汽車半導體可以簡單地分為三大類：功能晶片MCU（微控制器單元）、功率半導體（IGBT、MOSFET等）和感測器。 MCU主要在安全和駕駛的核心方面發揮作用，例如自動駕駛（輔助）系統的控制、中央控制系統的顯示和計算、引擎、底盤和車身控制等。

微控制器（MCU）約佔汽車所有半導體裝置的30%。平均每輛車使用超過70個MCU晶片。此外，汽車已從“功能性機器”發展到“智慧機器”，從“汽車電子”發展到“無人駕駛”，這進一步擴大了汽車MCU的市場規模。市場研究公司Gartner的數據顯示，在汽車電子晶片的需求中，運算控制晶片和功率半導體晶片是目前市場需求最大的兩大類別，分別佔汽車晶片總需求的26.2%和29.7%。這兩大類別的市場規模合計已達22.9億美元，佔整個汽車半導體市場的55%以上。

圖例：汽車半導體產品結構及市場份額

例如，GoogleWaymo採用英特爾CPU+Altera FPGA方案與英飛凌MCU作為通訊介面；百度Apollo採用恩智浦/英飛凌/瑞薩MCU+賽靈思FPGA/英偉達GPU方案；奧迪採用Mobileye ASIC、英偉達GPU+Altera FPGA+英飛凌方案；奧迪採用Mobileye ASIC、英偉達GPU+Altera FPGA+英飛凌。自動駕駛汽車、車載智慧通訊、車內娛樂等汽車應用需要32位MCU具備強大的資訊處理能力。未來的發展趨勢是朝著多功能整合和低功耗方向發展，應用範圍可能會持續擴大。

此外，從瑞薩電子、恩智浦半導體、德州儀器、英飛凌、微芯科技、賽普拉斯、意法半導體和東芝等主要汽車MCU製造商提供的32位汽車MCU產品線可以看出，幾乎所有製造商的MCU設計都以ARM Cortex-M或ARM Cortex-R作為CPU，並且正在努力將汽車產品線擴展到更多的汽車領域。

可以預見的是，採用主要 IP 製造商的 CPU 核心將加速汽車 MCU 的發展。

根據ICVTanK的數據，全球汽車功能晶片市場預計將從2019年的7億美元穩定成長到2021年的7.5億美元。

然而，目前全球汽車半導體市場主要由來自歐洲、美國、日本和其他國家的巨型公司主導。

汽車MCU領域的主要廠商有哪些？

根據市場研究機構Gartner的數據，2019年歐洲汽車半導體產值佔全球汽車半導體總產值15.088億美元的36.79%，市場份額位居全球第一；美國以32.64%的全球市場份額位居第二；日本緊隨其後，佔全球市場份額的26.03%。中國大陸2019年汽車半導體銷售收入僅約1億美元，佔比不到3%，與歐洲、美國和日本相比差距龐大。

圖例：資料來源：Gartner，圖表繪製地點：新文路1號

在全球排名前20的汽車半導體製造商中，美國公司佔據9席，歐洲和日本公司各佔5席。然而，歐洲汽車半導體公司的綜合競爭力更強，其中5家公司中有3家躋身全球前5。中國大陸的恩智浦半導體（NXP）是由一家中國公司收購原恩智浦標準件業務後成立的汽車半導體公司，目前是中國最大、最高水準的汽車級半導體製造商。

汽車級MCU的主要代表企業包括瑞薩電子、恩智浦半導體、英飛凌、德州儀器、英偉達等。近年來，中國也積極佈局汽車電子領域。例如，賽騰微電子等國內MCU企業已率先進入汽車領域。截至2020年5月，賽騰微電子車規級MCU的出貨量已達數百萬顆。

比亞迪半導體於2007年進入MCU領域，首款研發產品為工業級MCU。經過13年的發展，比亞迪已擁有工業級通用MCU晶片、工業級三合一MCU晶片、車規級觸控MCU晶片、車規級通用MCU晶片以及電池管理MCU晶片。這是比亞迪繼功率元件之後取得的另一項突破。

