从传统燃油车到智能汽车,车载MCU的单车用量经历了从约70颗到最高可达300颗的跃升,核心驱动力来自电动化带来的电池管理系统等新增需求,以及智能化带来的摄像头、雷达、座椅控制等大量控制单元的增加。与此同时,自2020年9月之后持续发酵的缺芯问题,成为供需格局的关键转折点,使MCU成为汽车芯片缺货的重灾区。
用量跃升的三个阶段
传统燃油车阶段:普通传统燃油车单车MCU需求量约70颗,豪华燃油车可达150颗。通常一个ECU至少配备一颗MCU,部分基于安全性考虑会配备两颗,因此单车用量本身已具备一定规模。
电动化阶段:在燃油车基础上,电动车对MCU的需求明显增加。电池管理系统是一块完全新增的MCU需求,动力控制系统也与传统燃油车不同;此外,一个大的电池包内包含多个小包,每个小包也需要MCU进行控制。电动化由此带来单车MCU用量的显著提升。
智能电动汽车阶段:进入智能化阶段后,单车ECU及MCU数量可达300颗。智能硬件如摄像头、雷达背后都需要MCU进行控制,座椅舒适性等功能同样依赖MCU。智能化和电动化两大趋势叠加,共同推动了车载MCU用量的跃升。
| 类别 | 单车MCU用量 |
|---|---|
| 普通传统燃油车 | 约70颗 |
| 豪华传统燃油车 | 150颗 |
| 智能汽车 | 可达300颗 |
数据来源:中国市场学会汽车营销专家委员会研究部,国融证券研究与战略发展部
供需格局的关键转折
自2020年9月之后的持续缺货,将半导体行业推上风口浪尖。MCU芯片普遍采用28-65nm成熟制程,一般用8英寸产线生产。从长期看,随着芯片制程迭代,这些成熟制程产线会被逐步取代,晶圆厂此前扩产意愿不强。面对汽车需求的复苏,MCU等成熟制程芯片出现严重短缺。
从供给端看,主流MCU厂商如瑞萨、恩智浦等部分产品由自有晶圆厂生产,但大部分产品仍需通过代工厂,其中最主要的是台积电,也有中芯和华虹等厂商。缺货开始后,厂商采取了购买二手8英寸设备扩产、重新分配产能等措施,但整体扩产相对并不积极。根据群智咨询的数据,2022年四季度车用MCU价格涨幅环比三季度有所提升,不同型号因缺料程度不同,涨幅在2%-5%之间。
国产替代的窗口期
在竞争格局方面,汽车芯片行业认证壁垒较高,供应商一旦通过整车厂或Tier1认证后基本不会被轻易更换,全球车用MCU市场竞争格局非常集中。根据观研天下的数据,2020年全球车载MCU行业前三甲为瑞萨、恩智浦和英飞凌,合计占据接近80%的市场份额;加上德州仪器、微芯、意法半导体,六家公司合计份额高达98%。
持续的缺芯和本土主机厂的崛起,为国产MCU厂商提供了崛起机会。进口芯片供给严重不足,下游客户开始寻求替代;本土主机厂尤其是造车新势力与国内芯片企业规模相对较小,双方可进行互相扶持和战略合作。代表性厂商中,国芯科技的车规级MCU已通过认证并投放市场,覆盖车身控制、车辆网关和发动机控制等领域;兆易创新作为通用型MCU市场的重要厂商,在车规市场起步较晚但后劲较足,国内已有重点车企导入其MCU产品。
常见问题
智能汽车单车MCU用量为什么能达到300颗?
智能汽车需要增加大量功能,智能硬件如摄像头、雷达背后都需要MCU进行控制,座椅舒适性等功能同样依赖MCU。叠加电动化带来的电池管理系统等新增需求,单车ECU及MCU数量可达300颗。
车载MCU缺货问题会彻底解决吗?
行业判断是未来几年可能有所缓解,但不会缓解太多,也不太可能彻底解决。汽车智能化仍处于起步阶段,电动化率提升也会继续提升MCU用量;供给端方面,作为最大产能来源的台积电在成熟制程方面近期没有新增投资,产能增长有限。
国产车载MCU厂商有哪些代表性进展?
国芯科技的车规级MCU适用于车身控制、车辆网关和发动机控制等领域,已通过认证并开始投放市场。兆易创新在通用型MCU市场具备较强竞争力,车规市场起步较晚但后劲较足,国内已有重点车企导入其MCU产品。