汽车半导体可以简单地分为三大类：功能芯片MCU（微控制器单元）、功率半导体（IGBT、MOSFET等）和传感器。MCU主要在安全和驾驶的核心方面发挥作用，例如自动驾驶（辅助）系统的控制、中央控制系统的显示和计算、发动机、底盘和车身控制等。

微控制器（MCU）约占汽车所有半导体器件的30%。平均每辆车使用超过70个MCU芯片。此外，汽车已从“功能性机器”发展到“智能机器”，从“汽车电子”发展到“无人驾驶”，这进一步扩大了汽车MCU的市场规模。市场研究公司Gartner的数据显示，在汽车电子芯片的需求中，计算控制芯片和功率半导体芯片是目前市场需求最大的两大类别，分别占汽车芯片总需求的26.2%和29.7%。这两大类别的市场规模合计已达22.9亿美元，占整个汽车半导体市场的55%以上。

图例：汽车半导体产品结构及市场份额

例如，谷歌Waymo采用英特尔CPU+Altera FPGA方案和英飞凌MCU作为通信接口；百度Apollo采用恩智浦/英飞凌/瑞萨MCU+赛灵思FPGA/英伟达GPU方案；奥迪采用Mobileye ASIC、英伟达GPU+Altera FPGA+英飞凌MCU多芯片集成方案等等。自动驾驶汽车、车载智能通信、车内娱乐等汽车应用需要32位MCU具备强大的信息处理能力。未来的发展趋势是朝着多功能集成和低功耗方向发展，应用范围可能会持续扩大。

此外，从瑞萨电子、恩智浦半导体、德州仪器、英飞凌、微芯科技、赛普拉斯、意法半导体和东芝等主要汽车MCU制造商提供的32位汽车MCU产品线可以看出，几乎所有制造商的MCU设计都以ARM Cortex-M或ARM Cortex-R作为CPU内核，并且正在努力将MCU产品线扩展到更多的汽车应用领域。

可以预见的是，采用主要 IP 制造商的 CPU 内核将加速汽车 MCU 的发展。

根据ICVTanK的数据，全球汽车功能芯片市场预计将从2019年的7亿美元稳步增长到2021年的7.5亿美元。

然而，目前全球汽车半导体市场主要由来自欧洲、美国、日本和其他国家的巨型公司主导。

汽车MCU领域的主要厂商有哪些？

根据市场研究机构Gartner的数据，2019年欧洲汽车半导体产值占全球汽车半导体总产值15.088亿美元的36.79%，市场份额位居全球第一；美国以32.64%的全球市场份额位居第二；日本紧随其后，占全球市场份额的26.03%。中国大陆2019年汽车半导体销售收入仅约1亿美元，占比不足3%，与欧洲、美国和日本相比差距巨大。

图例：数据来源：Gartner，图表绘制地点：新文路1号

在全球排名前20的汽车半导体制造商中，美国公司占据9席，欧洲和日本公司各占5席。然而，欧洲汽车半导体公司的综合竞争力更强，其中5家公司中有3家跻身全球前5。中国大陆的恩智浦半导体（NXP）是由一家中国公司收购原恩智浦标准件业务后成立的汽车半导体公司，目前是中国规模最大、水平最高的汽车级半导体制造商。

汽车级MCU的主要代表企业包括瑞萨电子、恩智浦半导体、英飞凌、德州仪器、英伟达等。近年来，中国也积极布局汽车电子领域。例如，赛腾微电子等国内MCU企业已率先进入汽车领域。截至2020年5月，赛腾微电子车规级MCU的出货量已达数百万颗。

比亚迪半导体于2007年进入MCU领域，其首款研发产品为工业级MCU。经过13年的发展，比亚迪已拥有工业级通用MCU芯片、工业级三合一MCU芯片、车规级触摸MCU芯片、车规级通用MCU芯片以及电池管理MCU芯片。这是比亚迪继功率器件之后取得的又一项突破。

