MCU是汽車電子控制單元（ECU）的核心組成，起到執(zhí)行運算和控制的關(guān)鍵作用，在汽車電子中應(yīng)用廣泛。
汽車MCU由國外大廠壟斷，國內(nèi)出貨超千萬顆的企業(yè)越來越多
市場規(guī)模方面，受益于全球汽車市場的龐大規(guī)模以及汽車向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，全球車規(guī)級 MCU 市場規(guī)模持續(xù)增長。
根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2021年車用MCU市場規(guī)模達76億美元，創(chuàng)歷史新高。據(jù)其預(yù)測未來4年將保持11%的年復(fù)合增長率，到2025年市場規(guī)模有望達到116億美元；從中國市場來看，隨著近年來我國汽車“三化”進程加速，帶動我國汽車MCU 市場規(guī)模也在持續(xù)增長。據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2022年中國 MCU市場規(guī)模約為 82 億美元，其中車用MCU占比為 31.6%，金額約為25.91億美元。
作為被廣泛使用的控制芯片，MCU可以應(yīng)用于動力總成、ADAS、網(wǎng)絡(luò)互連、底盤安全、信息娛樂以及車身電子六大功能域。根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車中MCU 占汽車芯片的價值占比最高，約為23%。而在純電動車型中，MCU 占汽車芯片的價值占比約為11%，僅次于功率半導(dǎo)體。
不過，由于汽車時常暴露高溫、高濕、高壓環(huán)境中，要求MCU最高可承受溫度區(qū)間達-40℃-150℃且產(chǎn)品壽命需達15年及以上，特別是在動力、剎車燈等高安全需求領(lǐng)域MCU都需嚴格符合AEC-Q100、ISO26262、IAFT16949相應(yīng)車規(guī)標準，對MCU設(shè)計、制造、封測全流程提出了嚴苛要求。因此高技術(shù)和進入壁壘造成汽車MCU市場被來自半導(dǎo)體和汽車工業(yè)發(fā)達的美日歐企業(yè)高度壟斷。
根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，全球汽車MCU市場目前主要由恩智浦、微芯、瑞薩、意法、英飛凌等所主導(dǎo)。其中，瑞薩電子在發(fā)展過程中與日本知名車企本田、豐田等形成密切合作，目前市場份額最高，達到了30%；恩智浦在2015年收購飛思卡爾之后強化汽車領(lǐng)域，車用MCU實力大幅提升，目前占比為26%，排名第二；英飛凌在收購賽普拉斯后，完善了汽車電子MCU產(chǎn)品線，目前市場份額為19%，排名第三。
具體來看，瑞薩于2003 年成立，其MCU產(chǎn)品主要RX、RL78、RH850家族內(nèi)核，產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于ADAS 和自動駕駛、汽車車身、底盤和安全性、信息娛樂系統(tǒng)等領(lǐng)域；恩智浦在ADAS、下一代電動汽車以及跨物聯(lián)網(wǎng)、移動設(shè)備和汽車生態(tài)系統(tǒng)的安全連接等關(guān)鍵領(lǐng)域具有市場領(lǐng)導(dǎo)地位，主要客戶包括博世、大陸奔馳、寶馬、大眾、特斯拉、福特、蔚來等；英飛凌的MCU產(chǎn)品主要基于ARM Cortex和TriCore內(nèi)核開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域主要為汽車安全、動力控制、ADAS、底盤控制等領(lǐng)域，主要客戶包含博世、大陸、現(xiàn)代、比亞迪等；意法半導(dǎo)體MCU產(chǎn)品線豐富，主打產(chǎn)品STM32產(chǎn)品家族不斷迭代豐富，至今其具備18條產(chǎn)品線，產(chǎn)品型號已達1201種，主要客戶有博世、mobileye、大陸、特斯拉等；微芯MCU以8 位為主，2016年收購阿特梅爾（Atmel）后拓寬32 位MCU產(chǎn)品線。目前公司MCU產(chǎn)品型號超1000種，其32位MCU采用了ARM Cortex-MO+/M4/M4F/M23/M7和MIPS內(nèi)核，能為工業(yè)、消費和汽車等全球12萬多家客戶提供服務(wù)。
