2022年中国新能源汽车产业系列研究报告-车规半导体之车规MCU发展之道：建造完整生态圈

2022年中国新能源汽车产业系列研究报告车规半导体之车规MCU发展之道：建造完整生态去提供的住何内容(指限于数据、文字二图去提供的住何内容(指限于数据、文字二图图像等)均头豹研究院独有的高度件(在报告中另行机明出处者除外车规MCU生态圈赋能圈内各方推动行业整体发展需求的产品与解决方案，同时与合作伙伴一同提升行业影响力；整车厂则能得到芯片研发与应用经验，从而打造差异化竞争优势；整车厂与Tier1的工程师的开发难度将得到降低，从而提升开发效率，能更专注地对车规应用进行研发。生态圈各方互惠互利，将推动行业整体发展车规MCU生态圈助力公司打破同质化困局、提高生产供应能力>在需求显著提升的环境下，芯片设计厂商数量也显著提高，潜在同质化、低质竞争的困局，而车规MCU的产能集中度高、产线技术与经验需求强，本土生产供应能与稳定供应能力拥有完整车规MCU生态圈的公司将能更好地把握发展机遇>车规MCU公司短期的发展重点是取得订单或与客户合作进行上车验证，而长期发展则在于构造生态圈，从而提高整体竞争力。通过不同的生态圈布局方式，芯驰科技、芯旺微、比亚迪半导体三家国内车规MCU厂商皆取得了不错进展的厂商，其中，芯驰科技从生态圈联盟中获得发展推动力，实现迅速发展提高建造车规MCU生态圈是满足汽车领域发展新需求的关键两大主要因素显著加强建造车规MCU生态圈的必要性：一、国内车规MCU行业整体发力时间晚，仍待完善，集群力能够更快地推动行业发展；二、汽车行业发展趋势带来新的终端需求与产业链结构改变。一方面，车规MCU市场份额高度集中在海外龙头手上，国内行业各环节通过紧密合作能够加快提高车规技术与产品或解决方案的影响力，从而加强行业整体竞争力。其中，芯片设计与产线生产技术进展也需齐头并进，从而满足量产需求，这需要厂商与代工、封测环节深度配合。另一方面，汽车发展的“新四化”趋势与“软件定义汽车”趋势带来需求量提升、芯片集成程度提高等需求，产业链结构则也因为整车厂的新发展需求而改变。拥有生态圈的车规MCU厂商能够更好地满足整车厂的需求。·EDA(电子设计自动化):指利用计算机辅助设计(CAD)软件，来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式IP(知识产权)核：IP核将一些在数字电路中常用，但比较复杂的功能块，如FIR滤波器、SDRAM控制器、PCI接口等设计成可修改参数的模块·Tier1:一级供应商。与整车厂直接签订供应合同的供应商，为整车厂供应零部件，产品并不一定全部来自自身的产线生产制造MCU:微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制头豹ISO26262:ISO26262《道路车辆功能安全》国际标准是针对总重不超过3.5吨八座乘用车，以安全相关电子电气系统的特点所制定的功能安全标准AEC-Q100:AEC是汽车电子协会(AutomotiveElectronicsCouncil)的简称，AEC-Q认证为其建立的质量控制标准，其中AEC-Q100是针对于集成电路应力测试认证的失效机理3目录◆车规MCU发展新需求目录··新能源车功能丰富与汽车产业链格局改变带来发展新需求07·加强高端应用能力与把握替代切入期是发展重点08◆车规MCU生态圈解析·建造完整车规MCU生态圈是MCU厂商发展的关键10·车规MCU生态圈潜在发展方向12·车规MCU生态圈模版可复制至其他计算及控制芯片的车规生态构建14◆国内生态圈布局较好的MCU厂商·拥有车规MCU生态圈的公司能够更好地把握车规领域发展机遇16◆方法论头豹20◆法律声明21企业介绍224图表目录图表目录图表1:图表1:MCU在新能源车中的作用07图表2:汽车产业链格局发生改变07图表3:海外龙头汽车MCU/芯片产品交货周期情况08图表4:国内车规MCU情况及中低高端应用含义08图表5:车规MCU生态圈的组成部分10图表6:车规MCU生态圈促进行业整体发展11图表7:国内与海外厂商建造生态圈的区别11图表8:2010-2021年国内芯片设计企业数量增长情况12图表9:潜在同质化困局12图表10:车规MCU生态圈助厂商打破困局12图表11:全球车规MCU产能分配现状13图表12:利用车规MCU生态圈加强本土生产与供应能力13图表13:构建车规MCU生态圈的意义14图表14:车规芯片生态圈与汽车发展趋势的关系14图表15:车规MCU公司发展能力关键考量因素16图表16:车规MCU厂商的客户合作与生态布局情况16图表17:芯驰科技的发展历程17图表18:芯驰科技的生态圈布局17图表19:芯旺微车规MCU的发展历程18图表20:芯旺微的生态布局18图表21:比亚迪半导体MCU的发展历程19图表22:比亚迪半导体与比亚迪汽车的封闭生态圈与成果195第一章节：车规MCU发展新需求发展需求生态圈解析相关企业介绍新能源车功能丰富与汽车产业链格局改变为车规MCU发展带来新的需求·新能源车功能丰富程度提升，提高了车规MCU高端应用的需求；而在全新汽车产业链格局下，通过汽车芯片研发打造差异化是整车厂竞争的关键。车规MCU厂商需要建造生态圈，从而更好地满足整车厂需求MCU为关键汽车芯片，新能源车将推动高端应用需求进一步提高MCU在新能源车中的作用对终端部件或系统发出控制执行控制指令L1-L2ADAS号、电池能源管理信号等其他信号，执行控制所对应的终端应用，是实现不同新能源车功能不可或缺的汽车芯片进入智能化阶段，车规领域关注MCU高端应用发展：相比于传统燃油车，新能源车功是整车厂打造差异化的关键，对于MCU高端应用的需求进一步提高汽车产业链格局改变带来车规MCU厂商建设生态圈的需求汽车产业链格局发生改变传统链式结构新式多线并行结构整车厂整车厂以提高供应稳定性，并形成差异化产品，从而提高整车厂竞争力全新汽车行业发展方向与缺芯行情推动汽车产业链格局改变：“软件定义汽车”成为未来汽车行业发展方向，汽车芯片则是推动发展的核心。新的产业链格局下，整车厂与芯片厂商合作，研发汽车芯片，有助于整车厂在未来提高竞争力；芯片厂商到整车厂的环节减少，有利于信息传导时间减少、信息损耗降低，因此，芯片厂商能更直接地获取整车厂所需产能、产品功能等需求信息，从而提高供应稳定性厂商能够更好地满足整车厂的差异化产品研发等需求，从而增强客户粘性7国内车规MCU情况及中低高端应用含义国内车规MCU情况及中低高端应用含义技术规格、可靠性要求较低：中低端应用领域对MCU性能、安全性要求较低，使用8、16位MCU;应用于中低端领域的MCU损坏后替换较为容易技术规格、可靠性要求高：高端应用领域对MCU性能、安全性要求高，主要为32位MCU;应用于高端领域的MCU损坏后替换较为困难·国内车规MCU厂商有望把握国产替代机遇进入整车厂供应链，实现短期发展；长期发展则需要厂商通过与客户密切合作、建造生态圈提高产品技术规格、可靠性，满足客户的高端应用需求海外龙头汽车海外龙头汽车MCU/芯片产品交货周期情况厂商45周30周头32-45周豹20-45周32-45周海外龙头交货周期上升或处于配货状态，为国产替代提供机遇窗口：海外龙头交货周期上升或处于配货状态，为国产替代提供机遇窗口：在缺货环境下，海外龙头优先供货海外客户，国内车规MCU厂商获得进入国内整车厂供应链的机遇导入整车厂供应链为短期发展关键，长期发展关键在于高端应用布局：MCU技术规格、可靠性是客户重点考量因素，两者缺一不可，海外龙头的先行优势助其形成技术积累与获得长期可靠性认证，掌握了大部分车规MCU的市场份额。