功能芯片（MCU）研究：優(yōu)先采購本土芯片，國產(chǎn)車規(guī)MCU進入高速發(fā)展階段

佐思汽研發(fā)布了《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》。

政策加持，車規(guī)級MCU國產(chǎn)化率將大幅提升

中國電動車企正加快采購國產(chǎn)芯片，以降低對進口芯片的依賴，同時推動國內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)體系發(fā)展，按照非正式目標(biāo)，2025年國產(chǎn)汽車芯片總體滲透率將提升至20%以上，同時鼓勵國有和民營車企優(yōu)先采購國產(chǎn)芯片。車規(guī)MCU量產(chǎn)周期長、長期以來國產(chǎn)化率極低，在政策加持下，國產(chǎn)車規(guī)MCU將進入高速發(fā)展階段。

2024年1月，工信部發(fā)布了《國家汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，到2025年，制定30項以上汽車芯片重點標(biāo)準(zhǔn)，明確環(huán)境及可靠性、電磁兼容、功能安全及信息安全等基礎(chǔ)性要求，制定控制、計算、存儲、功率及通信芯片等重點產(chǎn)品與應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，滿足汽車芯片產(chǎn)品安全、可靠應(yīng)用和試點示范的基本需要；到2030年，制定70項以上汽車芯片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。政策利好助力國內(nèi)車規(guī)MCU廠商的發(fā)展。

國際大廠在車規(guī)級MCU領(lǐng)域有先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商一開始主要從對安全要求相對較低的車身控制領(lǐng)域切入，部分領(lǐng)先企業(yè)也正積極布局動力/底盤、座艙、自動駕駛等領(lǐng)域。國內(nèi)廠商車規(guī)MCU產(chǎn)品線布局逐漸完善，且性能逐漸向國際大廠靠攏。

國產(chǎn)MCU產(chǎn)品性能已逐漸向國際大廠靠攏

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》

1、國產(chǎn)車規(guī)MCU已形成初、中、高階產(chǎn)品全方位布局

車規(guī)級高端MCU一直以來都被國際大廠壟斷，例如英飛凌在自動駕駛領(lǐng)域基本處于壟斷地位，NXP、瑞薩等在網(wǎng)關(guān)、動力/底盤領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。

近年來，國內(nèi)廠商積極布局高端車規(guī)級MCU產(chǎn)品，已有部分廠商切入了高端市場，如芯馳科技、杰發(fā)科技等。

國內(nèi)車規(guī)MCU廠商產(chǎn)品線布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》

芯馳科技：在2022年推出了E3系列車規(guī)級MCU，應(yīng)用于區(qū)域控制、車身、底盤、動力、ADAS、BMS電池管理等領(lǐng)域，目前出貨量超過百萬片。奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上搭載的懸架控制器（CDC）搭載了芯馳科技的E3系列產(chǎn)品。與此同時，E3系列在前視一體機、高精度定位、激光雷達等智能駕駛領(lǐng)域相關(guān)應(yīng)用上也已有量產(chǎn)落地。

2024年3月，芯馳科技又進一步完善E3系列，發(fā)布E3119F8/E3118F4，重點面向車身域控、區(qū)域控制器、前視一體機、激光雷達等應(yīng)用領(lǐng)域。新產(chǎn)品采用ARM Cortex R5F CPU，最多配置兩個獨立的400MHz高性能應(yīng)用內(nèi)核，信息安全內(nèi)核主頻最高可達200MHz。在工具鏈層面，芯馳會支持IAR和Greenhills，適配主流的ARM調(diào)試器并提供SDK和MCAL兩類基礎(chǔ)軟件支持。目前芯馳正在與國內(nèi)外多家AutoSAR廠商合作并開展BSW適配工作。

目前，芯馳科技的MCU產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了區(qū)域控制、底盤、智能駕駛等高端領(lǐng)域。

杰發(fā)科技：在2023年10月推出首款符合功能安全ASIL-D、基于Arm Cortex R52內(nèi)核的多核高主頻MCU——AC7870x，主要應(yīng)用在動力底盤域、新能源三電，以及全新電子電氣架構(gòu)下的區(qū)域控制器等領(lǐng)域，正式切入高端車規(guī)級MCU領(lǐng)域。

2、構(gòu)建自主可控的國產(chǎn)芯片供應(yīng)鏈

2021-2022年車規(guī)級MCU一貨難求、價格暴漲，讓中國的汽車企業(yè)意識到了自主可控的供應(yīng)鏈體系的重要性，也給國產(chǎn)車規(guī)MCU帶來發(fā)展契機。

國內(nèi)MCU廠商正在積極構(gòu)建本土供應(yīng)鏈：

云途半導(dǎo)體：過半的上游合作廠商來自國內(nèi)，已實現(xiàn)從上游晶圓廠到封裝測試等多環(huán)節(jié)全國產(chǎn)化，國產(chǎn)化供應(yīng)鏈相應(yīng)帶動產(chǎn)品性價比提升；

豪威集團：OMX14x系列中OMX14xN為全國產(chǎn)化供應(yīng)鏈的車規(guī)MCU，從Fab，到封測全部為國產(chǎn)廠家；

?杰發(fā)科技：2023年8月量產(chǎn)的車規(guī)級MCU芯片AC7802x是一款全國產(chǎn)化供應(yīng)鏈的芯片。

車規(guī)MCU在各個功能域的應(yīng)用情況

傳統(tǒng)汽車大概需要40-50個MCU，隨著E/E架構(gòu)的升級，MCU在自動駕駛、座艙、車身及區(qū)域控制、動力、底盤、中央計算等等方面的需求也在發(fā)生變化，MCU產(chǎn)品逐漸向高性能發(fā)展。

