×

×

汽车芯片国产化率目标 25%!本土车规 MCU 蓄势突围

发布日期:2024-06-04 17:21浏览次数:148


 中国汽车工业协会最新数据显示,2023年,我国新能源车产销突破900万辆,市场占有率超过30%,连续9年位居全球第一,成为引领全球汽车产业转型的重要力量。在新能源汽车市场份额和渗透率不断提高的背景下,车规级芯片作为汽车产业核心关键零部件,决定着我国未来汽车市场的走向,是我国迈向汽车强国的关键一步。

 

为此,我国不断发力,以构建自主可控的半导体产业链。近日,有外媒报道称,中国正在敦促国内汽车制造商到2025年将汽车芯片本地采购比例提高到25%,旨在减少对进口芯片的依赖,增强国内半导体产业的竞争力。更有汽车业界关系人士透露,“2025年的目标仅是过渡性的、最终是希望所有车用芯片都能实现当地采购”。

 

 

图:《日经亚洲》相关报道

 

另一方面,于中国车企而言,面对日益严峻的供应链安全挑战,也迫切需要有实力的国产车规芯片厂商,帮助其巩固在电动化智能化领域的成绩。以东风汽车集团的公开信息为例,其表示到2025年将实现车规级芯片国产化率60%,并挑战80%。

 

“政策支持”与“企业需求”同频共振下,国产汽车芯片厂商迎来历史机遇,包括芯旺微电子在内的首批入局者,凭借强大的自主研发能力不断攻关,并实现了里程碑式的突破,取得有目共睹的成绩。

 

“新四化”大潮下

汽车急需“中国芯”

 

在智能汽车时代,“得车‘芯’者得天下”这句话一直广为流传。工信部装备工业一司副司长郭守刚更是以“汽车芯片成为全球汽车产业竞争的角力点”,来概括芯片在当前汽车电动化、智能化这一百年之大变革中,所发挥的关键引领作用。

 

 

图:芯片在汽车上的主要应用,数据来源:德勤分析

 

通过数据来看,燃油车时代,单车芯片需求约为300-500颗,而当下的智能电动车单车芯片搭载量则超过了1000颗,未来L4级别车辆的单车芯片需求更将超过3000颗。以中国汽车行业为例,2022年整车销售规模达4.58万亿元,汽车芯片销售规模为1219亿元,其重要性不言而喻;2030年,中国汽车芯片市场规模预计将达到290亿美元,年需求量将超过450亿颗。

 

尽管我国汽车芯片需求领跑全球,但对外依赖程度却很高,目前国产供给率仅为10%左右,换言之,就是每一辆汽车90%以上的芯片都依赖进口,“缺芯少核”的痛点持续暴露。

 

以最为重要、技术含量也最高的汽车芯片之一——MCU为例。MCU(Mcrocontroller Unit,微型控制单元)俗称单片机,凡是在需要计算机程序控制的地方,都可以见到它的身影,汽车端是全球 MCU 最大的市场,占比约为33%

 

MCU在汽车中的角色类似于人体的神经细胞,一辆汽车平均有50至100个MCU,在一辆车所使用的半导体器件数量中占比约为30%,主要作用于核心的安全与驾驶方面,包括智能驾驶辅助系统的控制、底盘安全、车身控制、动力控制、信息娱乐等。一旦缺了其中关键的一枚,汽车就面临无法生产的风险。

 

 

图:车规级 MCU 与消费级、工业级 MCU 在各项指标要求上的对比情况

 

虽然MCU的重要性众所周知,但由于车规级MCU相较通用MCU芯片,在使用环境、可靠性、安全性、一致性、使用寿命、长期供货能力等方面都有着更为严苛的要求,并且通常会面临产品研发难度大、周期长(一般在34—48个月),车规认证体系复杂、流程长、客户导入门槛高等多重障碍,所以尽管国内做MCU的公司有上百家,其中不乏年出货量上亿颗的企业,但大多活跃在工业和消费电子领域,对车规级MCU尤为谨慎。

 

因此,长期以来车规级MCU基本被国外厂商垄断,根据公开信息,2021年全球近98%份额的MCU市场被前七大供应商占据,分别为瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器、微芯、意法半导体等,无一中国厂商。

 

这一“软肋”在芯片领域逆全球化的当下,将对我国汽车产业安全稳定发展构成巨大潜在风险。尤其是近期,美国白宫发布最新声明称,针对中国电动汽车的关税税率将从25%提升至100%,外部环境日益复杂的背景下,如何打造自主可控的汽车芯片供应链体系,已然成为我国汽车产业的当务之急。

 

作为国内较早布局汽车市场的本土MCU企业之一,芯旺微电子于成立第三年,也就是2015年便启动车规级MCU的技术及产品研发。凭借丰富的车规级技术积累及产品储备,先后于2019年、2020年量产8位及32位车规级 MCU 产品,2024年芯旺微电子已有超60款车规MCU产品,可应用于底盘系统、动力系统、车身系统、智驾系统和座舱系统等场景中,覆盖超过95%车身控制应用需求

 

如今,芯旺微电子KungFu内核车规级MCU一骑绝尘。3月18日,芯旺微电子官宣其旗下KungFu内核车规级MCU累计交货突破1亿颗,这一成绩不仅创下了我国该行业内的新记录,为汽车芯片本土化的发展注入了一剂强心针,更是标志着车规级芯片供应链和处理器独立生态系统实现了里程碑式的突破,国内车规级芯片厂商在超高安全标准与国外头部厂商的“双重夹击”下正加速突围。

 

坚持自主研发

推动国产车规MCU破局

 

随着汽车成为近年半导体需求增速最快的领域,“上车”也成为国内芯片厂商追逐的增长新动力。据盖世汽车统计,目前国内共有23家芯片公司布局车规级MCU。

 

