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中國汽車工業(yè)協(xié)會最新數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國新能源車產(chǎn)銷突破900萬輛，市場占有率超過30%，連續(xù)9年位居全球第一，成為引領(lǐng)全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要力量。在新能源汽車市場份額和滲透率不斷提高的背景下，車規(guī)級芯片作為汽車產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵零部件，決定著我國未來汽車市場的走向，是我國邁向汽車強國的關(guān)鍵一步。
為此，我國不斷發(fā)力，以構(gòu)建自主可控的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。近日，有外媒報道稱，中國正在敦促國內(nèi)汽車制造商到2025年將汽車芯片本地采購比例提高到25%，旨在減少對進口芯片的依賴，增強國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競爭力。更有汽車業(yè)界關(guān)系人士透露，“2025年的目標僅是過渡性的、最終是希望所有車用芯片都能實現(xiàn)當?shù)夭少彙薄?/p>
另一方面，于中國車企而言，面對日益嚴峻的供應(yīng)鏈安全挑戰(zhàn)，也迫切需要有實力的國產(chǎn)車規(guī)芯片廠商，幫助其鞏固在電動化智能化領(lǐng)域的成績。以東風汽車集團的公開信息為例，其表示到2025年將實現(xiàn)車規(guī)級芯片國產(chǎn)化率60%，并挑戰(zhàn)80%。
在“政策支持”與“企業(yè)需求”同頻共振下，國產(chǎn)汽車芯片廠商迎來歷史機遇，包括芯旺微電子在內(nèi)的首批入局者，憑借強大的自主研發(fā)能力不斷攻關(guān)，并實現(xiàn)了里程碑式的突破，取得有目共睹的成績。
01、“新四化”大潮下汽車急需“中國芯”
在智能汽車時代，“得車‘芯’者得天下”這句話一直廣為流傳。工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛更是以“汽車芯片成為全球汽車產(chǎn)業(yè)競爭的角力點”，來概括芯片在當前汽車電動化、智能化這一百年之大變革中，所發(fā)揮的關(guān)鍵引領(lǐng)作用。
通過數(shù)據(jù)來看，燃油車時代，單車芯片需求約為300-500顆，而當下的智能電動車單車芯片搭載量則超過了1000顆，未來L4級別車輛的單車芯片需求更將超過3000顆。以中國汽車行業(yè)為例，2022年整車銷售規(guī)模達4.58萬億元，汽車芯片銷售規(guī)模為1219億元，其重要性不言而喻；2030年，中國汽車芯片市場規(guī)模預(yù)計將達到290億美元，年需求量將超過450億顆。
盡管我國汽車芯片需求領(lǐng)跑全球，但對外依賴程度卻很高，目前國產(chǎn)供給率僅為10%左右，換言之，就是每一輛汽車90%以上的芯片都依賴進口，“缺芯少核”的痛點持續(xù)暴露。
以最為重要、技術(shù)含量也最高的汽車芯片之一——MCU為例。MCU（Mcrocontroller Unit，微型控制單元）俗稱單片機，凡是在需要計算機程序控制的地方，都可以見到它的身影，汽車端是全球 MCU 最大的市場，占比約為33%。
MCU在汽車中的角色類似于人體的神經(jīng)細胞，一輛汽車平均有50至100個MCU，在一輛車所使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量中占比約為30%，主要作用于核心的安全與駕駛方面，包括智能駕駛輔助系統(tǒng)的控制、底盤安全、車身控制、動力控制、信息娛樂等。一旦缺了其中關(guān)鍵的一枚，汽車就面臨無法生產(chǎn)的風險。
圖：車規(guī)級 MCU 與消費級、工業(yè)級 MCU 在各項指標要求上的對比情況
雖然MCU的重要性眾所周知，但由于車規(guī)級MCU相較通用MCU芯片，在使用環(huán)境、可靠性、安全性、一致性、使用壽命、長期供貨能力等方面都有著更為嚴苛的要求，并且通常會面臨產(chǎn)品研發(fā)難度大、周期長（一般在34—48個月），車規(guī)認證體系復(fù)雜、流程長、客戶導(dǎo)入門檻高等多重障礙，所以盡管國內(nèi)做MCU的公司有上百家，其中不乏年出貨量上億顆的企業(yè)，但大多活躍在工業(yè)和消費電子領(lǐng)域，對車規(guī)級MCU尤為謹慎。
因此，長期以來車規(guī)級MCU基本被國外廠商壟斷，根據(jù)公開信息，2021年全球近98%份額的MCU市場被前七大供應(yīng)商占據(jù)，分別為瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯、意法半導(dǎo)體等，無一中國廠商。
