù)趨勢(shì)有可能逐步將汽車MCU推向更為集中化和高端的市場(chǎng)，這更有利于技術(shù)沉淀深厚的海外制造商。
近年來(lái)，汽車電子電氣架構(gòu)正逐步向集中化過(guò)渡。集中式架構(gòu)建立后，車輛中MCU的消耗將減少，高性能MCU將取代多個(gè)中低端MCU 。
在MCU本地化過(guò)程中，汽車公司在終端的行為將如何關(guān)系到這一目標(biāo)的成敗。
如果我們想建立一個(gè)新的國(guó)內(nèi)汽車MCU（8位MCU、16位MCU和32位MCU）供應(yīng)鏈，汽車企業(yè)的供應(yīng)鏈管理僅僅滲透到芯片企業(yè)是不夠的，還要進(jìn)一步延伸到芯片IP和芯片制造。
