汽车芯片「短缺」缓解？MCU或成为市场新主角

在过去三年疫情导致的全球半导体短缺影响进入尾声之际，一些汽车制造商认为，2023年可能会恢复正常。

同时，经济的不确定性因素正在不断出现，导致消费类电子产品需求进入疲软周期，进一步减缓芯片产能的供给不足，这意味着汽车制造商可以获得更多的芯片。

今年1月初，全球汽车领头羊丰田汽车表示，公司对2023年的生产上限目标是1,060万辆，这一数字已经接近该公司在2019年（疫情前）的目标。

不过，丰田并不是唯一一家认为2023年将是汽车行业产量进入恢复期的公司，大众集团也预计今年的汽车销量将超过2019年以来的任何一年。

这家德国汽车制造商认为，中国市场将在行业恢复正常的过程中发挥重要作用。该公司预计，2023年，中国汽车市场将增长4%或5%，销量将达到2300万辆，其中电动汽车将继续成为主角。

而作为全球最大的汽车芯片代工厂之一，台积电首席执行官魏哲家此前公开表示，“汽车需求持续增长，目前可能仍无法100%供应所需的晶圆，但情况正在改善。我们预计短缺将很快得到缓解。”

但风险仍然存在。

有机构预测，传统工艺芯片（比如，用于电源控制、被动安全、电动部件等）的短缺将继续存在，因为此前芯片行业的投资大多数都流向了先进工艺芯片的制造。

公开数据显示，一辆传统燃油车需要大约500到600颗芯片；轻混汽车大约需要1000颗；而插电混动和纯电动汽车则需要至少2000颗芯片。这意味着，随着新能源汽车产销继续保持高速增长，对芯片（尤其是传统芯片）的需求将继续加速。

作为全球排名靠前的芯片EDA工具及IP提供商，Synaptics公司表示，没有理由相信危机已经结束。“现在开始庆祝还为时过早。这是因为，一场新的危机可能正在酝酿。”

该公司首席执行官强调，半导体行业还没有找到解决芯片短缺病根的方法，那就是低成本但仍然常用的芯片供给难题。大多数公司，都把全部赌注押在下一代先进工艺上，从而满足汽车智能化的更高性能要求。

比如，在今年CES展上，采埃孚推出多域功能版本的ProAI高性能计算平台，可以在不同的单板上支持基于域的ADAS、信息娱乐以及车身控制功能，并适配不同供应商的系统芯片以及并行多个操作系统。

此外，去年4月，德赛西威全球首发第一代ICP产品——“Aurora”，该平台实现了从“域控”到“中央计算”的跨越式技术落地，是当前行业内首款可量产的车载智能计算平台。

该平台硬件搭载主流大算力芯片，总算力可达2000TOPS以上。软件集成智能座舱、智能驾驶、网联服务等在内的核心功能域，实现了跨域融合，满足未来E/E架构在高计算性能、高功能安全性、硬件持续升级能力等多层级需求。

高工智能汽车研究院监测数据显示，目前国内多个自主品牌（包括理想、小鹏、埃安、路特斯等）已经正在开发全新一代中央计算E/E架构核心技术与车型产品，以进一步提升整车的智能化集成水平。

目前，支持舱内舱外功能的多域计算控制架构已经是主流，而随着超级算力芯片陆续在2025年前后进入前装周期，中央计算+区域控制架构也将进入规模量产落地的关键起步期。

比如，高通发布的Snapdragon数字底盘（digital Chassis）+Snapdragon Ride Flex SoC的产品组合，基于超级计算SoC和面向服务的体系结构（SOA）来处理目前处于分布式域控架构下的驾舱、驾驶员辅助（自动驾驶）和车联网等功能。

同时，NVIDIA也同样提供座舱和自动驾驶两种解决方案，但在车联网方面，并没有类似高通的通讯芯片来形成完整的产品组合。按照计划，NVIDIA基于全新一代超级算力SoC（Drive Thor），2000TOPS的单芯片算力支持自动驾驶和驾舱两套完整功能。

而在制造工艺方面，两家公司都将汽车行业提前带进4nm时代。要知道，目前智能手机行业的主流芯片仍然还是5nm。这意味着，在芯片工艺方面，汽车和智能手机已经可以实现同步。

在2022财年，高通的汽车业务收入增长至14亿美元，但仍然是公司总体收入中的一小部份，其手机业务收入仍高达250亿美元。

然而，汽车业务是增长最快的行业之一，同比上一年的9.75亿美元增长了41%。此前，该公司表示，目前累计的汽车业务订单总额已经达到300亿美元。

不过，在基础的MCU（微控制器）芯片方面，似乎是另一番景象。

恩智浦半导体全球销售执行副总裁Ron Martino表示，受汽车和工业控制应用需求强劲的推动，2023年MCU的供应将保持紧张态势。其中，除了域控制器对于高性能、高安全MCU的新需求，更多的传感器上车也带动MCU需求持续增长。

