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- 发布日期：2024-12-11 07:23 点击次数：105
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，插电混动和纯电动汽车则需要至少2000颗芯片。这意味着，随着智能电动汽车的飞速发展，不但先进制程的芯片需求量越来越大，传统芯片的需求量也将继续提升。MCU就是这样，除了单车搭载的数量在不断增长，域控制器也带来了对高安全、高可靠、高算力MCU的新需求增长。 MCU，Microcontroller Unit，中文称单片微型计算机/微控制器/单片机，将CPU、存储器、外围功能整合在单一芯片上，形成具有控制功能的芯片级计算机，主要用于实现信号处理和控制，是智能控制系统的核心。 MCU与我们的生活工作息息相关，如,、工业、计算机与网络、消费电子、家电、物联网等，其中汽车电子市场是最大的，从全球角度看占比达到了33%。 MCU芯片的结构
MCU主要由中央处理器CPU、存储器（ROM和RAM）、输入输出I/O接口、串行口、计数器等构成。 CPU：Central Processing Unit，中央处理器，是 MCU 内部的核心部件，运算部件能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，控制部件则按照一定时序协调工作，分析并执行指令。 ROM：Read-Only Memory，是程序存储器，用来存放由制造厂家写好的程序，信息以非破坏方式读取，存储数据掉电后不消失，MCU按照事先编写好的程序执行。 RAM：Random Access Memory，是数据存储器，与 CPU 直接进行数据交换，掉电后该数据不能保持。在程序运行过程中可以随时写入、读出，通常作为操作系统或其他正在运行中程序的临时数据存储介质。 CPU和MCU芯片的关系： CPU是运算控制的核心。MCU除了CPU之外，还包含ROM或RAM等，是车规级芯片。常见的还有SoC（System on Chip），中文称片上系统，是系统级芯片，可存放并运行系统级别的代码，运行QNX、Linux 等操作系统，包含多个处理器单元（CPU+GPU+DSP+NPU+存储+接口单元）。 MCU芯片的位数 位数是指MCU每次处理数据的宽度，位数越高意味着MCU数据处理能力就越强，目前最主要的是8、16、32位三种，其中32位占比最多且增长迅速。
在汽车电子应用中，8位MCU成本低、便于开发，目前主要应用在相对简单的控制领域，如照明、雨刷、车窗、座椅和车门等车身域控制。而对于相对复杂的领域，如仪表显示、车载娱乐信息系统、动力控制系统、底盘、驾驶辅助系统等， 亿配芯城 则以32位的为主，且随着汽车电动化、智能化、网联化的迭代进化，对MCU的运算能力要求也越来越高。 8位 低端控制功能：车体的各个次系统，如风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅 控制、门控模块等低阶控制功能。 1980-1983年 <1USD16位 中端控制功能：① 动力传动系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制，和电子式涡轮系统等；② 底盘机构，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制、电子帮辅、电子刹车等 1983-80年代末 1~5USD 32位 高端控制功能：L1/L2智能驾驶功能中扮演重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统（预碰撞、ACC、驾驶辅助系统、电子稳定程序、X-by-wire 等） 1990年代至今 5~10USD部分>10USD MCU车规芯片认证 MCU汽车芯片供应商在进入OEM的供应链体系前，一般需要完成三大认证：设计阶段要遵循功能安全标准 ISO 26262，流片和封装阶段要遵循AEC-Q001~004和IATF16949，以及在认证测试阶段要遵循AEC-Q100/Q104。 其中，ISO 26262定义了ASIL四个安全等级，从低到高分别为A、B、C和D；AEC-Q100 分为四个可靠性等级，从低到高分别为 3、2、1和0。AEC-Q100系列认证一般需要1-2年的时间，而ISO 26262的认证难度更大，汽车芯片供应商周期更长。MCU在智能电动汽车产业的应用 MCU在汽车产业中应用广泛，如前表，从车身附件、动力系统、底盘、车载信息娱乐到智能驾驶等板块都会用到。随着智能电动汽车时代的发展，MCU产品需求会越来越旺盛。 电动化：1、电池管理系统BMS：BMS需要对充放电、温度、电池间均衡进行控制，主控板需要一颗MCU，每个从控板也需要一颗MCU；2、整车控制器VCU：电动汽车能量管理需要增加一个整车控制器，同时需要配备32位高阶MCU，数量根据各厂的方案不同而不同；3、引擎控制器/变速箱控制器：存量替换，电动汽车逆变器控制MCU替代油车的引擎控制器，由于电机转速较高，需要经过减速器减速，其配备的MCU控制芯片替换了油车的变速箱控制器。 智能化：1、目前国内汽车市场还是处于L2高速渗透的阶段，基于综合成本和性能的考量，OEM新增ADAS功能仍沿用分布式架构，随着装载率的提升，处理传感器信息的MCU随之增加。2、由于座舱功能日益增多，更高性能的芯片作用越来越重要，对应的MCU地位有所下降。 工艺制造MCU本身对算力要求优先，对先进制程要求不高，同时其内置的嵌入式存储自身也限制了MCU制程的提升，因此当前车规MCU工艺节点主要是在40nm及以上的成熟制程，部分比较先进的车用MCU产品采用了28nm制程。车规芯片的规格主要是8英寸晶圆，部分厂商尤其IDM开始向12英寸平台迁移，目前28nm和40nm工艺是市场主流。国外典型汽车芯片供应商 相较于消费和工业级MCU，车规级MCU对运行环境、可靠性和供货周期的要求较高，此外车规级MCU认证门槛比较高，认证时间长、进入难度大，所以整体看MCU市场格局较为集中，2021年世界前五名的MCU企业占比就达82%之多。序号 企业 国别 2021年销售额（亿美元） 2021年市场份额1 NXP 荷兰 37.95亿美元 18.8%2 微芯 美国 35.84亿美元 17.8%3 瑞萨 日本 34.2亿美元 17%4 ST 意大利 33.74亿美元 16.7%5 英飞凌 德国 23.78亿美元 11.8%
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