盡管中國汽車產(chǎn)銷總量已經(jīng)連續(xù)14年穩(wěn)居全球第一，并且新能源汽車的產(chǎn)銷量已經(jīng)連續(xù)8年位居全球第一，但在車規(guī)級 MCU領(lǐng)域，根據(jù) IC Insights的數(shù)據(jù)，目前我國國產(chǎn)化率依然很低，在2021年自給率不足 5%。不過，隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持以及汽車芯片國產(chǎn)化的逐步推進，國內(nèi)已經(jīng)有兆易創(chuàng)新、中穎電子、中微半導(dǎo)、芯？萍、國芯科技、杰發(fā)科技、比亞迪半導(dǎo)體、芯旺微等廠商在車規(guī)級 MCU領(lǐng)域進行積極布局。
具體來看，杰發(fā)科技杰發(fā)科技芯片已覆蓋全球500多款車型，累計出貨量超2.5億顆，其中SoC出貨量超8000萬套片，MCU出貨量超3000萬顆，廣泛應(yīng)用于智能車身控制、底盤控制和智能座艙控制等領(lǐng)域；芯旺微車規(guī)級 MCU 已進入安波福、華域汽車、拓普集團、華陽集團、等多家知名汽車零部件廠商（Tier1、Tier2 等）的供應(yīng)鏈體系，產(chǎn)品批量應(yīng)用于上汽集團、一汽集團、長安汽車、廣汽集團、比亞迪、理想汽車、小鵬汽車等眾多國內(nèi)知名汽車品牌廠商，截止目前公司車規(guī)級 MCU 產(chǎn)品出貨量超 5,000 萬顆；比亞迪半導(dǎo)體于2018年率先推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片，2019年推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片，批量裝載在比亞迪全系列車型，實現(xiàn)汽車整體智能化。在2021年，比亞迪車規(guī)級MCU量產(chǎn)裝車已超1000萬顆。
國際廠商業(yè)績增速開始放緩，國內(nèi)廠商業(yè)績承壓較大
從財務(wù)情況來看，不同于上半年汽車MCU的緊缺，在2023Q3季度，受消費電子、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等市場的拖累，全球前五大MCU廠商業(yè)績增速開始放緩，部分廠商已經(jīng)出現(xiàn)業(yè)績同比/環(huán)比下滑的情況。
具體來看，瑞薩電子在Q3的營收為25.57億美元，同比下降2%，環(huán)比增長2.89%。凈利潤為5.08億美元，同比增長0.83%，環(huán)比下滑16.85%。汽車業(yè)務(wù)方面，公司的銷售額同比增長11.7%，達到1,763億日元，營業(yè)利潤增加了102億日元，達到599億日元，營業(yè)利潤率增長了2.5個百分點，達到34.0%。公司Q3的前端產(chǎn)能利用率略低于60％。瑞薩電子表示，歐洲地區(qū)Tier 1制造商客戶在Q4可能會大幅減少庫存，公司預(yù)計歐洲市場將受到相當大的影響，而對于日本和中國等地區(qū)，瑞薩表示預(yù)計會有一些增長。整體而言，公司預(yù)測第四季度銷售額預(yù)計為3,580億日元，同比下降8.5%，較前四分之一季度下降5.6%。2023財年全年業(yè)績預(yù)計銷售額為1.4658萬億日元，同比下降2.5%，銷售毛利率下降0.6個百分點，為56.9%。