各個功能域MCU的應(yīng)用需求

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》

在自動駕駛域控領(lǐng)域，主流MCU產(chǎn)品包括英飛凌TC297X/397X系列、最新的TC4X系列，ST的Stellar系列、瑞薩的RH850系列、德州儀器的Hercules、芯馳科技的E3系列等。

自動駕駛域控MCU主流廠商產(chǎn)品布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》

在中央超算平臺領(lǐng)域，對芯片的功能安全要求更高。例如零跑汽車的“四葉草”中央超算平臺就采用恩智浦的S32G，其中標(biāo)配版采用高通8155(第三代驍龍座艙平臺)+ S32G（3核）芯片的算力搭配；中配版采用高通8295芯片(第四代驍龍座艙平臺)+恩智浦S32G（7核）芯片。

恩智浦的S32G系列采用了三個400MHz的Arm Cortex-M7內(nèi)核，可以根據(jù)不同的成本要求和應(yīng)用場景，提供不同的產(chǎn)品支持。

MCU內(nèi)核設(shè)計趨勢，GPU、新型存儲、內(nèi)置HSM安全組件等

傳統(tǒng)的MCU產(chǎn)品主要集成CPU、存儲器、I/O端口、串行口、定時器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分，而隨著域控架構(gòu)的發(fā)展，為高性能、高安全的MCU帶來了新的需求。

而隨著MCU性能的不斷提升，MCU與MPU之間的差異越來越不明顯。從目前國際大廠的一些動作看，跨界的MCU或者跨界的MPU是他們重點布局的方向之一。將MPU才有的一些硬件放到MCU上，既可以擁有MCU的低功耗、低成本、簡單，又能夠?qū)崿F(xiàn)以往MPU才能做的應(yīng)用。

??MCU圖形處理能力逐漸加強

隨著汽車對畫質(zhì)清晰度要求增加、對可縮放地圖、視頻播放等需求日漸增長，近一年來MCU廠商已經(jīng)開始在圖形處理上展開競爭。ST、英飛凌、瑞薩、NXP等國際大廠紛紛推出集成GPU的MCU產(chǎn)品，國內(nèi)的兆易創(chuàng)新、先楫半導(dǎo)體等廠商也在積極布局。

部分MCU廠商的GPU布局

來源：佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》

從英飛凌在2023年10月推出的配備新圖形引擎的全新TRAVEO? T2G Cluster系列汽車微控制器看，就是以MCU的成本打造了具有MPU性能的儀表盤、車載信息娛樂和座艙系統(tǒng)。

而且從內(nèi)存看，MCU內(nèi)置的圖形引擎可將圖形處理所需的內(nèi)存減少3~5倍，從而降低功耗和成本。

??MCU安全性要求更高

MCU是汽車網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點，與其他ECU（電子控制單元）之間通過CAN（Controller Area Network）總線或以太網(wǎng)等通信協(xié)議進行信息交互。這些通信協(xié)議如果不經(jīng)過加密或認證，就容易被攻擊者截獲和篡改，從而導(dǎo)致車輛被惡意控制或發(fā)生其他安全事故。

因此MCU在汽車網(wǎng)絡(luò)安全中扮演著重要的角色。為了應(yīng)對日益嚴峻的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，我們需要采取有效的措施來加強汽車網(wǎng)絡(luò)安全。各大車規(guī)級MCU廠商也是積極部署高安全性的MCU產(chǎn)品。

芯馳科技：芯馳E3系列滿足AEC-Q100 Grade 1可靠性認證，是國內(nèi)首個獲得德國萊茵ASIL D/SIL 3功能安全產(chǎn)品認證、國內(nèi)首個獲得國密二級認證的MCU產(chǎn)品，并且通過了TüV萊茵ASPICE CL2評估。據(jù)悉，芯馳2024年3月新發(fā)布的E3119F8/E3118F4集成了HSM硬件安全模塊，符合Full EVITA信息安全等級，并與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的信息安全解決方案提供商合作，支持符合ISO 21434標(biāo)準(zhǔn)的信息安全固件。該子系列在功能安全層面可以支持到ISO 26262 ASIL-B，芯馳將為其提供功能安全軟件庫、FMEDA以及各類功能安全文檔，并為其完成ASIL-B級別產(chǎn)品功能安全認證。

瑞薩電子：RH850系列 MCU內(nèi)置智能加密單元ICU，將秘鑰存儲在單獨的存儲區(qū)域中，CPU無法直接訪問，需要通過專用機制來增強實際的防篡改功能，支持高端的加密操作，如RSA，ECC等；可提供防止軟件操縱，連接硬件和軟件，安全啟動，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中ECU的驗證等安全服務(wù)。

佐思汽研《2024年汽車功能芯片（MCU）行業(yè)研究報告》主要研究內(nèi)容如下：

汽車MCU市場現(xiàn)狀、市場規(guī)模、市場格局、供需情況等研究；

汽車MCU在不同應(yīng)用領(lǐng)域（車身控制、自動駕駛、智能座艙、動力底盤、中央計算域控等）的應(yīng)用現(xiàn)狀、國產(chǎn)化情況、主要產(chǎn)品案例等研究；

汽車MCU產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點，如工藝制程、內(nèi)核技術(shù)、存儲技術(shù)、圖像處理功能、功能安全等情況研究；

國內(nèi)外汽車MCU供應(yīng)商的產(chǎn)品布局、新產(chǎn)品研發(fā)動態(tài)、產(chǎn)品應(yīng)用情況等研究。