汽車芯片緊張局面，仍未得到根本性的緩解。

近日，全球主要的汽車MCU供應商瑞薩電子警告，全球汽車半導體供應短缺的局面可能會持續到下半年。目前來看，到今年二季度末，已經大概率將繼續處于供求緊張狀態。

“我們的工廠正在滿負荷運行，試圖滿足需求，但沒有辦法知道市場何時會平衡。”瑞薩首席執行官Hidetoshi Shibata表示。

瑞薩公司約一半的收入來自汽車行業，客戶包括豐田汽車、福特汽車和日產汽車等主要汽車制造商。除了自主生產晶圓（中低端MCU），該公司部分高端芯片則外包給臺積電。

目前，汽車芯片產業鏈各方都在努力提升產能，但壓力仍然巨大。有數據顯示，全球主要汽車制造商因為芯片短缺可能會損失600億美元左右的銷售額。

此外，一些分析人士指出，由于芯片產能的提升需要時間，再加上消費類電子產品市場需求仍然持續上升，最終汽車芯片的價格還可能會被持續推高，造成汽車制造商的成本也在不斷加大。

一、MCU是“缺貨”重災區

芯片供應短缺的局面，也在造成部分汽車制造商產能吃緊。

高工智能汽車研究院監測數據顯示，今年1月國內新車（合資+自主品牌）上險量為227.87萬輛，同比增長22.99%，環比下滑11.56%。除了一部分臨近中國春節等假日因素，部分OEM已經出現壓縮產能的情況。

另一方面，目前新車智能化、網聯化配置仍處于快速爬坡階段，盡管本輪適配這些功能的中高端SoC芯片受影響較小，但不排除后續緊缺的可能。

數據顯示，今年1月國內新車搭載智能駕駛（L0-L2級ADAS）上險量為67.16萬輛，同比增長22.38%，繼續保持較高的增長率。

“對此我們無能為力。”Hidetoshi Shibata表示，目前還不清楚瑞薩是否會從中獲利（價格上漲），但好的跡象是，半導體制造商對于汽車芯片的重要性有了更多的認知，這有助于后續上游產能更精準部署。

一直以來，汽車芯片受制于市場規模小、產品性能要求高等影響，無法與消費類電子以及工業領域應用相抗衡。以臺積電公布的數據顯示，智能手機以及高性能服務器市場占據營收的80%，汽車芯片收入僅占3%。

目前，汽車制造商已經趨向于直接與芯片供應商合作，這打破了傳統的供應鏈模式（芯片廠更多是tier2的角色），有助于后續訂單安排、庫存和市場需求的更及時、合理調配。

同時，一些汽車MCU供應商也受益于此輪芯片短缺帶來的投資加碼，而MCU也是本輪芯片短缺的“重災區”。

3月10日，芯旺微電子宣布完成B輪3億元融資，此次融資領投方就兩家來自汽車行業的戰略投資者（上汽恒旭、萬向錢潮），資金將主要用于車規芯片的研發，力圖打破國外巨頭在車規級MCU芯片長期壟斷的格局。

芯旺微電子是國內少數擁有自主IP內核處理器架構的MCU芯片設計公司，接下來該公司將重點布局滿足ASIL-D等級應用的汽車發動機、域控制器的多核MCU產品，以及射頻、以太網和總線類車規產品。

此外，近年來國內有不少汽車MCU芯片初創公司開始嶄露頭角。

成立于2019年8月8日的智芯半導體，核心團隊來自世界知名汽車半導體公司，擁有完整的汽車MCU產品定義、芯片研發、軟件及方案開發、市場營銷20年實踐經驗，已經在在天津、合肥、蘇州、南京、上海等均已設立研發基地。

從該公司官網了解到，公司主要研發設計應用于汽車系統的高可靠性微控制器MCU和微處理器MPU芯片，去年4月第一顆測試芯片完成設計，已委托晶圓廠進行生產。

根據此前公開數據顯示，全球汽車MCU產品供應主要有7家半導體公司掌控，其中瑞薩、NXP、英飛凌（含收購的Cypress）合計占據近90%的市場份額，本輪芯片短缺潮已經促使汽車制造商開始尋求平衡上游供應商過度集中帶來的可能風險。

