狮子金融

2020年11月26日，中国汽车供应链峰会上，一场颁奖仪式正在举行，汽车芯片企业颇受关注。然而当集成电路类奖项颁给上汽英飞凌时，本该上台领奖的CEO王文学却“失踪”了。那时的他正忙着给德国总部打电话，召集芯片。

这位在汽车半导体从业十余年的专家已经嗅到了危急的相近，他在事后接受采访时连声说，“实在我们的产业链一点都不平安，一点都不平安[1]。”

2020年第四序度最先，全球汽车行业遭遇了史无前例的芯片欠缺，而且延续至今。

凭证咨询机构AutoForecast Solutions的数据，2021年全球车企因缺芯减产1000万辆，其中中国区域减产200万辆，跨越了丰田昔时在中国的所有销量。这意味着几千亿的损失，而罪魁罪魁仅仅是一些售价几块到几十块不等的小芯片。

一位芯片公司高管说，2021年中国险些所有车企都派出了一位副总级其余高层常驻上海，他们的义务只有一个，搞到芯片，尤其是最为紧缺的MCU。

MCU（Mcrocontroller Unit，微型控制单元）俗称单片机，通常在需要盘算机程序控制的地方，都可以见到它的身影，小到电动玩具、手机，大抵家电、汽车。

现在一辆汽车中需要用到数十到上百枚MCU，用于车身、底盘、动力系统、智能驾驶以及娱乐系统的控制，一旦缺了其中要害的一枚，汽车就生产不出来。

只管卡住了车企的脖子，但单从手艺上来看，MCU并没有那么难——高难度的手机Soc拥有CPU、GPU、存储、基带等种种功效模块，内建百亿晶体管，以7nm工艺生产，仅设计用度就是几个亿美元；与之相比，MCU内只有CPU、存储、外设，CPU内核能够在公然市场上购置（通常是Arm），生产工艺则可以接纳比7nm落伍五代的40nm。

只管打造一枚国产汽车MCU的手艺壁垒不算高，但芯片供应危急重创汽车行业时，依然没有一家足够壮大的本土MCU芯片公司站出来成为车企的坚实后援。

那么问题来了，在中国有意提升芯片自主化比例，难度更高的手机SoC、超算芯片都能完成国产替换的今天，理论上更容易突破的MCU，中国企业为何在汽车上迟迟打不开事态？

01

高墙：高风险 低回报

2018年12月，海内首颗车规级32位MCU芯片亮相。MCU按数据带宽可分为8位、16位、32位，位数越大代表性能越好，定位越高端。好比小家电和电动玩具用8位MCU就够，而汽车电子、物联网则需要更多32位支持。

打响突破第一枪的不是MCU厂商，而是本土的舆图厂商四维图新。一年之前，四维图新瞅准了汽车智能化的时机，斥资36亿收购了联发科旗下汽车电子部门杰发科技。

其着实四维图新向汽车MCU跨界之前，海内据称已有上百家MCU厂商，其中不乏年出货量上亿颗的企业，但他们大多对汽车MCU敬而远之。好比兆易创新活跃在工业和消费电子领域，中颖电子则在家电MCU占山为王。

但跨界者的跃跃欲试和老江湖的按兵不动，隐藏着这个行业的残酷事实：汽车MCU对新进入者来说，完全是一桩“高风险，低回报”的生意。

本土MCU企业芯旺微对高风险有个直观的总结，“车规尺度多、研发周期长、隐形成本高、配套要求高、连带责任大”。

以作为基础门槛的车规为例，汽车MCU的角逐中，芯片的可靠性需求远重于性能需求，因此行业对MCU的不良率要求为需≤1DPPM，即百万分之一，与双色球二等奖的中奖概率相当。而在真正装车应用时，大规模车企经常现实要求的不良率是：0。

为了让芯片知足严苛的平安要求，汽车行业制订了一整套车规级尺度，对一枚芯片从设计到制造、封装的全流程举行认证，这会极大地磨练MCU企业与上下游的协同。

详细来说，上游的芯片IP提供方需要专门研发“汽车行业专用型IP”，为芯片提供平安冗余。MCU企业基于这些IP设计出属于自己的MCU，便于车规认证。一些MCU企业为了保险，会直接要求上游提供的IP自己即通过功效平安认证。

身处中游的MCU厂商，则要在设计出芯片后，破费12-18个月举行大量测试，保证芯片能够耐受住AEC-Q100尺度认证中的崎岖温袭击、庞大电磁环境、极端震惊实验等磨练，知足功效平安要求，让芯片在量产装车后能够在种种工况下，平安运行10-15年。

