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  • 車規級MCU芯片新品接連問世 能否大規模量產?

    “缺芯”是兩年困擾全球汽車業發展的難題,MCU(微控制單元)芯片更是“重災區”。日,我國企業在這一領域有了新的進展,令人振奮和期待。

    4月12日,芯馳科技正式發布高端MCU E3系列芯片,主頻最高可支持800MHz;4月20日,比亞迪半導體宣布,推出車規級8位MCU系列芯片,客戶端應用開發項目已全面啟動。

    自主芯片供應商紛紛走上車規級MCU的新賽道,為我國汽車行業扭轉核心技術“卡脖子”局面帶來希望,但同時產品能否大規模量產配套,能否獲得市場認可,仍是需要直面的挑戰。

    MCU芯片新品接連問世

    “E3系列芯片是芯馳科技為未來智能汽車精心打造的車規級芯MCU,具有高可靠、高安全、高能、廣覆蓋等優勢。”芯馳科技首席架構師孫鳴樂介紹稱,目前該公司的車規級芯片已實現大規模量產,有超過250家生態合作伙伴,覆蓋國內70%以上的車企。據介紹,E3系列芯片的目標應用包括線控底盤、制動控制、電池管理系統(BMS)、ADAS及自動駕駛運動控制、液晶儀表等對安全和可靠要求較高的場景,CPU(中央處理器)有單核、雙核、四核和六核,集成了豐富的通信外設模塊,內置符合國家標準的硬件加速器,還同時支持BGA(球柵陣列封裝)和LQFP(方型扁式封裝)技術。

    孫鳴樂表示,E3系列芯片對標甚至在部分指標上超越國際芯片廠商的競品,在車規級可靠標準AEC-Q100中達到一級,功能安全等級達到ASIL D級;采用22納米車規級工藝制程,填補了國內高端、高安全級別車規級MCU市場的空白。

    比亞迪半導體則是在原有基礎上進一步擴大了車規級8位通用MCU系列芯片產品陣容。2018年,該公司推出了第一代8位車規級MCU芯片。據悉,此次新推出的BS9000AMXX系列芯片外設資源更加豐富,可滿足汽車電子中的多種應用場景,比如車內飾燈、氛圍燈、門把手、空調觸摸面板、各類傳感器應用、無刷直流電機控制等。該系列產品可為不同應用場景實施不同控制,包括從雨刷、車窗到座椅,從安全系統到車載娛樂系統,再到車身控制和發動機控制等。至今,比亞迪半導體車規級MCU芯片量產裝車已突破1000萬顆。

    今年以來,車規級MCU芯片賽道上的國內企業逐漸增多。期,一直經營消費芯片及工業芯片的兆易創新,首款車規級MCU芯片產品已送樣測試,計劃2022年年中量產;芯旺微電子KF8A/KF32A系列車規級MCU芯片已實現量產,并與部分車企達成合作;國民技術的MCU芯片開始在車載領域出貨;國芯科技的新一代車規級MCU產品獲得的訂單超過110萬顆。

    “針對汽車行業短缺的車規級MCU芯片,國內相關企業紛紛發力布局,力求以自主發展來補齊短板,應該給予更多鼓勵和支持。”西安工業大學微電子技術實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,車規級MCU芯片的研發需要持續積累和快速迭代,其可靠離不開技術、應用的積淀,涉及芯片設計、制造、品控等方方面面,要經過嚴格的測試驗證才能量產裝車。

    車規級芯片難在哪兒

    國內市場不乏消費電子芯片廠商,但能量產車規級MCU的芯片企業少之又少。

    “車規級芯片在溫度、濕度、酸堿度等方面有諸多技術指標要求,僅工作溫度指標而言為-40℃至125℃,工業級芯片的工作溫度為-40℃至105℃左右,消費級芯片只需-40℃至85℃左右,差別較大。”魏冬表示,一方面,車規級芯片的研發投入大、周期長,出于對安全及可靠的考量,測試驗證周期也較長,沒有雄厚的經濟實力和扎實的技術積累很難支撐;另一方面,研發成功只是第一步,僅標準認證方面還有很多步驟要走,其中,車規級MCU需滿足AEC-Q100可靠測試標準,生產制造流程需滿足IAFT16949質量管理體系的要求,安全角度需滿足IS026262標準,軟件需支持AUTOSAR生態等,是一個系統工程,實現難度不小。

