和SoC。传统应用，特别是燃油车，MCU所占比重很大，SoC用量很少。随着化水平的提高，SoC用量大幅度的增加，有超过MCU之势，那么，车用MCU还有未来吗？本文讨论一下这个
MCU应用广泛，你能想到的各种商业、工业、消费类电子设备，绝大多数都会用到MCU，在所有应用中，汽车对MCU的性能、可靠性、安全性的要求是最高的，同时也是MCU最大的应用领域，2021年，在整个MCU市场中，车用部分占比达到38%-40%。目前，汽车 MCU市场规模约为80亿美元，2022-2025年CAGR为11%，高于MCU行业平均水平。
在单车用量方面，以一辆奥迪豪华型SUV为例，共使用了38个MCU，其中，动力系统使用2个，底盘和安全系统使用12个，ADAS使用6个，信息娱乐系统使用8个，车身和其它系统使用了10个MCU。这样的用量并不算多，有的汽车能用到近百个MCU。
价格方面，汽车MCU的ASP明显高于其它应用，2021年达到3.1美元。自2020年以来，因为供不应求，汽车MCU价格持续上涨16%，2021年上涨22%，在所有应用类型MCU中涨价幅度最大。Yole预计，未来汽车MCU的价格仍将处于高位。
在所有精度（位数）的MCU中，32位是主流，占比接近77%，16位约为18%，8位占5%左右。32位的营收占比达77%，出货量占比约40%，因此，32位MCU在汽车市场占比最大，市场规模约为58亿美元。
以上粗略地介绍了汽车MCU市场的宏观情况，下面看一下MCU在汽车中的具体应用情况。
在汽车电动化、智能化普及之前，汽车的各个功能块由ECU（ElectronicControl Unit）控制，MCU则是ECU的核心，除了MCU，ECU还集成了存储器（ROMRAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器ADC），随时监控各种汽车运行数据（刹车、换挡、速度、航向角等），和汽车运行的各种状态（加速、打滑、油耗、前车距离等），并根据预先设计的程序逻辑计算各种传感器送来的信息，处理后把各个参数发送给相关的执行模块，执行各种预定的控制功能。这种架构一般称为分布式。
随着智能化、网联化、电气化在汽车应用的深入和普及，汽车电子电气（E/E）架构逐渐从分布走向集中，以减少车辆线束，提高内部信息流转效率。分布式架构下，汽车各功能模块相互独立，仅需MCU即可满足所需算力。当电子电气架构向集中式演进时，算力也趋向于集中，仅依靠传统MCU已难以满足计算需求，这加速了车用SoC芯片的发展。当前，无人驾驶和智能座舱芯片以CPUGPU和NPU等AI加速器组成的SoC 芯片为主流，并集成在域控制器中。域是将传统ECU控制进一步集中，形成几大功能块，可概括为整车控制域（VDC， Vehicle Domain Controller），智能驾驶域（ADC，ADAS/AD Domain Controller），智能座舱域（CDC，Cockpit Domain Controller）。未来，在基于域的集中式架构基础上，还将向域融合（中央集成）的带状架构方向发展，它进一步简化了架构，功能更加集中。
域控制架构下，控制芯片将朝着MCU+SoC方向发展，SoC芯片并不能替代所有MCU。一方面，不是所有系统都有必要接入SoC，比如让转向灯闪耀的控制方式，如果不用MCU方案，全部接入SoC会形成一个星形网络，不仅导线数量会增加，管理难度也会大增。另一方面，需要一些MCU作为SoC芯片的安全冗余。