我们认为，短期国内车规MCU厂商可利用中低端应用产品进入供应链；长期发展则需要厂商与客户密切合作、建造生态圈提高车规领域高端应用的能力来源：富昌电子，IHSMarkit,各公司官88第二章节：车规MCU生态圈解析生态圈解析相关企业介绍建造完整车规MCU生态圈是MCU厂商发展的关键生态、稳定产能等优势，并实现车规应用技术水平快速提高，是长期发展的关键车规MCU生态圈聚焦车规应用领域，通过生态圈内部联动，创造MCU在车规领域上的价值，同时实现整体发展车规MCU车规MCU生态圈的组成部分车规MCU生态圈定义：以MCU为生态中心，聚焦车规领域，与产业链上下游、其他车载半导体以及行业外部利益相关者紧密联系、互相促进所形成的生态圈。生态圈内部通过联动，能够创造MCU在车规领域上的价值，同时内部各方也能从中获益，实现整体发展来源：头豹研究院 终端客户求，并能提高MCU在特定汽车功能上的性能--Z2二二含义：MCU行业的上游组成部分与车规应用软件供应商，上游包括EDA、IP核、代工、车规级验证等建造车规MCU生态圈助力提高国内MCU厂商竞争力·国内MCU厂商在车规领域的规模、影响力较小，经验积累时间短。各方联合发展是建造完整生态圈最佳的方法，在各方协同发展的同时，车规MCU厂商能够更好地满足终端客户的需求车规车规MCU生态圈促进行业整体发展理解，提高实际中应用所能达到的效能整车厂整车厂定提高供应稳定性，从而合理安排汽车生产计划对于在职工程师：使用开发生态可减少设计开发时间，专注拓展车规新应用工程师工程师与产品的认知，做好就职准备车载半导体、上游、软件供应商合作伙伴：受MCU在车规应用领域发展影响，合作伙伴获得的需求将提升，各方的技术与影响力也将受带动提高合作伙伴规模、技术等现状的差异决定了国内厂商建设生态圈的最佳方法国内与海外厂商建造生态圈的区别现状：国内MCU厂商在车规领域发展时间尚短，技术仍待积累；在可靠性与性能方面，尤其在高端应用上仍待发展，整体上，影响力较小情况对开发生态、产品生态进行布局，并自发地与生态圈各环节的参与者合作。在协同发展之下，生态圈各参与者的能够实现竞争力、影响力提高现状：海外MCU厂商先行优势形成深厚车规领域技术与深刻理解，并占据了市场绝大部分的份额模与资本进行并购，或凭借自身在全球影响力吸引本土的企业加入生态圈，从而进一步加强自身的影响力与竞争力各方联合发展是国内MCU厂商建造完整生态圈的最佳方法：国内MCU厂商车规领域导入时间晚、规模与影响力较小，自发地与车规MCU生态圈各环节的参与者形成合作关系，能够更快地提升自身能力，进而与海外厂商竞争车规MCU生态圈满足可持续发展基本要求，对关键角色进入生态圈具有吸引力：只有各方协同发展，推动车规MCU行业持续发展：各方协同发展可加速新技术、新产品的导入，促进产品迭代更新；稳定供应将保证新能源车行业持续发展，进一步推动车规MCU行业发展车规MCU行业来源：头豹研究院互惠互利才能形成可持续发展的生态圈，而生态圈中潜在关键角色皆能从中获益，满足可持续发展的的基本要求，同时也为关键角色参与生态圈提供了动力更好地满足终端需求是车规MCU生态圈为车规MCU厂商带来的优势：车规MCU发展的重点在于满足汽车应用需求。通过生态圈各方的联动，车规MCU厂商能够更好地满足整车厂的需求，如缩短研发时间、提供稳定供应、提供定制化解决方案等头豹车规MCU生态圈潜在发展方向：通过产品联合降低同质化·在芯片设计企业数量大幅增加的环境下，车规MCU厂商面临进入产品高度同质化、低端竞争的困局，无法实现长期发展，而车规MCU生态圈能够打造出厂商产品的差异化、提高客户粘性，从而打破困局2010-2021年国内芯片设计企业数量增长情况201020112012201320142015201620172018201920■数量——同比(%)潜在困局车规MCU生态圈助厂商打破困局潜在困局自主布局自主布局建造车规MCU生态圈差异化产品、车规解决方案、高粘性客户车规MCU生态圈潜在发展方向：生产线各方深度合作，加强车规MCU生产与供应能力·供应能力是本土车规MCU厂商