    事實上,正是由于技術難度較高,以往車規級MCU技術一直被歐美日等發達國家和地區的行業頭部企業壟斷,長期占據全球超過93%的市場份額。特別是對于新能源汽車的市場布局,各大芯片廠商的競爭更為激烈。

    “新能源汽車所使用的MCU數量比傳統燃油車更多,且在功能上有了更多的拓展,對于芯片企業是一項艱巨的考驗。”成都新能源汽車產業推廣應用促進會秘書長范永軍向記者表示,傳統燃油車均使用約70顆MCU,智能電動汽車則使用量超過300顆。隨著新能源汽車產銷量大幅增長,市場對車規級MCU的需求也快速提升。而且,隨著消費電子市場疲軟,全球MCU市場已出現結構失衡,部分高端車規級MCU仍然短缺,但中低端產品并不缺貨。

    從2021年的數據看,國內車規級MCU自給率不到5%,且都是中低端產品,被“卡脖子”的情況明顯,外資芯片廠商牢牢占據著中高端市場。而且,一年來,國際芯片巨頭聯合晶圓廠,持續新增MCU產能,但新增產能投產周期相對較長,目前還不能完全釋放以滿足市場需求。在新能源汽車對車規級MCU需求大增的情況下,相關企業迎來了國產替代的機遇。

    “解決產能問題就需要建廠,從選址、建設廠房再到引進設備,都需要時間。”國家新能源汽車技術創新中心總經理、中國汽車芯片產業創新戰略聯盟秘書長原誠寅告訴記者,這與搶時間窗口是一對矛盾,由于芯片巨頭紛紛擴產,目前很多車規級芯片測試設備都訂不到貨,新設備的交付時間要在數年之后,所以二手設備特別緊俏。雖然二手設備不能測試某些指標,但至少還存在使用價值,從搶時間窗口的角度看,值得企業考慮。

    推動國產芯片“上車”

    當前,國內投身車規級MCU領域的芯片企業有增多之勢,產品也逐步開發出來,但一些國內車企因為存在顧慮和擔心,不敢選用的問題較為普遍。

    “車企應該打消顧慮,積極應用國產MCU。”原誠寅提出,車企要對自主MCU有更多信心,同時,不要簡單地期望國產芯片的成本要比進口產品低,且能更好,實際上國產芯片有可能更貴。這是因為進口芯片由于產品的豐富和成熟,把之前的研發成本大量攤銷了。而車規級芯片認證前期的研發投入成本巨大,自主產品剛開始沒有打開銷路時,如果沒有一定的盈利或資本支持,就無法做到持續投入,往往很快就難以為繼。此外,還存在一種可能,外資芯片企業希望保有更多市場份額,進而將產品價格降到“地板價”體現出其競爭優勢。

    據原誠寅介紹,去年,國家新能源汽車技術創新中心牽頭,聯合中國科學院微電子研究所、芯馳科技、北汽新能源等行業機構和企業,編制發布了純電動乘用車車規級芯片系列團體標準,為車規級芯片的測試應用提供了依據。

    面對國產車規級芯片替代機遇,很多投資商也盯上了這一領域。2021年7月,芯馳科技就獲得了十億元融資,期,也有多家車規級MCU芯片企業獲得了融資。其中,華大半導體有限公司宣布旗下主攻汽車MCU等芯片的上海積塔半導體有限公司,完成了80億元戰略融資。同樣專注于汽車MCU等芯片的蘇州旗芯微半導體有限公司,宣布完成新一輪融資,已累計融資金額達數億元。

    與此同時,比亞迪半導體的上市進程正在持續推進中。今年3月,比亞迪半導體因其IPO申請文件中記載的財務資料已過有效期,需要補充提交,被暫時中止其發行上市審核,但4月28日已經恢復,表明其將繼續沖擊創業板。

    “目前,從政策鼓勵到資金支持,車規級MCU等芯片領域的發展處在機遇期。”原誠寅表示,我國應加快支持整個汽車芯片產業鏈條的生態體系的建設,形成上下游的緊密協同。

    關鍵詞: 芯馳科技 比亞迪半導體 自主芯片 消費電子

    來源:中國汽車報網
    編輯:GY653

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