交期延長最多245天，一圖了解車用MCU為何如此緊缺？

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2022-03-17 08:15:14 9

汽車半導體按種類可簡單分為功能芯片MCU（Microcontroller Unit）、功率半導體（IGBT、MOSFET 等）、傳感器三類。MCU主要作用于最核心的安全與駕駛方面，自動駕駛（輔助）系統的控制，中控系統的顯示與運算、發動機、底盤和車身控制等。

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在一輛汽車所裝備的所有半導體器件中，MCU大概占三成，平均下來每輛車要用到70顆以上的MCU芯片。再加上汽車從“功能機”進化為“智能機”，從“汽車電子”到“無人駕駛”，也進一步提升了車用MCU的市場規模。據市場研究機構Gartner的數據了解，在汽車電子芯片需求中，計算、控制類芯片和功率半導體芯片是目前市場需求規模最大的兩類，各占汽車芯片總體需求的26.2%和是29.7%，二者合計規模達到229億美元，占到了全部汽車半導體市場的55%以上。

圖注：汽車半導體產品結構及市場份額

例如谷歌 Waymo采用英特爾CPU+Altera FPGA方案，英飛凌MCU作為通信接口；百度 Apollo采用恩智浦/英飛凌/瑞薩MCU+賽靈思 FPGA/英偉達GPU的方案；奧迪采用Mobileye ASIC英偉達GPU+Altera FPGA+英飛凌MCU的多芯片集成方案等。自動駕駛汽車、車載智能通訊、車艙娛樂等車應用需要大量32-bit MCU的信息處理能力，未來趨勢將朝向多功能整合與低耗能表現發展，使用數量或將持續增加。

再加上從主要的車用MCU大廠，例如Renesas、NXP、Texas Instruments、Infineon、Microchip、Cypress、STMicroelectronics及Toshiba等提供的32-bit車用MCU產品線可看到，幾乎大部分廠商都有以ARM Cortex-M或ARM Cortex-R為CPU核心的MCU設計，并極力將MCU產品線拓展至更多車應用。

可預見的是，采用IP大廠的CPU核心后，讓車用MCU發展愈加快速。

據ICVTanK的數據資料了解到，全球汽車功能芯片預計市場規模有望從2019年70億美元穩步提升至2021年75億美元。

但是目前全球汽車半導體市場由歐美日等國的巨頭企業占據壟斷地位。

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車用MCU的主要玩家有哪些？

據市場研究機構Gartner的數據顯示，歐洲汽車半導體2019年產值以150.88億美元占全球汽車半導體總產值的36.79%，市場份額全球*；美國以全球市占率32.64%位居第二；其次日本占全球26.03%的市場份額。中國大陸2019年汽車半導體實現銷售收入僅為10億美元左右，占比不到3%，和歐美日相比，差距很大。

圖注：數據來源Gartner，由芯聞路1號制圖

在全球前20大汽車半導體廠商中，美國企業數量達到9家，歐洲日本企業數量各為5家，但歐洲汽車半導體企業綜合競爭力更強，5家企業中有3家進入全球ToP5。中國大陸的安世半導體，是由中國大陸企業收購原恩智浦標準件業務而設立的汽車半導體企業，也是目前中國規模最大、水平最高的車規級半導體廠商。

車用MCU的主要代表企業有瑞薩、NXP、恩智浦、英飛凌、德州儀器、英偉達等。近幾年，國內也在積極布局汽車電子領域。比如，賽騰微等國內MCU企業已初步進入汽車領域，截止2020年5月，賽騰微車規MCU已累計出貨數百萬顆。

比亞迪半導體從2007年進入MCU領域，最早開始研發的是工業級MCU。13年的發展，比亞迪有工業級通用MCU芯片、工業級三合一MCU芯片、車規級觸控MCU芯片、車規級通用MCU芯片以及電池管理MCU芯片。這是比亞迪除功率器件之外的又一突圍。