跨界入局的四维图新便体会到了厂商的艰辛。2018年，杰发的利润仅到达答应的65%，随后两年收入则从5亿降至3亿，财报在剖析了一番外部因素后，忠实地示意“ 芯片研发投入比预期要高，研发周期较预期略长。”

而在下游的制造环节，芯片生产企业（晶圆厂）与封装厂则必须凭证IATF 16949要求，确立专门的车规芯片产线，举行6-12个月的认证，时代不得生产其他产物。

对可靠性的极端要求，使得MCU车规认证尺度严苛、条目繁多、流程漫长，再加上芯片设计、装车测试等环节，企业需要在无业绩的情形下投入短则三年长则五年，这直接劝退了绝大多数张望者。曾在中芯国际任职的一位半导体剖析师称，车规的存在成倍地放大了海内外MCU芯片的差距。

另外需要说明的是，上面形貌的是海内MCU企业清一色接纳的fabless模式，资产模式轻，与一体化垂直整合的IDM模式有所区别。

就算跨过了门槛，汽车MCU的市场故事，对新进入者来说也不够性感——在2021年之前，这是一个总量不大、毛利较低、需求增进平缓、名目相对稳固的细分市场。

2020年，MCU的价钱已连年下降，最低时平均价钱迫近0.6美元一颗，昔时汽车MCU市场规模为65亿美元，仅占全球半导体市场规模的1.5%。总量较小的同时，MCU的毛利率也不算高，纵然是行业龙头瑞萨，毛利率也才47%。

相比之下，以移动处置器为主业的高通，手机SoC销售均价高达20-30美元，2020年毛利率则跨越66%，一个季度的营业额就力压汽车MCU行业一整年业绩。

汽车MCU“撅着屁股捡钢镚”的谋划模式，使得市场份额集中到确立时间久、具有规模效应的汽车半导体头部企业手中。瑞萨、恩智浦、英飞凌、德仪、微芯、意法等厂商通过并购整合，占有了汽车MCU跨越90%市场。

固化的行业名目带来了一个效果，外洋MCU大厂在耐久量产实践中，和下游杀青了稳固的客户关系，建设了厚实的“失效场景库”以及芯片失效溯源机制，能够将芯片越做越平安，同时也以芯片为基础确立了开发生态。

对车企来说，这意味着替换MCU的时机成本极高。即便有本土企业咬牙拿出了相符车规的MCU，但Tier-1、车企出于平安思量和生态切换的投入，也很少吸纳其作为主力供应商。因此，在汽车MCU领域，海内企业险些连赔本售卖打价钱战的资格都没有，只能在一些不涉及汽车平安的部位猥琐发育。

2019年，四维图新的MCU出货量仅为数百万颗，已经在汽车MCU摸爬滚打7年的芯旺微，该营业营收则为3000万元，与外洋大厂差了两个数目级。

直到一只黑天鹅进场，打破了僵局。

02

窄门：短暂的时机期

2021年，在地震、雪灾、火灾对晶圆厂的轮流洗礼和订单错配下，汽车MCU的供应日益吃紧，外洋大厂相继涨价。而在8月，海内车企陷入了彻底断炊的恐惧中，缘故原由是千里之外的疫情，阻断了一块汽车MCU的生产。

在海内，博世的ESP车身稳固系统占有70%份额，该系统需要的MCU采购自意法半导体（ST）。但在那时，ST位于马来西亚的芯片封装厂因疫情停产，传导到海内，新车因缺芯开不下产线。投契者则借机大发横财，芯片黑市一度将原价13元的MCU炒上了4000元一枚的天价[2]。

博世中国执行副总裁徐大全的同伙圈截图

缺芯事宜，让海内车企彻底意识到，外洋芯片企业 外洋零部件巨头的MCU供应链并没有想象中那样稳固。扶持本土汽车MCU公司保供的历程蓦然加速，国产汽车MCU在2021年迎来了井喷。

此前在工控和消费电子领域张望的兆易创新、中颖电子，紧要上马车规级MCU项目，设计2022年量产。在2021年最后半个月，琪埔维、芯旺微、旗芯微、云途半导体相继完成亿元融资，创下了国产汽车MCU融资密度纪录。就连四维图新厥后也在财报中扬眉吐气，其汽车MCU营业在2021年同比暴增了10倍。