這一“軟肋”在芯片領(lǐng)域逆全球化的當下，將對我國汽車產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展構(gòu)成巨大潛在風險。尤其是近期，美國白宮發(fā)布最新聲明稱，針對中國電動汽車的關(guān)稅稅率將從25%提升至100%，外部環(huán)境日益復(fù)雜的背景下，如何打造自主可控的汽車芯片供應(yīng)鏈體系，已然成為我國汽車產(chǎn)業(yè)的當務(wù)之急。
作為國內(nèi)較早布局汽車市場的本土MCU企業(yè)之一，芯旺微電子于成立第三年，也就是2015年便啟動車規(guī)級MCU的技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)。憑借豐富的車規(guī)級技術(shù)積累及產(chǎn)品儲備，先后于2019年、2020年量產(chǎn)8位及32位車規(guī)級 MCU 產(chǎn)品，到2024年芯旺微電子已有超60款車規(guī)MCU產(chǎn)品，可應(yīng)用于底盤系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、智駕系統(tǒng)和座艙系統(tǒng)等場景中，覆蓋超過95%車身控制應(yīng)用需求。
如今，芯旺微電子KungFu內(nèi)核車規(guī)級MCU一騎絕塵。3月18日，芯旺微電子官宣其旗下KungFu內(nèi)核車規(guī)級MCU累計交貨突破1億顆，這一成績不僅創(chuàng)下了我國該行業(yè)內(nèi)的新記錄，為汽車芯片本土化的發(fā)展注入了一劑強心針，更是標志著車規(guī)級芯片供應(yīng)鏈和處理器獨立生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了里程碑式的突破，國內(nèi)車規(guī)級芯片廠商在超高安全標準與國外頭部廠商的“雙重夾擊”下正加速突圍。
02、堅持自主研發(fā)推動國產(chǎn)車規(guī)MCU破局
隨著汽車成為近年半導(dǎo)體需求增速最快的領(lǐng)域，“上車”也成為國內(nèi)芯片廠商追逐的增長新動力。據(jù)蓋世汽車統(tǒng)計，目前國內(nèi)共有23家芯片公司布局車規(guī)級MCU。
但值得注意的是，這當中多數(shù)企業(yè)是在2022年才開始研發(fā)或推出車規(guī)級 MCU 產(chǎn)品，由于車規(guī)級MCU認證難度大、周期長，從流片至量產(chǎn)出貨往往需要3-5年時間，因此目前能真正能實現(xiàn)大規(guī)模出貨的本土MCU企業(yè)只是少數(shù)，而在汽車領(lǐng)域深耕十余年的芯旺微電子便是其中之一，并處于領(lǐng)先的市場地位，市場占有率居國內(nèi)行業(yè)前例。
正如羅馬非一日之功，芯旺微電子從一家初出茅廬的創(chuàng)業(yè)公司成長為汽車MCU領(lǐng)域的佼佼者，除了公司對市場時機的敏銳把握和預(yù)先的技術(shù)布局、不斷豐富和完善的產(chǎn)品矩陣，以及在服務(wù)客戶中積累的深厚經(jīng)驗，最核心的是擁有獨立自主的KungFu MCU 指令集與內(nèi)核，這使得芯旺微電子能夠在激烈的市場競爭中保持獨特的競爭優(yōu)勢。
放眼當下，芯片“自主研發(fā)”已然成為我國產(chǎn)業(yè)的共識，是必須補上的環(huán)節(jié)。然而，回顧芯旺微電子成立之初，當時國產(chǎn)MCU廠商普遍采用成熟的ARM內(nèi)核，以便以更低的成本開發(fā)產(chǎn)品、更快的速度搶占市場。但長期來看，勢必導(dǎo)致廠商們不可阻擋地被迫卷入同質(zhì)化內(nèi)卷“漩渦”，更大的隱憂是，由于高度對外依賴，本土MCU廠商們?nèi)缤ㄔ诹魃持械拇髽?，一旦ARM想要斷供卡脖子，或?qū)⒚媾R搖搖欲墜的風險。
基于差異化競爭、技術(shù)自主可控、可持續(xù)發(fā)展的考慮，芯旺微電子在技術(shù)上選擇了一條自主創(chuàng)新之路——以KungFu架構(gòu)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新構(gòu)建了含KungFu配套開發(fā)工具，包括集成開發(fā)環(huán)境、C編譯器和仿真器于一體、可持續(xù)發(fā)展的KungFu大生態(tài)，真正意義上實現(xiàn)了從芯片到工具鏈的全自主，意味著不再受制于第三方內(nèi)核IP 授權(quán)體系的限制，保證MCU 核心技術(shù)的自主、安全、可控。
