電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）說到車規(guī)級(jí)芯片大家首先想到的一定是MCU，在一輛汽車中有1/3的芯片都是MCU。MCU在汽車應(yīng)用中起到了單元模塊控制的作用，例如車身控制、動(dòng)能控制、自動(dòng)駕駛等方面都需要用到MCU。汽車電氣化的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，據(jù)商務(wù)部表示，1至9月生產(chǎn)企業(yè)新能源汽車銷量215.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)1.9倍，較2019年同期增長(zhǎng)1.4倍，占生產(chǎn)企業(yè)新車銷量的11.6%。新能源汽車銷量屢創(chuàng)新高，MUC的市場(chǎng)需求也水漲船高。一輛普通的燃油車MCU用量由70顆至100顆不等，由于電動(dòng)汽車朝著智能化方向不斷前進(jìn)，自動(dòng)駕駛、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的快速發(fā)展，每個(gè)復(fù)雜的功能單元都需要性能極強(qiáng)的MCU對(duì)其控制，因此，電動(dòng)汽車的MCU用量相較于燃油車的用量高出一倍甚至更多。今年8月，據(jù)IC insights預(yù)計(jì)，2021年車規(guī)級(jí)MCU銷量將同比增長(zhǎng)至23%，產(chǎn)值達(dá)76億美元，創(chuàng)歷史新高，車規(guī)級(jí)MCU將迎來新增長(zhǎng)。

不同級(jí)別的芯片都有不同的硬性要求，以保證芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性。如車規(guī)級(jí)MCU的制造硬性要求遠(yuǎn)高于一般商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)的芯片，僅次于軍用級(jí)芯片的標(biāo)準(zhǔn)。車規(guī)級(jí)MCU的使用壽命、穩(wěn)定性以及工作耐溫都有著嚴(yán)苛的要求。

使用壽命，汽車不屬于易耗品，從落地到最終使用結(jié)束周期大多都在10年以上，因此對(duì)使用壽命有著嚴(yán)格的要求，車規(guī)級(jí)MCU的使用壽命要遠(yuǎn)高于汽車的使用壽命才能保證汽車行駛的安全性。

穩(wěn)定性，穩(wěn)定性對(duì)車規(guī)級(jí)MCU來說非常重要，汽車行駛的路況具有不確定性，車規(guī)級(jí)MCU在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮行駛過程中會(huì)經(jīng)歷碰撞、抖動(dòng)等情況對(duì)芯片的影響以及車輛長(zhǎng)時(shí)間使用電路老化造成的干擾問題，提高車規(guī)級(jí)MCU的穩(wěn)定性。

芯片工作耐溫能力，車規(guī)級(jí)MCU一般裝配在汽車內(nèi)部，負(fù)責(zé)各個(gè)功能單元的控制，汽車在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，為保證行車安全，車規(guī)級(jí)MCU需具備抗高溫的能力。部分地區(qū)溫度環(huán)境惡劣，在冬天氣溫會(huì)低至零度以下，因此車規(guī)級(jí)MCU還需具備抗低溫能力，避免芯片低溫失效，汽車無(wú)法啟動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生。一般車規(guī)級(jí)MCU的耐溫范圍為－40℃至150℃。

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2020年車規(guī)級(jí)MCU 98%的市場(chǎng)份額主要被國(guó)外廠商所占據(jù)，其中瑞薩占30%、恩智浦占26%、英飛凌占14%，這三家企業(yè)占據(jù)50%以上的市場(chǎng)份額排名前三。MCU作為汽車控制的核心器件，MCU的優(yōu)劣直接影響到整車性能，下面將對(duì)市場(chǎng)份額前三公司的部分產(chǎn)品進(jìn)行分析。

不同級(jí)別的芯片都有不同的硬性要求，以保證芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性。如車規(guī)級(jí)MCU的制造硬性要求遠(yuǎn)高于一般商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)的芯片，僅次于軍用級(jí)芯片的標(biāo)準(zhǔn)。車規(guī)級(jí)MCU的使用壽命、穩(wěn)定性以及工作耐溫都有著嚴(yán)苛的要求。

使用壽命，汽車不屬于易耗品，從落地到最終使用結(jié)束周期大多都在10年以上，因此對(duì)使用壽命有著嚴(yán)格的要求，車規(guī)級(jí)MCU的使用壽命要遠(yuǎn)高于汽車的使用壽命才能保證汽車行駛的安全性。

穩(wěn)定性，穩(wěn)定性對(duì)車規(guī)級(jí)MCU來說非常重要，汽車行駛的路況具有不確定性，車規(guī)級(jí)MCU在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮行駛過程中會(huì)經(jīng)歷碰撞、抖動(dòng)等情況對(duì)芯片的影響以及車輛長(zhǎng)時(shí)間使用電路老化造成的干擾問題，提高車規(guī)級(jí)MCU的穩(wěn)定性。