一年时间，国产汽车MCU从门庭萧条，变作风口上的芯。然而，国产汽车MCU能在风口上停留的时间实在有限。

一方面，外洋厂商只需要通过扩产就能够解决市场的求过于供。

在2021年芯片欠缺后，瑞萨宣布将汽车MCU扩产50%，承接代工订单的台积电也宣布汽车MCU扩产60%。行业预计，2023年随着新一批产线集中投产，汽车MCU的欠缺就将获得缓解。

换句话说，留给国产汽车MCU与车企完成绑定的时间只有两年左右。

另一方面，手艺趋势很可能将汽车MCU逐渐引向一个更集中化、高端化的市场，这更利好具有深挚手艺沉淀的外洋厂商。

近些年，汽车电子电气架构逐渐向集中式过渡，在集中式的架构确立起来后，汽车上的MCU用量将削减，一块高性能的MCU将取代多枚中低端MCU。

在高性能汽车MCU领域，英飞凌、瑞萨等相继推出了TC4x、RH850/U2B等产物，芯片拥有更高的时钟频率，更大的内存，一枚芯片能够同时支持多个应用（而不是像传统MCU那样只能运行一个应用），为未来做好了准备。

与之相比，海内仅有少数企业如芯驰宣布了面向未来的高性能产物E3，整体现在仍然处于“低端打基础，高端待突破”的事态，芯片主要应用在对汽车平安影响不大、性能要求不高的车身控制等领域。

这意味着，壁垒森严的汽车MCU市场，实在只给海内企业留下了一道窄门，而且已经最先关闭。

03

命门：卡脖子的老面貌

即便海内汽车MCU芯片企业能够整体崛起，也并不能从基本上解决缺芯的问题。由于在汽车MCU创业热潮中整体涌现的是芯片设计公司，而缺芯的基本缘故原由，是芯片制造环节的产能不足。

事实上，国产汽车MCU面临的，是和海内消费电子高端芯片相似的逆境——掌握要害手艺的上游与下游都不在大陆，在消费电子芯片上下游划分垄断着命门的Arm与台积电，在汽车MCU领域也卡住了脖子。

在制造环节，台积电在先进制程一骑绝尘的同时，在汽车MCU所需的成熟制程也积累深挚，拥有最多车规级芯片产线，占有了全球70%车规级MCU产能，不仅外洋大厂将部门芯片制造向其外包，海内企业杰发、芯驰等也将其作为代工厂。

台积电占有了70%车规级MCU产能

在大陆，车规级MCU产线则处于稀缺状态。

究其缘故原由，此前海内涉足汽车MCU的芯片企业少、规模小，难以形成有用需求。大陆TOP2的芯片代工厂中芯国际、华虹，此前代工的MCU主要是兆易创新、芯海科技等企业用于消费电子、工业领域的芯片。而尚在襁褓中的汽车MCU公司，在缺芯的靠山下很难从他们手中要到产能[4]。

而在上游的IP供应环节，由于Arm的壮大生态，海内外汽车MCU在芯片设计时绝大多数内核都选择了基于Arm Cortex 的IP，其市场占有率跨越50%，仅有少数企业如芯旺微选择自研IP。

不外，改变正在发生。在上游的IP供应方面，海内正试图通过基于开源的RISC-V开发MCU，绕开Arm的垄断。而在制造环节，2021年芯片欠缺后，中芯国际投资45亿美元扩产，其中大多数都投向了成熟制程，华虹亦开启扩产历程，海内车规级MCU产线因此有望得以扩张。

今年5月中旬，外媒报道美国有意进一步扩泰半导体装备禁令，中芯国际与华虹赫然在列，也让这场MCU国产化运动显得似乎更有需要。

04

尾声

在MCU国产化的历程中，身处终端的车企若何行动将关系到这一目的的成败。

在本轮缺芯浪潮中，丰田和宝马都与芯片企业杀青了慎密的互助关系，对供应链实时掌握，因而反倒在偕行的缺芯中抢占市场，2021年新车销量划分上涨9%、7.4%。而海内车企则被天下政协经济委员会副主任、工信部原部长苗圩痛斥“只会在那儿叫唤”。

若是要确立起一个新的国产汽车MCU供应链，车企的供应链治理仅仅穿透至芯片企业实在并不够，还要进一步往芯片IP与芯片制造延伸。

华为在2018年之后的行为，已经留下了可以参照的先例：在上游，华为转向开源的IP生态，基于RISC-V打造芯片；而在下游，华为则选择加码先进封装，绕开先进制程来解决芯片制造问题。

海内汽车MCU需要一个强有力的角色，从而将本土供应链串联起来。