從國際MCU大廠的戰(zhàn)略布局來看，微芯、英飛凌、德州儀器、瑞薩等國際巨頭也都在積極布局自研指令集和內(nèi)核，以在32位市場且主攻車載的瑞薩舉例，據(jù)統(tǒng)計其自研內(nèi)核約為全部所使用內(nèi)核的78%，微芯自研內(nèi)核MCU產(chǎn)品也超過了一半。這些數(shù)據(jù)顯示，自研內(nèi)核已成為國際MCU大廠戰(zhàn)略布局中的關(guān)鍵組成部分，有助于鞏固其處理器的獨立生態(tài)系統(tǒng)，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品差異化和供應(yīng)鏈安全等方面保持領(lǐng)先地位。
正是依靠在自主研發(fā)領(lǐng)域的核心競爭力，芯旺微電子在2020年底爆發(fā)的全球“缺芯潮”中搶占先機，抓住了這一國產(chǎn)替代契機，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的翻倍增長。彼時我國作為全球新能源車最大生產(chǎn)國和消費國，正經(jīng)歷著技術(shù)限令以及缺芯危機帶來的強烈陣痛，迫切需要構(gòu)建一個穩(wěn)定安全、自主可控的供應(yīng)鏈。芯旺微電子推出的KungFu內(nèi)核車規(guī)級MCU產(chǎn)品，恰逢其時，并且晶圓代工、封裝測試全部產(chǎn)業(yè)鏈均在大陸完成，高度契合了下游汽車制造商以及整個國家對于強化供應(yīng)鏈穩(wěn)定性的緊迫需求。
此外，為給后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)和汽車電子市場開拓提供重要支撐，芯旺微電子正不斷加大研發(fā)投入，已成功打造了系統(tǒng)完整的車規(guī)級芯片開發(fā)流程及質(zhì)量管控體系，通過了AEC-Q100可靠性認證，IATF 16949汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系認證、ISO 26262汽車功能安全ASIL-D級研發(fā)流程認證以及ASIL-B產(chǎn)品認證。
目前，芯旺微電子已進入安波福、華域汽車、 拓普集團、奧特佳、伯特利、英搏爾、華陽集團、星宇股份等多家知名汽車零部件廠商的供應(yīng)鏈體系，產(chǎn)品批量應(yīng)用于上汽集團、一汽集團、長安汽車、廣汽集團、比亞迪、吉利汽車、東風汽車、長城汽車、奇瑞汽車、理想汽車、小鵬汽車等眾多國內(nèi)知名汽車品牌廠商，以及部分產(chǎn)品應(yīng)用于大眾汽車、現(xiàn)代汽車等知名外資汽車品牌廠商。
03、持續(xù)攻關(guān)助力汽車芯片全面國產(chǎn)化
在電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢下，汽車的架構(gòu)集成度、功能復(fù)雜度不斷提高， 車規(guī)級MCU將向多功能集成、高算力及超低功耗方向發(fā)展，且使用數(shù)量也會隨之增加。據(jù)市調(diào)組織Yole發(fā)布的報告顯示，2023年全球MCU市場規(guī)模約229億美元，預(yù)計至2028年將以5.3%的年復(fù)合增速達到320億美元。
尤其是中國作為全球新能源汽車的領(lǐng)跑者和最重要推動者，對車規(guī)級MCU芯片需求巨大，然而自給率尚不足5%，國產(chǎn)替代空間巨大、需求迫切。
今年開年，工信部印發(fā)《國家汽車芯片標準體系建設(shè)指南》，指南提出，分階段建立健全我國汽車芯片標準體系的目標，到2025年，制定30項以上汽車芯片重點標準，到2030年，制定70項以上汽車芯片相關(guān)標準，這將推進國產(chǎn)汽車芯片實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，國產(chǎn)汽車芯片迎來加速發(fā)展期。
在巨大市場需求和國家政策支持下，國內(nèi)供應(yīng)商正加速車規(guī)級MCU芯片的研發(fā)、制造和應(yīng)用能力，逐漸從后裝向前裝市場滲透，從駕艙域向動力域推進，國產(chǎn)化已在汽車行業(yè)形成勢頭。芯旺微電子KungFu內(nèi)核車規(guī)級MCU 1億顆的累計交貨量，正是國產(chǎn)汽車芯片在核心技術(shù)、銷售規(guī)模、產(chǎn)品布局、客戶資源、質(zhì)量管控等方面的巨大突破。
以此為新的起點，芯旺微電子未來將繼續(xù)順應(yīng) MCU 國產(chǎn)化趨勢，不斷加大研發(fā)投入，以車規(guī)級 MCU 產(chǎn)品為核心，持續(xù)研發(fā)ASIL-D多核MCU、底盤與動力控制芯片、無線與信號鏈、電源管理與智能驅(qū)動等高性能、高品質(zhì)產(chǎn)品，拓寬在汽車動力、底盤、輔助駕駛、域控制器等領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用，加速推動汽車電子應(yīng)用的全面國產(chǎn)化進程。
下載ECAD模型