实现良好发展的要素之一，而当前产能大部分掌握在海外龙头手上，本土代工厂生产技术则仍待提高，构建生态圈能够加强车规MCU的生产与供应能力，有助于本土厂商整体发展车规MCU产能基本源于海外龙头内部，外部产能则主要由台积电掌握全球车规MCU产能分配现状~10%罗~10%罗~5%~5%sMus拥有产能是本土厂商突围的关键，生态圈的构建可加强生产与供应能力利用车规MCU生态圈加强本土生产与供应能力加强生产与供应能力MCU芯片设计厂商等封测厂力车规MCU产能极度紧张，海外龙头外包比例上升将进一步抢占代工厂产能：全球大部分车规MCU产能掌握在具有IDM能力的海外龙头手上，而这些龙头都有提升外包比例的计划。对于本土代工厂而言，本就有限的对外开放产能或会被蚕食本土代厂商开始扩充车规芯片产线，但车规MCU制造能力的客户认可度相对较低：中芯国际、华虹集团两大本土代工厂皆有扩产车规芯片的布局，但是车规MCU产线技术与台积电相比仍有较大差距。为了加快流程，车规MCU芯片厂商流片与制造订单都倾向交到台积电手上。提高车规芯片制造能力与客户认可度成为这两大代工厂在车规MCU领域发展的关键订单确定性与稳定性是本土订单确定性与稳定性是本土MCU厂商获取产能的决定因素，供应能力则是决定本土产商能否突围的关键：大部分产能被海外龙头掌握，本土MCU厂商突围关键是有能力抢占一定的产能。在本土代工厂优先照顾本土厂商的环境下，本土厂商可利用生态圈形成的产品生态、技术生态与客户粘性更好地把握获取产能的机遇，从而提高自身供应能力代工厂、封测厂可通过与车规MCU厂商深度合作提高车规生产线能力：车规MCU产线要满足车规认证的零失效率与生产中的成品率等需求，而测试环节的覆盖率也非常讲求经验，这都离不开代工厂、封测厂、芯片厂商的深度配合。在生态圈当中，各方能够互惠互利，合作的紧密程度也将能够更好地提高车规MCU生态圈模版可复制至其他计算及控制芯片的车规生态构建·构建车规芯片生态圈能够更好地满足汽车发展趋势所带来的需求，同时实现行业整体发展，而车规MCU与其他计算及控制芯片所要满足的行业需求基本一致，因此，两者可共用模版进行生态圈构建或拓宽构建生态圈的意义在于更好地满足客户需求、提高生态圈各方技术能力与影响力；通过生态圈内部联动，可以更好地满足汽车发展趋势带来的需求构建车规MCU生态圈的意义车规芯片生态圈与汽车发展趋势的关系汽车“新四化?共同满足需求车规MCU生态圈的意义在于以MCU为核心，联动各利益相关环节，协同发展，共同创造车规领域的价值：通过各方协同，整车厂对芯片的质量、功能、产能、成本控制等需求可以被满足，如产品生态可降低整车厂寻找适配MCU的其他半导体所带来的成本；MCU为执行汽车功能的关键芯片，要高效地实现不同汽车功能则需要芯片厂商对车规领域经验、技术的积累，各方通过深度合作，可更有效率地加强经验与技术的积累；车规芯片可靠性、安全性要求高，由于起步较晚，行业的认可度相比于海外龙头仍有一定差距，各方通过相互配合，可共同提高车规领域影响力。整体上，通过构建生态圈，各方加强合作与协同发展，能够共同创造出车规领域的价值其他计算及控制芯片与MCU所要满足的行业需求基本一致，可复制MCU车规生态圈模版进行生态圈构造或拓宽：构造车规MCU生态圈的本质是为了让车规MCU行业能够更好地迎合汽车“新四化”趋势以及该趋势推动的软件定义汽车趋势所带来的需求与变化，以实现良好的长期发展，而同样作为实现汽车不同功能的核心芯片，其他计算及控制芯片将面对基本一致的行业变化与需求。