业内第一视角:车用MCU缘何成缺芯主力?


业内第一视角:车用MCU缘何成缺芯主力?

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集微网报道 这一轮史无前例的缺芯潮呈现出明显的结构化特征,以MCU的短缺最为严重 。到今年2月份时,MCU的交货周期已经达到35.7周(超8个月) 。
MCU的短缺在供给层面是源于8寸线产能的不足,在需求端则是因为汽车中的用量激增 。随着汽车的电气化/智能化进程加速,电机取代了燃油发动机,整车控制器和BMS的应用也在不断增长,促使车用MCU的需求快速爆发 。
不过,这更多是来自业外的视角,要真正了解这行业正在发生什么,不妨听MCU厂商为您逐一道来 。
车用MCU边缘化?不存在!
业内第一视角:车用MCU缘何成缺芯主力?

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汽车电子中最为热门的概念是域控制器,这是由博世为首的Tier1率先提出的 。他们按照汽车电子部件功能将整车划分为动力总成、车辆安全、车身电子、智能座舱和智能驾驶等几个区域,利用处理能力更强的CPU/GPU(域控制器)去集中控制每个域,以取代分布式电子电气架构 。
业界有一种论调,认为域控制器的盛行会带来传统ECU的边缘化,作为ECU核心的车用MCU因此将逐渐被取代 。
MCU厂商坚决否定了这个质疑 。Microchip公司汽车产品部资深市场经理Yan Goh表示,“如果仔细研究一辆电动车,就会发现几乎每个模块或功能都需要MCU,在连接系统中,汽车内电缆的每个终端节点都需要某种使用MCU的处理模块 。”
Yan Goh进一步指出,电动汽车内的电气系统涵盖了从高电压到低电压系统的各种功能 。高电压系统主要负责OBC、DC/DC、牵引电机、HVAC逆变器和BMS系统的电气控制单元(ECU) 。在这几个ECU示例中,对电子元件(特别是MCU和MOSFET)在处理功率、安全性、电源效率和连接方面的要求会越来越高 。
集中式低电压电气系统通常被称为集中式计算模块,用于为负责车身应用、自动驾驶和人机界面的车辆控制提供支持 。Yan Goh认为将集中式计算用作车辆内部‘大脑’的趋势,只是电气化的一部分,“OEM的愿景是以集中式计算作为主干,利用高速以太网通信建立主要连接,将车辆控制从现有的域控制拆分成基于分区的架构 。不过新架构反而会带给Microchip等MCU厂商更多机会,因为整个分区架构对MCU的要求会更高,确保OEM在实现可扩展性和灵活性的同时降低复杂性 。”
不能离开MCU的另一个考量因素是成本 。“现在车内线束的成本已经超过了一般电子元件,如果大量使用域控制器来控制终端节点,将会使用很多的线束,大幅提升汽车的成本 。”赛腾微公司总经理黄继颇博士强调 。
灵动微公司电机事业部经理胡力兴则认为汽车中使用的MCU恰是变多了,“像宝马车里的氛围灯,灯带中每隔20厘米有一个LED灯珠,每个灯珠都配一个16位或8位的MCU去负责调光,这样的例子还很多 。”
他认为电动汽车里会有更多的传感器和执行器,这些都需要通过MCU来进行控制 。同时,无论是车路协同或是车路云协同,都需要在道路上安装很多负责控制和边缘计算的MCU 。“从广义上来讲,这个市场是变大了 。”
车用电机成就MCU新赛道
汽车从机械式向电动式转变的最大标志就是电机的广泛应用,这也是MCU最能施展身手的空间 。
Yan Goh表示:“随着汽车市场向电气化和自动化的转变,我们看到电机控制的巨大发展潜力,它将成为汽车应用领域的关键推动因素 。同时,每辆汽车使用的电机数量也在不断增加,给新型MCU应用提供了极大增长潜力 。”
胡力兴将电机使用带给MCU的机会归结为三大类:“一是车内的执行器越来越多,就是各种能动部分,包括车窗升降、座椅调节等 。二是技术迭代,如车窗升降中使用的电机80%还是有刷直流电机(BDC),而未来的大方向必然是无刷直流电机(BLDC) 。相对BDC而言,BLDC对算法或者算力都会有更多的要求 。三是功能安全,MCU是设计过程中就要遵循符合功能安全标准的设计流程,使得产品进行升级 。”