汽車智能化就是汽車電子化的進一步升級，而汽車電子化離不開汽車半導體行業的迅猛發展。而MCU芯片作為汽車電子系統內部運算和處理的核心，可謂是汽車大腦的地位。在汽車智能化的進程中，車規級MCU的市場將會進一步擴大。

 

據報道，比亞迪半導體的車規級MCU裝車量已超過500萬顆，搭載了超50萬輛車。

 

今年3月底，比亞迪推出號稱永不自燃的“刀片電池”。今年7月的成都車展上，驍云1.5T高功率動力總成。11月中，比亞迪DM-i超級混動技術的核心部件之一——驍云-插混專用1.5L高效發動機正式亮相。

 

經過這些年動力電池、電驅動的研究、應用，比亞迪的“肌肉”練得足夠扎實，引領著一些技術潮流的方向，比如刀片電池、三合一電驅動、乃至上游的功率器件IGBT、SiC。

 

“肌肉”的厚重與否關系到一家企業在汽車電動化、智能化進程中的耐力。而能將這塊“肌肉”的實力發揮出來幾分，需要聰明的“大腦”。目前這顆大腦需要車輛全身的復雜芯片組來實現每一項功能。

 

作為一家力爭將電動化、智能化關鍵技術都握在手中的企業，比亞迪沒有只看重“肌肉”的練習。比亞迪半導體就承擔著它的智能化進程中芯片研發的重任，為它的全新電子電氣架構打下了基石。

 

MCU隨電子電氣架構發展的兩個階段

 

汽車智能化發生的最明顯的變化就是汽車電子化的加深。這種加深基本上可以分為兩個階段：

 

一是電子系統增加使ECU和MCU數量大增，比如從后視鏡、車窗、雨刷、座椅，到車載娛樂系統、安全系統，再到車身控制和引擎控制的電子化，都離不開MCU芯片，提升駕駛體驗和安全性;

 

然而追加的電子功能變得相當繁雜，線束布局復雜性加速，使得車企決定整合ECU功能。在這個過程中MCU的數量減少，但功能更強大、安全性更高，甚至部分部件需要的MCU變更為超強算力的ASIC、GPU、FPGA等。

 

兩個階段分別對應的是整車的分布式電子電氣架構和集中式電子電氣架構。

 

十年前比亞迪F3裝有12個控制器，線束長度789米;十年后電子元器件設備數量顯著增長，全新一代唐EV的控制器數量增加到55個，線束長至2650米。分散式的電子和電氣部件導致成本高、管理低效、裝配復雜、整車設計難度大等問題。于是比亞迪對汽車電子電氣架構進行優化，按照不同功能維度進行整合為五大功能域：動力控制域、底盤電子域、安全電子域、信息娛樂域和車身電子域。

 

按照它的設定，原本在分布式電子電氣架構中，車身電子域分散為智能鑰匙控制器、空調控制器、BCM、高頻信息接收模塊、胎壓監測ECU、倒車雷達ECU等諸多電氣元器件。而在集中式布局中，它們將被整合為一個多合一車身控制器。

 

從分布式到集中式，車身控制器對MCU芯片的數據傳輸效率和安全性等運算控制能力的要求越來越高。

 

作為汽車電子系統內部運算和處理的核心，MCU是真正讓汽車變得更加高效的關鍵。它不僅得到整車廠及其Tier 1供應商的推動，而且促使半導體公司將重心放在車規級半導體業務上。

 

MCU市場規模及出貨量(數據來源：IC Insights)

 

可以看到，在汽車向智能化演進過程中，車規級MCU出貨量持續上升。IC Insights預測，車規級MCU市場將在2020年接近460億元，占MCU整體市場的40%，2025年將達700億元，單位出貨量將以11.1%復合增長率增長。

 

市場規模的擴大，對于比亞迪半導體等致力于發展車規級芯片的企業來說是一個絕好的機會。尤其是，比亞迪半導體的定位就集中在車規級和工業級半導體。

 

32位車規級MCU的探索、發展與追趕

 

比亞迪半導體從2007年進入MCU領域。最早開始研發的是工業級MCU，經過數年的積累，它開始結合工業級MCU的技術能力跨越到車規級MCU領域。

 

十三年的發展，使它擁有工業級通用MCU芯片、工業級三合一MCU芯片、車規級觸控MCU芯片、車規級通用MCU芯片以及電池管理MCU芯片。這是自主半導體公司在功率器件之外的又一突圍。