因此，通过复制车规MCU生态圈模版，构造或拓宽车规芯片生态圈，其他计算及控制芯片将能够更好地达到在车规领域长期健康发展的效果来源：头豹研究院第三章节：国内生态圈布局较好的MCU厂商发展需求生态圈解析相关企业介绍车规MCU公司发展能力关键考量因素关键考量因素车规MCU公司发展能力关键考量因素关键考量因素·取得客户订单，进而进行上车验证是车规MCU商业化落地的关键，是要在短期取得发展成果的关键；长期发展则需要公司建造生态圈，提高竞争能力，从而把握车规MCU发展机遇车规产品技术能力与产能布局是公司竞争的基础，客户使用意愿则是入局的关键；国内三家车规MCU厂商凭借生态圈的建设，皆取得较好的成果公司与客户建立合作关系，包括小鹏、比亚迪、理想、广汽等国内主自主布局开发生态，包括IP核、研发工具；建立社区、设计资源共享增强产品影响力与比亚迪汽车密切合作，形成一系列车规产品逐步引入外部客户，增大外销比例与比亚迪集团形成封闭生态圈，以此积累车规芯片技术、拓展产品线产品技术、产品产能能力则是企业竞争的关键，客户使用意愿影响车规MCU公司入局进度：公司需要通过芯片设计并与产线紧密合作形成符合车规认证要求以及量产条件的MCU,其中的公司产品技术能力与产能布局能力是公司竞争的关键。在产品满足车规认证要求后，仍需通过上车认证才能真正确定产品能够进入市场，而客户是否愿意给予公司上车认证机会，则会直接影响公司入局进度国内车规MCU公司短期发展能力需关注客户使用意愿情况，长期发展能力则从生态圈建设情况中体现：客户使用意愿决定短期内公司车规MCU产品能否进入市场，是起量前期的关键。建设生态圈能助公司持续提高各方面的竞争能力，从而把握发展机遇头豹国内三家具有较强竞争力的车规MCU厂商通过不同的生态圈建设，皆取得较好的发展成果：芯驰科技与100多家合作伙伴合作打造生态联盟，其综合能力得到客户高度认可；芯旺微通过自主布局开发生态形成差异化产品，且已与多家国内主流整车厂形成合作关系；比亚迪半导体通过封闭生态圈打磨技术能力，拆分上市将有望拓宽生态圈，进一步提高竞争力来源：公司官网，头豹研究院豹16芯驰科技打造强力生态联盟，助力公司快速发展·公司在5年内布局智能座舱、智能驾驶、智能网关、安全控制全系列产品，形成国内领先的优势，且已获得众多客户，而完整的生态圈建设则是其背后的一大发展推动力生态联盟助力公司为客户提供综合解决方案，取得较好成效芯驰科技的生态圈布局□高可靠MCU-□□9系列芯片(SoC)顺利超过200家，覆盖国内超过70%的整车厂来源：公司官网，头豹研究院100多家合作伙伴操作系统、基芯片设计行业其他合作伙伴unityLMCARAISPE3CH思必驰整体解决方案芯旺微车规MCU的发展历程芯旺微车规MCU突破芯旺微的生态圈布局与客户建立好关系利\加强车规MCU生产公司深耕汽车MCU多年，通过经验技术累积与车规级认证完善，计划突破高端应用领域：公司从成立起便专注工业、汽车级MCU的研发，经过技术的摸索与累积，公司产品逐步从后装市场跨越至前装市场，覆盖主要的汽车低端应用领域。凭借车规MCU经验与技术的长期积累，与车规认证的逐步完善，公司已形成较好车规MCU发展能力，并开始突破高端应用领域自主布局开发生态打造差异化，并与其他厂商及高校合作提升竞争力：公司拥有自主研发IP核及其配套的一系列开发工具，为自主研发芯片提高灵活性与质量可控性，同时也为客户提供研发的便利性，打造出在行业内的差异化。公司还与一流水平封测厂与代工厂密切合作的提高产品的可靠性与供应能力。此外，公司发明专利的数量与质量在近几年均有所提升上升，并与高校保持合作进行人才储备，支撑持续研发能力的提高。在拥有一众国内主流整车厂合作伙伴的前提下，公司将有望通过与合作伙伴合作验证高端应用上车效果，利用反馈进一步提高技术，进而入局车规MCU来源：公司官网，头豹研究院高端领域e400-比亚迪半导体与比亚迪汽车的封闭生态圈与成果比亚迪半导体利用封闭生态圈打磨实力，逐步开放生态圈迎接行业发展比亚迪半导体与比亚迪汽车的封闭生态圈与成果·基于工业技术积累，与车规半导体技术储备，MCU产品发展进度良好，且凭借封闭生态圈，公司拥有取得订单进行上车验证与技术积累的优势，未来通过打开生态圈以及利用自身产品协同，将能实现良好发展公司凭借封闭生态圈形成车规产品线与积累深厚的车