2020年3月，NavInfo全资子公司AutoChips宣布，其车规级MCU产品线AC7801X是国内首款自主研发的32位Cortex-M0+车规级MCU芯片。AC7801X主要面向汽车车身电子领域，可广泛应用于天窗、车窗、座椅、LED灯、ETC、倒车雷达、雨量传感器等产品领域。捷发科技依托其在后装市场的优势，与前装市场领导者NavInfo形成互补，旨在提升双方在前装和后装市场的竞争力。

2020年9月，上海新旺微电子科技有限公司完成A轮融资，金额达1亿元人民币，由硅港资本领投，上汽恒旭、中芯国际聚源、Beyond Moore、Fed Securities和聚城投资跟投。据悉，新旺微电子基于自主研发的KungFu核心架构，开发出高可靠性、高质量的8位MCU和32位MCU&DSP。除了拥有自主研发的MCU核心和架构外，新旺微电子还开发了一系列开发工具，包括集成开发环境、C编译器和仿真器，实现了从芯片到工具链的完全自主开发，从而能够进行自主研发。

中国制造业仍在努力追赶，主要原因是车用级MCU芯片研发周期长、设计门槛高、资金投入大。目前，国产MCU主要应用于各类汽车前大灯、尾灯控制系统以及周边舒适性控制，例如车窗玻璃升降、无线充电等。

从上游产能到终端采购，2021年汽车MCU短缺的原因有哪些？

此次汽车芯片严重短缺的是用于 ESP（电子稳定系统）和 ECU（电子控制单元）系统的 MCU。

分析汽车芯片短缺的原因，从上游产能到终端采购，以供学习和参考：

在供应方面，2020年上半年的悲观预测在一定程度上抑制了下半年汽车芯片产能的调度。零库存甚至负库存也是造成短缺的重要因素。此前不重视芯片库存的人现在也开始高度重视起来。

另一方面，全球疫情的蔓延也对芯片及其上游产业造成了冲击。MCU芯片上游8英寸晶圆产能紧张，东南亚芯片组装厂停产，意大利芯片巨头意法半导体（STMicroelectronics）遭遇大规模罢工，进一步加剧了MCU芯片的短缺。据SUMCO发布的数据显示，2020年汽车领域8英寸晶圆产能占比约为33%，12英寸晶圆产能占比约为5%。在半导体行业整体产能紧张的情况下，消费电子行业进一步挤占了芯片产能。

图例：2020年8英寸晶圆产能应用比例 图表：国际电子商业数据 来源：SUMCO

图例：2020年12英寸晶圆产能应用比例 图表：国际电子商业形势 数据来源：SUMCO

需求方面，中国汽车行业持续复苏，市场表现超出预期。汽车电子和智能化的发展进一步提升了单车对汽车芯片的需求。由于汽车芯片供应短缺，零部件制造商的交货周期开始延长。英飞凌32位MCU的交货周期目前为15-24周，意法半导体MCU的交货周期已延长至24-35周。

本轮汽车电子芯片短缺主要来自国际主流厂商，例如恩智浦、英飞凌、意法半导体和博世等老牌汽车芯片企业。部分厂商的汽车MCU产品价格上涨了20%-30%。国内汽车芯片自给率不足10%，因此我们基本上只能旁观这场汽车芯片短缺。毕竟，车规级认证、可靠性、长期认证等严格要求，都是中国芯片企业进入汽车供应链的障碍。

汽车芯片短缺可能持续半年之久，预计2021年上半年汽车芯片供应仍将面临一定压力。汽车芯片短缺进一步敲响了国内汽车产业链的警钟。国产MCU进军汽车供应链已成为一种普遍趋势。例如，长城汽车近期完成了对北京地平线机器人技术研发有限公司的战略投资，这意味着长城汽车正式进军芯片行业。吉利也投资了新清科技和新骏能。国产新能源汽车的崛起将带动国内供应链的崛起，这与国产手机品牌崛起带动手机供应链崛起的过程如出一辙。

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