參股投資甚至是參與定制化研發設計成為部分頭部汽車制造商的選擇，這也給很多初創公司帶來了新的機會，某種程度上加快前裝導入的進度。

高工智能汽車研究院預測，隨著資本市場對于汽車芯片不同細分市場的理解越來越專業，繼前幾年邊緣AI計算、高算力SoC投資熱潮之后，針對MCU等更多種類關鍵汽車芯片的關注度正在上升。

不過，真正的瓶頸還是上游的晶圓代工廠的產能分配。數據顯示，臺積電生產的汽車用微處理器占全球總出貨量的70%左右。

二、MCU的新機會

由于芯片短缺，通用汽車將工廠停產延長到了3月底。福特表示，今年第一季度的產量可能比原計劃下降10%至20%。

此外，菲亞特克萊斯勒不得不暫停其銷量最高的品牌吉普（Jeep）的部分生產。福特也不得不將銷量王牌F-150系列進行產能縮減。

考慮增加安全庫存以及從多渠道采購芯片、增加供應商備選機制已經成為汽車制造商下一步的重點戰略。此外，隨著智能化、網聯化進程加速、整車電子架構以及集中化域控趨勢明確，車載芯片市場也面臨新的重構。

以MCU為例，MCU和MPU之間的區別變得越來越模糊。附加額外的內存、算力已經成為行業的主流需求趨勢，足夠強大的MPU可以支持更復雜的應用。

目前，平均每輛車大約有50個微控制器（MCU），用于剎車、空調、儀表、安全、門鎖和其他系統。這也是為什么此次芯片短缺影響如此巨大的原因之一。

然而，汽車行業正朝著“處理資源集中的方向發展，這將推動對高性能嵌入式微處理器的更多需求”，這將意味著整車未來需要更少的MCU，但對MPU的需求將會增加，并且產生更多的新需求。

隨著車端搭載傳感器的復雜性和多樣性的增加，未來新車將需要更多集中式高性能MPU+通用MCU來提供更高性能的冗余控制以及算力支持。

此外，由于汽車行業對于軟件的依賴程度已經越來越高，如何實現硬件基礎架構和軟件的復用率的提升變得越來越緊迫。考慮到過去傳統MCU更多是針對某一項應用，跨域MCU也成為一種趨勢。

比如，瑞薩在兩年前推出的RH850/U2A，就是一款集成了基于硬件的虛擬化輔助功能，同時保持傳統RH850產品的快速、實時性能的跨域MCU。

這種基于硬件的虛擬化輔助技術可以支持ASIL D級別的功能安全，提供更高級別的系統集成。同時，也是滿足汽車制造商日益增長的需求，將多個應用程序集成到一個芯片上實現向下一代E/E架構的升級。

為了支持底盤/安全應用所需的ASIL D級別，基于硬件的虛擬化輔助技術允許客戶在RH850/U2A MCU上實現多種具有不同功能安全級別的軟件，并在不受干擾的情況下并行運行，同時保持控制車輛所需的實時性能。

去年上市的大眾ID.3搭載的大陸集團網關高性能服務器（HPC），正是基于瑞薩電子的高性能R-Car M3系統芯片（SoC），提供車輛系統的集中控制，并配備了安全網關功能，以實現云服務連接。

通過與瑞薩RH850/U2A跨域微控制器的結合，虛擬化功能使連接到外部云服務的軟件與控制車輛的軟件隔離，各自能夠完全獨立地運行，支持ASIL D功能安全，從而形成一個完整的汽車安全服務器解決方案。

從特定域的E/E架構轉向集中式和跨域的架構，意味著車輛將擁有數臺功能強大的車載計算平臺，而不是無數單個ECU，背后更是種類較多的MCU。顯然，這不利于汽車半導體供應鏈的標準化和規模化效應的發揮。

這種方法將在未來E/E架構內提供更大的靈活性和可伸縮性，同時也降低了硬件成本和復雜性。數據顯示，在不犧牲任何功能的情況下，一個功能域架構可以比現在的架構減少20%的ECU使用量，同時可以在未來增加更多新功能。

同時，MCU將逐步演化為未來的域控制單元，由于集成了高性能CPU，可以用于管理域控制器內以及與其他電控單元 （ECU） 之間的通信，并且通過應用程序和底層驅動程序縮短軟件開發時間。

而這種產品路線的演變，也為更多汽車MCU芯片初創公司帶來了更多的機會，國產MCU進入汽車供應鏈也是大勢所趨，從而真正實現國產汽車芯片核心鏈條的自主可控。
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