但值得注意的是,这当中多数企业是在2022年才开始研发或推出车规级 MCU 产品,由于车规级MCU认证难度大、周期长,从流片至量产出货往往需要3-5年时间,因此目前能真正能实现大规模出货的本土MCU企业只是少数,而在汽车领域深耕十余年的芯旺微电子便是其中之一,并处于领先的市场地位,市场占有率居国内行业前例。

 

正如罗马非一日之功,芯旺微电子从一家初出茅庐的创业公司成长为汽车MCU领域的佼佼者,除了公司对市场时机的敏锐把握和预先的技术布局、不断丰富和完善的产品矩阵,以及在服务客户中积累的深厚经验,最核心的是拥有独立自主的KungFu MCU 指令集与内核,这使得芯旺微电子能够在激烈的市场竞争中保持独特的竞争优势。

 

放眼当下,芯片“自主研发”已然成为我国产业的共识,是必须补上的环节。然而,回顾芯旺微电子成立之初,当时国产MCU厂商普遍采用成熟的ARM内核,以便以更低的成本开发产品、更快的速度抢占市场。但长期来看,势必导致厂商们不可阻挡地被迫卷入同质化内卷“漩涡”,更大的隐忧是,由于高度对外依赖,本土MCU厂商们如同建在流沙中的大楼,一旦ARM想要断供卡脖子,或将面临摇摇欲坠的风险。

 

基于差异化竞争、技术自主可控、可持续发展的考虑,芯旺微电子在技术上选择了一条自主创新之路——以KungFu架构为基础,创新构建了含KungFu配套开发工具,包括集成开发环境、C编译器和仿真器于一体、可持续发展的KungFu大生态,真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主,意味着不再受制于第三方内核IP 授权体系的限制,保证MCU 核心技术的自主、安全、可控。

 

从国际MCU大厂的战略布局来看,微芯、英飞凌、德州仪器、瑞萨等国际巨头也都在积极布局自研指令集和内核,以在32位市场且主攻车载的瑞萨举例,据统计其自研内核约为全部所使用内核的78%,微芯自研内核MCU产品也超过了一半。这些数据显示,自研内核已成为国际MCU大厂战略布局中的关键组成部分,有助于巩固其处理器的独立生态系统,在技术创新、产品差异化和供应链安全等方面保持领先地位。

 

正是依靠在自主研发领域的核心竞争力,芯旺微电子在2020年底爆发的全球“缺芯潮”中抢占先机,抓住了这一国产替代契机,实现了业务的翻倍增长。彼时我国作为全球新能源车最大生产国和消费国,正经历着技术限令以及缺芯危机带来的强烈阵痛,迫切需要构建一个稳定安全、自主可控的供应链。芯旺微电子推出的KungFu内核车规级MCU产品,恰逢其时,并且晶圆代工、封装测试全部产业链均在大陆完成,高度契合了下游汽车制造商以及整个国家对于强化供应链稳定性的紧迫需求。

 

此外,为给后续产品开发和汽车电子市场开拓提供重要支撑,芯旺微电子正不断加大研发投入,已成功打造了系统完整的车规级芯片开发流程及质量管控体系,通过了AEC-Q100可靠性认证,IATF 16949汽车行业质量管理体系认证、ISO 26262汽车功能安全ASIL-D级研发流程认证以及ASIL-B产品认证。

 

目前,芯旺微电子已进入安波福、华域汽车、 拓普集团、奥特佳、伯特利、英搏尔、华阳集团、星宇股份等多家知名汽车零部件厂商的供应链体系,产品批量应用于上汽集团、一汽集团、长安汽车、广汽集团、比亚迪、吉利汽车、东风汽车、长城汽车、奇瑞汽车、理想汽车、小鹏汽车等众多国内知名汽车品牌厂商,以及部分产品应用于大众汽车、现代汽车等知名外资汽车品牌厂商。

 

持续攻关

助力汽车芯片全面国产化

 

在电动化、智能化、网联化的发展趋势下,汽车的架构集成度、功能复杂度不断提高, 车规级MCU将向多功能集成、高算力及超低功耗方向发展,且使用数量也会随之增加。据市调组织Yole发布的报告显示,2023年全球MCU市场规模约229亿美元,预计至2028年将以5.3%的年复合增速达到320亿美元

 

尤其是中国作为全球新能源汽车的领跑者和最重要推动者,对车规级MCU芯片需求巨大,然而自给率尚不足5%,国产替代空间巨大、需求迫切。

 

今年开年,工信部印发《国家汽车芯片标准体系建设指南》,指南提出,分阶段建立健全我国汽车芯片标准体系的目标,到2025年,制定30项以上汽车芯片重点标准,到2030年,制定70项以上汽车芯片相关标准,这将推进国产汽车芯片实现规模化发展,国产汽车芯片迎来加速发展期。

 

在巨大市场需求和国家政策支持下,国内供应商正加速车规级MCU芯片的研发、制造和应用能力,逐渐从后装向前装市场渗透,从驾舱域向动力域推进,国产化已在汽车行业形成势头。芯旺微电子KungFu内核车规级MCU 1亿颗的累计交货量,正是国产汽车芯片在核心技术、销售规模、产品布局、客户资源、质量管控等方面的巨大突破。

 

以此为新的起点,芯旺微电子未来将继续顺应 MCU 国产化趋势,不断加大研发投入,以车规级 MCU 产品为核心,持续研发ASIL-D多核MCU、底盘与动力控制芯片、无线与信号链、电源管理与智能驱动等高性能、高品质产品,拓宽在汽车动力、底盘、辅助驾驶、域控制器等领域的产品应用,加速推动汽车电子应用的全面国产化进程。