目前，汽车市场仍以燃油车为主，纯电动汽车发展势头很猛，但市占率要超过燃油车，还需要一些时间。在这种情况下，MCU用量依然可观，特别是智能座舱、高精度地图、车身电子等应用对MCU需求量大增，所需的MCU数量和单价都有所提升。大到动力系统、车身控制、电机驱动控制管理系统、仪表盘、车载影音娱乐系统、高级安全系统、ADAS，小到车窗、雨刮、电动座椅、倒车雷达和车钥匙等都需要MCU来控制。目前，一辆电动汽车上的MCU用量也可达到几十个，尤其是电门控制管理系统、自动泊车、先进巡航控制、防撞系统等，对32位MCU的需求量还会显著提升。
在分布式ECU逐渐向域集中的过程中，由DCU（域控制器）集成多类ECU实现控制功能的集中。
过去几年，特别是2014-2018，辅助驾驶发展方兴未艾，玩家以Mobileye、英伟达和传统 MCU厂商为主。人们理想中的无人驾驶功能尚处早期（辅助驾驶），也就是L2级，只有到了L4级，才能真正称为无人驾驶。目前此阶段，汽车的电子电气架构仍以分布式为主，用智能前视一体机就可以实现智驾需求，对芯片算力需求不高，Mobileye在该阶段占据了大部分L1-L2视觉ADAS芯片市场，同时，传统MCU厂商，如瑞萨TI的芯片搭载在博世的系统方案中，也占据大量市场占有率。英伟达以通用 GPU架构为基础，于2016年推出Tegra Parker SoC，用于特斯拉HW 2.0平台，将基于GPU的无人驾驶SoC推向市场，但该阶段的SoC技术迭代速度仍较慢，MCU依然有发展空间。
从中短期来看，L1/L2级辅助驾驶智能汽车仍会占较大的市场比重，由于缺乏路径规划功能且传感器数量有限，仅靠传感器端的MCU便足已完成融合、决策任务，分布式架构仍为主流，因此，中低端ADAS加速普及将带动MCU用量提升。而在L2+及更高级别智能汽车中，SoC芯片将逐渐替代MCU，但部分底盘交互高实时性任务仍需要 MCU来完成，ADAS域控制器仍会搭载至少一个MCU，以保障系统功能安全。
除了辅助驾驶系统，其它功能域，如座舱、仪表、动力、车身控制等，对MCU的用量需求各有不同。
随着座舱越来越智能化，MCU用量将减少。智能座舱实现的功能繁多，包括信息娱乐、人机交互等，为实现这些先进功能，需要更高性能的芯片，使得MCU地位呈下降趋势。以仪表盘和抬头显示（HUD）这两个座舱功能为例，仪表盘的性能提升使MCU的主控地位被高算力处理器取代，HUD功能，特别是AR-HUD需要处理的信息量很大，处理器需要系统级芯片SoC。
在动力域，传统燃油车的动力系统最重要的包含发动机和变速箱，这两个部件各有一个MCU，一个发动机主控MCU和一个变速器主控MCU。纯电动汽车动力系统包括整车控制模块，电机控制器模块，电池管理模块三个部分，动力域控制器集中控制上述三个部分，这个系统要更多的MCU，估计每辆车会比传统燃油车多用至少5个。
车身控制管理系统所用的MCU数量相对来说比较稳定，变化不大，原因主要在于车身域技术较为成熟且使用生命周期长，实现这些功能对芯片算力的要求较低，所用的MCU价格也较低。
总之，MCU在传统功能的控制应用上仍有一席之地，而在座舱和无人驾驶方面的用量会明显减少。随着汽车电子电气架构逐步发展，座舱域和无人驾驶域也有融合趋势，直至实现全车中央计算机控制架构，未来可能还有云端电脑对汽车进行控制。
汽车半导体细分市场规模预测（亿美元，按2021年规模排序），来源：中泰证券
从上边这个表格能看出，在可预见的未来几年，虽然各种汽车芯片，特别是SoC的增长率很高，但总体市场顶级规模的依然是MCU。
在可预见的未来之后，随着燃油车占比下降，纯电、智能化汽车占比大幅度的增加，MCU的总体用量会有所下滑。
