32位车规级MCU的探索、发展与追赶

经过这些年动力电池、电驱动的研究、应用，比亚迪的“肌肉”练得足够扎实，引领着一些技术潮流的方向，比如刀片电池、三合一电驱动、乃至上游的功率器件IGBT、SiC。

“肌肉”的厚重与否关系到一家企业在汽车电动化、智能化进程中的耐力。而能将这块“肌肉”的实力发挥出来几分，需要聪明的“大脑”。目前这颗大脑需要车辆全身的复杂芯片组来实现每一项功能。

作为一家力争将电动化、智能化关键技术都握在手中的企业，比亚迪没有只看重“肌肉”的练习。比亚迪半导体就承担着它的智能化进程中芯片研发的重任，为它的全新电子电气架构打下了基石。

MCU随电子电气架构发展的两个阶段

汽车智能化发生的最明显的变化就是汽车电子化的加深。这种加深基本上可以分为两个阶段：

一是电子系统增加使ECU和MCU数量大增，比如从后视镜、车窗、雨刷、座椅，到车载娱乐系统、安全系统，再到车身控制和引擎控制的电子化，都离不开MCU芯片，提升驾驶体验和安全性；

然而追加的电子功能变得相当繁杂，线束布局复杂性加速，使得车企决定整合ECU功能。在这个过程中MCU的数量减少，但功能更强大、安全性更高，甚至部分部件需要的MCU变更为超强算力的ASIC、GPU、FPGA等。

两个阶段分别对应的是整车的分布式电子电气架构和集中式电子电气架构。

根据比亚迪一份公开的资料，十年前比亚迪F3装有12个控制器，线束长度789米；十年后电子元器件设备数量显著增长，全新一代唐EV的控制器数量增加到55个，线束长至2650米。

分散式的电子和电气部件导致成本高、管理低效、装配复杂、整车设计难度大等问题。于是比亚迪对汽车电子电气架构进行优化，按照不同功能维度进行整合为五大功能域：动力控制域、底盘电子域、安全电子域、信息娱乐域和车身电子域。

按照它的设定，原本在分布式电子电气架构中，车身电子域分散为智能钥匙控制器、空调控制器、BCM、高频信息接收模块、胎压监测ECU、倒车雷达ECU等诸多电气元器件。而在集中式布局中，它们将被整合为一个多合一车身控制器。

从分布式到集中式，车身控制器对MCU芯片的数据传输效率和安全性等运算控制能力的要求越来越高。

作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是真正让汽车变得更加高效的关键。它不仅得到整车厂及其TIer 1供应商的推动，而且促使半导体公司将重心放在车规级半导体业务上。

可以看到，在汽车向智能化演进过程中，车规级MCU出货量持续上升。IC Insights预测，车规级MCU市场将在2020年接近460亿元，占MCU整体市场的40％，2025年将达700亿元，单位出货量将以11.1％复合增长率增长。

市场规模的扩大，对于比亚迪半导体等致力于发展车规级芯片的企业来说是一个绝好的机会。尤其是，比亚迪半导体的定位就集中在车规级和工业级半导体。

32位车规级MCU的探索、发展与追赶

比亚迪半导体从2007年进入MCU领域。最早开始研发的是工业级MCU，经过数年的积累，它开始结合工业级MCU的技术能力跨越到车规级MCU领域。

十三年的发展，使它拥有工业级通用MCU芯片、工业级三合一MCU芯片、车规级触控MCU芯片、车规级通用MCU芯片以及电池管理MCU芯片。这是自主半导体公司在功率器件之外的又一突围。

新能源汽车发展至今，动力电池和电驱动领域国内均有可与外资匹敌的企业，但令人痛心的是，其中的主控芯片和功率器件仍然严重依赖进口。芯片，是自主企业发展汽车电动化和智能化过程中最薄弱的环节。

公开数据显示，中国功率半导体市场占全球份额超过40%，但自给率仅10%；中国车规级MCU市场占全球份额超过30%，但却基本100%依赖于进口。

车规级MCU市场依旧被把握在外资手中。根据IHS的数据，全球车载MCU市场中，瑞萨电子、恩智浦、Microchip、意法半导体、德州仪器、英飞凌一贯作为头部玩家，拥有着九成以上的市场份额。

这并不是说国内的芯片一直迟滞不前，而是还有待时间去积累。

自主半导体公司与这些头部企业相比，缺少的是从设计端到供应链的可靠性和稳定性的积累。比如车规级的wafer、封装、测试，在国内曾是一片空白。要探索、要发展、要追赶，都需要时间。

所幸的是，已有数家半导体公司在推动国内车规级MCU芯片的发展，比亚迪半导体就是主力军之一。

2018年它推出第一代8位车规级MCU芯片，适用于车身控制等领域，是首款国产量产车规级MCU芯片。

2019年它推出第一代32位车规级MCU芯片，批量装载在比亚迪全系列车型上。而且，它正在推出应用范围更加广泛、技术领先的车规级32位双核高性能MCU芯片，基于Arm Cortex-M4F+M0双核设计，可适用于域控制器等车身控制领域。

迄今为止，比亚迪半导体的车规级MCU装车量已超过500万颗，搭载了超50万辆车。若加上工业级MCU，它的累计出货量已经超过20亿颗。

不难看出，整车的背景使它更加明白，汽车电子电气架构在电动化、智能化发展过程中迎来重大升级，MCU的运算控制能力需适用于域控制器。

并且，它的车规级8位、32位MCU芯片都达到可靠性标准 AEC-Q100，是按照功能安全标准 ISO26262设计。

对比亚迪半导体而言，背后整车平台的支持，毋庸置疑将加速其对车规级MCU产品的定义、应用理解和落地测试。这对其他自主MCU厂商而言是比较难获取的资源。

当芯片产品系列化越丰富，应用经验越成熟，比亚迪半导体在中高端MCU领域内的突破会越快，加速其缩小与恩智浦等的差距。

这也是国内半导体公司的目标，不单单是解决聚焦新能源装备制造“卡脖子”问题，更要能进入到主流供应链，并与国内外优秀企业协同合作，共同促进全球汽车电动化、智能化的快速发展。
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