 

隨著信息化浪潮滲透著各行各業，智能化、物聯化等時代定義的興起，使得越來越多半導體廠商對于MCU領域的外設和功能愈發注重，并持續推動其向更加高集成度方面發展。目前MCU器件主要分為8位、16位和32位三種類型，它們之間有著功能性的差異，如32位MCU比8位MCU的能力更顯著更強。

 

一般來說，32位的MCU可以透過4倍的處理速度來執行更復雜的運算，進一步提高數據處理效率，同時能夠有效地處理多個外部設備，而且現階段32位MCU的成本越來越有競爭力，在同樣的價格之下，采用32位MCU可以提供更多的應用可能性。

 

比亞迪MCU芯片

 

新能源汽車發展至今，動力電池和電驅動領域國內均有可與外資匹敵的企業，但令人痛心的是，其中的主控芯片和功率器件仍然嚴重依賴進口。芯片，是自主企業發展汽車電動化和智能化過程中最薄弱的環節。

 

公開數據顯示，中國功率半導體市場占全球份額超過40%，但自給率僅10%;中國車規級MCU市場占全球份額超過30%，但卻基本100%依賴于進口。

 

車規級MCU市場依舊被把握在外資手中。根據IHS的數據，全球車載MCU市場中，瑞薩電子、恩智浦、Microchip、意法半導體、德州儀器、英飛凌一貫作為頭部玩家，擁有著九成以上的市場份額。

 

特別是近年來32位MCU被廣泛應用于在洗衣機、空調、微波爐、吸塵器、電冰箱等多種家用電器中，同時在電機控制、模擬傳感器測量和TRIAC/ LED/ LCD驅動應用都可以見到它的身影�？梢�，在有明確應用場景和智能物聯需求之后，傳統MCU必須要做出改變來適應應用端需求的變化。

 

自主半導體公司與這些頭部企業相比，缺少的是從設計端到供應鏈的可靠性和穩定性的積累。比如車規級的wafer、封裝、測試，在國內曾是一片空白。要探索、要發展、要追趕，都需要時間。

 

為此，半導體器件應用記者從市場上了解到目前國內不少科技公司在MCU芯片研發上已取得一定的突破以及優秀的成績，MCU靜電和能耗上等核心指標也有超越國際競爭對手的水準。

 

所幸的是，已有數家半導體公司在推動國內車規級MCU芯片的發展，比亞迪半導體就是主力軍之一。

 

2018年它推出第一代8位車規級MCU芯片，適用于車身控制等領域，是首款國產量產車規級MCU芯片。

 

2019年它推出第一代32位車規級MCU芯片，批量裝載在比亞迪全系列車型上。而且，它正在推出應用范圍更加廣泛、技術領先的車規級32位雙核高性能MCU芯片，基于Arm Cortex-M4F+M0雙核設計，可適用于域控制器等車身控制領域。

 

迄今為止，比亞迪半導體的車規級MCU裝車量已超過500萬顆，搭載了超50萬輛車。若加上工業級MCU，它的累計出貨量已經超過20億顆。

 

比亞迪半導體32位MCU芯片

 

汽車電子電氣架構在電動化、智能化發展過程中迎來重大升級，MCU的運算控制能力需適用于域控制器。并且，它的車規級8位、32位MCU芯片都達到可靠性標準 AEC-Q100，是按照功能安全標準 ISO26262設計。

 

對比亞迪半導體而言，背后整車平臺的支持，毋庸置疑將加速其對車規級MCU產品的定義、應用理解和落地測試。這對其他自主MCU廠商而言是比較難獲取的資源。

 

當芯片產品系列化越豐富，應用經驗越成熟，比亞迪半導體在中高端MCU領域內的突破會越快，加速其縮小與恩智浦等的差距。

 

這也是國內半導體公司的目標，不單單是解決聚焦新能源裝備制造“卡脖子”問題，更要能進入到主流供應鏈，并與國內外優秀企業協同合作，共同促進全球汽車電動化、智能化的快速發展。

 

智能汽車只有開放，才能真正創新。從比亞迪的動作來看，無論對于自研技術的重視，還對新商業模式的探索，都已經邁出幾大步。也正如了外界盛傳一句話：五菱越來越小米，比亞迪越來越華為。