比如，高工智能汽车研究院监测数据显示，2022年1-11月中国市场（不含进出口）乘用车前装标配搭载前向毫米波雷达交付上险755.53万颗，同比上年同期增长23.71%；盲区角雷达交付上险819.06万颗，同比上年同期增长40.51%。

其中，前装标配搭载5R/6R交付上险为61.85万辆，同比增长63.54%（高于搭载毫米波雷达新车交付增速40个百分点）。按照NXP的测算，从L2+到要求最高的L5，每辆车可能需要超过10个成像雷达传感器。以L2+为例，4-6个成像雷达，可以实现360度环绕感知。

激光雷达方面，高工智能汽车研究院监测数据显示，2022年1-11月中国市场（不含进出口）乘用车前装标配搭载激光雷达9.84万台，而从今年开始，随着比亚迪、长安、一汽红旗、上汽、广汽、集度、路特斯等车企开始进入激光雷达上车周期，将继续带动市场增量上扬。

高工智能汽车研究院预测，2023年国内乘用车前装标配激光雷达交付将冲刺40-50万颗规模，预计2025年前装标配激光雷达交付将有望达到200万颗/年的规模。

一些芯片代工厂表示，随着汽车电动化、智能化渗透率继续加速，一方面车用MCU（单车搭载）数量仍然在增长；另一方面，高性能（高算力、高安全、高可靠）MCU需求成为下一周期的焦点。

而包括英飞凌、意法半导体和恩智浦在内的全球主要汽车MCU供应商均预测，到2023年下半年，汽车行业供需将保持紧张，其中，28nm和40nm工艺仍是市场主流。

而在芯片行业，先进工艺主要是应用于手机、PC、服务器以及近年来性能要求快速提升的汽车智能化需求，这类芯片需要更强的性能和更低的功耗，而在应用更为广阔的领域（比如，工业、物联网、汽车安全控制等），芯片仍然主要采用成熟工艺生产，应对高可靠性和更低成本要求。

以下一代高性能车载计算平台不可或缺的MCU为例，英飞凌的下一代Aurix微控制器（TC4x系列）就将在台积电的28nm工艺产线投产。此前，包括台积电、中芯国际在内的代工厂都在加大28nm产线的投资。

比如，台积电在2021年斥资28亿美元扩大南京厂产能，规划建置月产4万片的28nm产能，新产能预计从去年下半年开始逐步开出，2023年中达到月产规模目标。2021年全球28nm工艺代工的总营收约为72亿美元，而台积电一家就拿走了其中的75％。

去年，中芯国际宣布投资75亿美元（约515亿元人民币），在天津建设晶圆厂，用于28－180nm工艺，面向通讯、汽车电子、消费电子、工业等产业。这意味着，从上游代工厂的判断来看，MCU的需求仍然处于高位。

以英飞凌在去年上半年发布的数据，该公司预计汽车MCU业务今年的收入将超过20亿欧元，未来5年将再翻一番。同时，基于域和区域的E/E架构将在未来几年成为智能汽车市场的新高地，英飞凌此前推出的下一代AURIX TC4x也将最快于2024年开启交付。

按照英飞凌给出的预测，到2025年，满足域和区域的E/E架构的高端MCU需求的年均复合增长率将达到60%以上，同时，ADAS/ADS相关传感器MCU需求将保持接近30%年均复合增长率。

这也给了中国供应商更多的机会。

就在去年4月，车规芯片企业芯驰科技发布高性能高可靠车规MCU E3“控之芯”系列产品，可全面应用于线控底盘、制动控制、BMS、ADAS/自动驾驶运动控制、液晶仪表、HUD、流媒体视觉系统CMS等对安全性和可靠性要求极高的应用。

芯驰科技E3系列产品基于ARM Cortex-R5F，CPU主频高达800MHz。E3具有高达6个CPU内核，其中4个内核可配置成双核锁步或独立运行，填补国内高端高安全级别车规MCU市场的空白。

紧接着，去年10月，芯驰科技首批高性能MCU“控之芯”E3正式交付给客户，目前采用E3进行产品设计的客户已经超过100多家。

“汽车智能化还有十几年路要走，到2035年芯片行业都会是向上的趋势，这也将是国产芯片崛起的窗口期。”芯驰科技董事长张强表示。