目前，特斯拉电动汽车是集中式架构的典型代表。域架构下，特斯拉将众多小型ECU功能全部集成到区域控制器中，因此，ECU数量相比ID.4/Mach E等车型少，Model Y、ID.4、Mach E 的ECU用量分别为26、52、51。这比传统燃油车的ECU少了很多，ECU数量减少导致MCU的用量下降。
总体来看，MCU应用随汽车电子电气架构发展而变化，用量会经历一个由少变多，再由多变少的过程。SoC芯片会集成部分低端MCU功能，而且，随着汽车SoC算力提升，功能不断强大，会有更多的MCU功能被集成进SoC。随着汽车电子电气分布式架构向域控制发展，单车MCU用量将从平均30-40个，逐步提升至70-80个，未来，随着集中式架构普及，算力向整车计算平台集中，汽车MCU的用量又将逐步降低至50-60个左右。
对于汽车零部件和整车厂商来说，MCU的更新迭代速度较慢，使用周期较长，因此倾向于能提供稳定解决方案的供应商，较少更换供应商。这在很大程度上决定了全世界汽车MCU市场长期稳定的格局，瑞萨、恩智浦、英飞凌三足鼎立，意法半导体德州仪器安森美、微芯等紧跟其后。
不同厂商的侧重点各有不同。例如，英飞凌擅长底盘、动力域控制；恩智浦基于Arm架构，打造开放MCU平台，适合中小客户，除了ADAS摄像头控制外，在连接、网络、传感器控制等方面优势显著，应用覆盖面较广；瑞萨依靠日本汽车大厂，产品覆盖高中低端，应用覆盖车身、底盘、动力、智能座舱等。
ADAS方面，瑞萨更擅长摄像头控制，英飞凌擅长中央安全MCU，恩智浦擅长雷达控制（包括毫米波雷达和超声波雷达）。
以上都是IDM大厂，汽车MCU晶圆代工也占有较大市场占有率，台积电约占全球车规级MCU晶圆代工出货量70%的份额，全球头部MCU厂商对台积电的依赖性很强。近两年，受疫情影响，台积电减少了车规级MCU的产能，在市场需求快速攀升的情况下，相关MCU供不应求。
目前，中国汽车芯片自给率不足10%，高度依赖国外企业，汽车芯片进口率高达95%，用于动力系统、底盘控制和ADAS等功能的关键芯片均被国外巨头垄断。而在需求侧，中国汽车市场约占全球份额的30%，是车规级芯片需求最大的市场。
由于车规级MCU认证门槛高、认证周期长，对可靠性、安全性、一致性、寿命等要求很高，中国汽车MCU芯片市场长期被国外厂商占据。近些年，国内已有不少厂商在布局车规级MCU，如芯旺微、杰发科技、芯驰科技、比亚迪半导体、兆易创新等。
近年来，中国大陆厂商从与安全性能相关性较低的中低端车规级MCU切入，如雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等车身控制模块，并开始研发汽车智能化所需的高端MCU，如智能座舱、ADAS等。目前，兆易创新、芯海科技、国芯科技、比亚迪半导体等厂商均有通过车规验证的MCU产品，中颖电子车规级MCU也已经流片。
在25%和30%的渗透率预期下，中国汽车MCU市场在2021-2025年的CAGR分别为9.24%和11.22%，车规级MCU市场规模具有较大增长空间。
目前，中国车规级MCU行业正处于导入期，在相对成熟的消费级和工业级MCU技术基础上，车规级MCU市场大规模需求会刺激国内厂商加大研发投入力度，能够优先满足技术方面的要求并获取客户订单的厂商将快速占据市场，国产替代潜力巨大。
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规模、主要企业等方面做整 理，以及分析国内外主要厂商的产品线差异。本期我们主要梳理
基本被国外厂商垄断，不过随着国产替代的需求不断的提高，以及疫情导致的供应链失衡
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