芯片工作耐溫能力，車規(guī)級(jí)MCU一般裝配在汽車內(nèi)部，負(fù)責(zé)各個(gè)功能單元的控制，汽車在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，為保證行車安全，車規(guī)級(jí)MCU需具備抗高溫的能力。部分地區(qū)溫度環(huán)境惡劣，在冬天氣溫會(huì)低至零度以下，因此車規(guī)級(jí)MCU還需具備抗低溫能力，避免芯片低溫失效，汽車無(wú)法啟動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生。一般車規(guī)級(jí)MCU的耐溫范圍為－40℃至150℃。

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2020年車規(guī)級(jí)MCU 98%的市場(chǎng)份額主要被國(guó)外廠商所占據(jù)，其中瑞薩占30%、恩智浦占26%、英飛凌占14%，這三家企業(yè)占據(jù)50%以上的市場(chǎng)份額排名前三。MCU作為汽車控制的核心器件，MCU的優(yōu)劣直接影響到整車性能，下面將對(duì)市場(chǎng)份額前三公司的部分產(chǎn)品進(jìn)行分析。

恩智浦也算是汽車行業(yè)的龍頭，2020年恩智浦在汽車電子領(lǐng)域銷售額占總營(yíng)收的44%，其中恩智浦車規(guī)級(jí)MCU在全球市場(chǎng)的市占率為26%。目前恩智浦已推出S32 MCU系列、EAMCU系列、MAC57DXXX系列MCU，最近還推出了一款閃存支持512 KB至8 MB的S32K3 MCU，該產(chǎn)品目前還處于樣品階段，未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。其中，恩智浦的S32G高性能MCU受到了很多客戶的認(rèn)可，S32G主要是將高性能的MPU與MCU集成于同一芯片內(nèi)，大幅度地提升了芯片的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力和降低軟件的復(fù)雜性，現(xiàn)被已被眾多汽車廠商采用。

圖源：恩智浦

S32G2是一款恩智浦的車規(guī)級(jí)MCU，采用了各個(gè)基于Arm架構(gòu)的Cortex-A53內(nèi)核，具有兩兩鎖步功能，主要負(fù)責(zé)高運(yùn)算量的數(shù)據(jù)處理工作，同時(shí)，還采用了3個(gè)基于Arm架構(gòu)的Cortex-M7全鎖步內(nèi)核，主要負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理工作。內(nèi)部還集成了多個(gè)加速引擎，低延遲通信引擎，具有20個(gè)CAN接口，用于汽車處理網(wǎng)絡(luò)加速；數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)引擎，具有4個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)接口，用于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)加速；硬件安全引擎，用于安全啟動(dòng)和加速安全服務(wù)。該芯片符合車規(guī)級(jí)2級(jí)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，耐溫為－40°C至105°C。

2019年英飛凌收購(gòu)CYPRESS，補(bǔ)齊英飛凌汽車電子品類，全力發(fā)展汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域，2020年英飛凌取代恩智浦在汽車電子領(lǐng)域的霸主地位成為第一，市占率達(dá)13.2%。其中在車規(guī)級(jí)MCU領(lǐng)域英飛凌的市占率為14%，排名第三。

圖源：英飛凌

CYT3BB/4BB系列是英飛凌的車規(guī)級(jí)MCU，采用了Arm架構(gòu)主頻高達(dá)250MHz的Cortex ®-M7F 單/雙核，4 MB 代碼閃存和256 KB 工作閃存，該系列芯片具有高效的數(shù)據(jù)處理能力和優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)連接能力，主要應(yīng)用于汽車的車身控制模塊、網(wǎng)關(guān)控制和汽車娛樂系統(tǒng)中。CYT3BB/4BB系列可通過以1個(gè)太網(wǎng)接口和8個(gè)CAN FD接口進(jìn)行高速率的數(shù)據(jù)傳輸以及頻繁的數(shù)據(jù)更改，除此之外還集成了20個(gè)LIN/UART接口和I2C、SPI可進(jìn)行配置的串行通信接口。內(nèi)部集成了12為的高速A/D轉(zhuǎn)換器和220個(gè)可編程的 GPIO。CYT3BB/4BB系列采用了272 Pin的BGA封裝，耐溫范圍為－40至 125℃。

MCU作為汽車單元控制的主要核心部分，對(duì)汽車智能化發(fā)展具有推動(dòng)作用。目前汽車電子市場(chǎng)空前繁榮，車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，眾多企業(yè)不斷布局汽車電子市場(chǎng)，以擴(kuò)產(chǎn)、合作、收購(gòu)的形式提升對(duì)市場(chǎng)的影響力和滿足市場(chǎng)的產(chǎn)品需求。在國(guó)內(nèi)，目前也有不少?gòu)S家推出了車規(guī)級(jí)MCU的國(guó)產(chǎn)替代方案，依托國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的汽車市場(chǎng)，盡可能地向國(guó)際大廠靠攏。