2020年3月，NavInfo全資子公司AutoChips宣布，其車規級MCU產品線AC7801X是國內首款自主研發的32位Cortex-M0+車規級MCU晶片。 AC7801X主要面向汽車車身電子領域，可廣泛應用於天窗、車窗、座椅、LED燈、ETC、倒車雷達、雨量感知器等產品領域。捷發科技依託其在後裝市場的優勢，與前裝市場領導者NavInfo形成互補，旨在提升雙方在前裝與後裝市場的競爭力。

2020年9月，上海新旺微電子科技股份有限公司完成A輪融資，金額達1億元人民幣，由矽谷資本領投，上汽恆旭、中芯國際聚源、Beyond Moore、Fed Securities及聚城投資跟投。據悉，新旺微電子基於自主研發的KungFu核心架構，開發出高可靠性、高品質的8位元MCU和32位元MCU&DSP。除了擁有自主研發的MCU核心與架構外，新旺微電子還開發了一系列開發工具，包括整合開發環境、C編譯器和模擬器，實現了從晶片到工具鏈的完全自主開發，從而能夠進行自主研發。

中國製造業仍在努力追趕，主要原因是車用級MCU晶片研發週期長、設計門檻高、資金投入大。目前，國產MCU主要應用於各類汽車頭燈、尾燈控制系統及週邊舒適性控制，例如車窗玻璃升降、無線充電等。

從上游產能到終端採購，2021年汽車MCU短缺的原因有哪些？

此次汽車晶片嚴重短缺的是用於 ESP（電子穩定係統）和 ECU（電子控制單元）系統的 MCU。

分析汽車晶片短缺的原因，從上游產能到終端採購，以供學習和參考：

在供應方面，2020年上半年的悲觀預測在一定程度上抑制了下半年汽車晶片產能的調度。零庫存甚至負庫存也是造成短缺的重要因素。先前不重視晶片庫存的人現在也開始高度重視。

另一方面，全球疫情的蔓延也對晶片及其上游產業造成了衝擊。 MCU晶片上游8吋晶圓產能緊張，東南亞晶片組裝廠停產，義大利晶片巨頭意法半導體（STMicroelectronics）遭遇大規模罷工，進一步加劇了MCU晶片的短缺。根據SUMCO發布的數據顯示，2020年汽車領域8吋晶圓產能佔比約33%，12吋晶圓產能佔比約為5%。在半導體產業整體產能緊張的情況下，消費性電子產業進一步擠佔了晶片產能。

圖例：2020年8吋晶圓產能應用比例 圖表：國際電子商業資料 來源：SUMCO

圖例：2020年12吋晶圓產能應用比例 圖表：國際電子商業情勢 資料來源：SUMCO

需求方面，中國汽車產業持續復甦，市場表現超乎預期。汽車電子和智慧化的發展進一步提升了單車對汽車晶片的需求。由於汽車晶片供應短缺，零件製造商的交貨週期開始延長。英飛凌32位元MCU的交貨週期目前為15-24週，義法半導體MCU的交貨週期已延長至24-35週。

這輪汽車電子晶片短缺主要來自國際主流廠商，例如恩智浦、英飛凌、義法半導體和博世等老牌汽車晶片企業。部分廠商的汽車MCU產品價格上漲了20%-30%。國內汽車晶片自給自足率不到10%，因此我們基本上只能旁觀這場汽車晶片短缺。畢竟，車規級認證、可靠性、長期認證等嚴格要求，都是中國晶片企業進入汽車供應鏈的障礙。

汽車晶片短缺可能持續半年之久，預計2021年上半年汽車晶片供應仍將面臨一定壓力。汽車晶片短缺進一步敲響了國內汽車產業鏈的警鐘。國產MCU進軍汽車供應鏈已成為普遍趨勢。例如，長城汽車近期完成了對北京地平線機器人技術研發有限公司的戰略投資，這意味著長城汽車正式進軍晶片產業。吉利也投資了新清科技和新駿能。國產新能源車的崛起將帶動國內供應鏈的崛起，與國產手機品牌崛起帶動手機供應鏈崛起的過程如出一轍。

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