2020年3月，四維圖新旗下全資子公司AutoChips杰發科技對外宣布，其車規級MCU產品線AC7801X，國產*顆32位Cortex-M0+車規級MCU芯片。AC7801X主要面向汽車車身電子，可廣泛應用于天窗、車窗、座椅、LED車燈、ETC、倒車雷達、雨量傳感器等產品領域。杰發科技憑借后裝市場占據優勢，與在前裝市場行業地位*的四維圖新互補，互相提升對方在前裝、后裝市場的競爭力。

2020年9月，上海芯*微電子技術有限公司獲得億元A輪融資，由硅港資本領投、上汽恒旭、中芯聚源、超越摩爾、聯儲證券、炬成投資跟投。據了解，芯*微基于自主IP KungFu內核架構，已開發出高可靠、高品質8位MCU、32位MCU&DSP。除了擁有獨立自主的MCU內核及架構，芯*微還開發了一系列能提供自主研發的開發工具，包括集成開發環境、C編譯器和仿真器，實現了從芯片到工具鏈的全自主。

中國制造仍然處于奮力追趕的階段，主要是因為車規級MCU芯片研發周期長，設計門檻高，資金投入大。目前國內MCU主要還是應用于汽車各類大燈、尾燈控制系統、外圍的舒適性控制，包括車窗玻璃升降、無線充電等等。

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從上游產能到終端采購，2021車用MCU缺貨原因

此次汽車芯片嚴重缺貨的是應用在ESP（車身電子穩定系統）和ECU（電子控制單元）系統中的MCU。

從上游產能到終端采購分析下汽車芯片缺貨的原因，以供學習和參考：

在供給端上，2020年上半年悲觀的預測，一定程度上抑制了下半年對于汽車芯片產能的排產計劃，零庫存甚至負庫存也是這次缺貨的很大因素。之前不會對芯片備貨的現在都高度重視。

另一方面，全球疫情蔓延也給芯片以及芯片上游帶來沖擊，MCU芯片的上游8寸晶圓產能吃緊，東南亞芯片組裝工廠停產，意大利芯片巨頭ST（意法半導體）出現大規模罷工，進一步加劇了MCU芯片的供給不足。據SUMCO公布的數據顯示，2020年應于汽車領域的8英寸晶圓產能約占33%，12英寸晶圓產能約占5%。在整體半導體業產能緊張的情形下，消費電子進一步*占芯片產能。

圖注：2020年8英寸晶圓產能應用占比制圖：國際電子商情數據來源：SUMCO

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圖注：2020年12英寸晶圓產能應用占比制圖：國際電子商情數據來源：SUMCO

在需求端上，中國汽車行業持續復蘇，市場表現超預期。汽車電子化、智能化的發展也進一步提升了汽車芯片的單車需求量。隨著汽車芯片緊缺，零部件廠商的交期開始拉長。現在英飛凌32位MCU的貨期為15-24周，ST的MCU交期延長到24-35周。

這輪汽車電子主要缺的是國際大廠的芯片，如NXP、英飛凌、ST和博世等老牌汽車芯片公司，部分廠商的車規MCU產品的價格上調了20%-30%。國內汽車芯片自給率不足10%，基本就是這次車用芯片缺貨的看客。畢竟車規級認證、可靠性等嚴格要求、長期認證都是中國芯片公司進軍汽車供應鏈的攔路虎。

汽車芯片短缺或將持續半年，預計2021年上半年車用芯片供應依然存在一定壓力。汽車芯片緊缺事件，進一步給國內汽車產業鏈敲響了警鐘。國產MCU進入汽車供應鏈是大勢所趨，如近日長城汽車完成了對北京地平線機器人技術研發有限公司的戰略投資，意味著長城汽車正式進軍芯片產業，還有吉利投資了芯擎科技和芯聚能等。國產新能源汽車的崛起將帶動國產供應鏈的崛起，這個過程跟國產手機品牌的崛起帶動手機供應鏈崛起是一樣的。

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