恩智浦財報顯示，2023年Q3公司營收34.34億美元，同比下滑0.32%，環(huán)比增長4.09%，毛利率58.53%，同比增長0.51%，環(huán)比增長0.15%。分下游市場來看，汽車業(yè)務(wù)在Q3營收為18.9億美元，同比增長5%，符合指引中值；工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域Q3營收為6.07億美元，同比下降15%；移動設(shè)備業(yè)務(wù)Q3營收為3.77億美元，同比下降8%，但環(huán)比大幅增長33%，說明智能手機業(yè)務(wù)有所恢復(fù)。據(jù)恩智浦數(shù)據(jù)，預(yù)計2023全年營收與2022年持平，并預(yù)計2024年營收將恢復(fù)同比增長。分下游市場來看，23Q4汽車業(yè)務(wù)同比預(yù)計將出現(xiàn)中個位數(shù)百分比增長，環(huán)比持平。預(yù)計Q4內(nèi)部工廠稼動率在70%低至中的范圍，在內(nèi)部庫存正；皩⒈３诌@一水平。
英飛凌在2023Q3實現(xiàn)營收44.58億美元，同比增長13.02%，環(huán)比下滑0.75%。凈利潤為9.06億美元，同比增長60.74%，環(huán)比增長0.73%。2023前三季度公司實現(xiàn)營收為132.5 6億美元，同比增長20.69%。實現(xiàn)凈利潤為29.99億美元，同比增長65.10%。公司指出，2023財年第四季度展望預(yù)計營收約為40億歐元，在此基礎(chǔ)上，利潤率預(yù)計將達到25%左右。2023財年全年預(yù)計全年營收當162億歐元，預(yù)計利潤率約27%。英飛凌在第三季度業(yè)績表現(xiàn)強勁，基于Q2公司擁有320億歐元的訂單積壓，依然不變的是超過一半是汽車訂單，大約三分之二的訂單在未來12個月內(nèi)交付？偠灾，MCU和高壓半導(dǎo)體等幾個產(chǎn)品類別仍然相當緊張，而傳統(tǒng)汽車業(yè)務(wù)的已經(jīng)恢復(fù)到正常化狀態(tài)。另一方面，對于微控制器，英飛凌預(yù)計緊張將持續(xù)整年。
意法半導(dǎo)體第三季度凈營收44.3億美元，同比增長2.55%，環(huán)比增長2.31%。而凈利潤為10.9億美元，環(huán)比增長8.89%，同比下滑0.82%。公司收入表現(xiàn)主要受到汽車業(yè)務(wù)持續(xù)增長的推動，但部分被個人電子產(chǎn)品收入下降抵消。23Q3季度末庫存為28.7億美元，相比去年同期庫存金額增長20.6%，23Q3庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)為114天，環(huán)比下降12天，同比增加18天。展望第四季度業(yè)務(wù)，從中位數(shù)看，凈營收預(yù)計43.0億美元，同比和環(huán)比下降約3%；按照四季度展望的中位數(shù)測算，2023年全年營收約173億美元，同比增長7.3%，毛利率約48.1%。意法半導(dǎo)體在23Q4中國工業(yè)市場的MCU需求不及預(yù)期，MCU的交貨周期和產(chǎn)能利用率已恢復(fù)正常，工業(yè)市場的訂單能見度較低。預(yù)計2024年汽車行業(yè)的前景非常樂觀，每個季度都將有同比增長，擁有較為明確的訂單可見度，預(yù)計到2025年公司汽車領(lǐng)域的訂單覆蓋率將達到80%。
國內(nèi)市場方面，整體來看，由于我國兆易創(chuàng)新、中穎電子、四維圖新、國芯科技、芯？萍、中微半導(dǎo)等MCU廠商目前主要以家電、消費電子、物聯(lián)網(wǎng)等市場為主，車規(guī)MCU芯片暫時出貨占比較小，因此在Q3季度受行情不景氣的影響較大，普遍業(yè)績表現(xiàn)都不是很好，尤其是2023前三季度利潤和去年同期相比下滑幅度都在60%以上，而四維圖新、國芯科技、芯海科技、中微半導(dǎo)四家企業(yè)凈利潤已經(jīng)出現(xiàn)虧損。
國內(nèi)車規(guī)MCU廠商2023Q3及前三季度業(yè)績情況
具體來看，芯海科技3Q23實現(xiàn)營收為1.26億元，環(huán)比增長31.15%，同比下滑14.80%；前三季度凈虧損8810.68萬元。公司表示，Q3業(yè)績下滑主要系宏觀經(jīng)濟及半導(dǎo)體周期下行、行業(yè)客戶去庫存壓力、終端市場需求疲軟所致；中穎電子公司3Q23實現(xiàn)2.94億元，同比下滑 16.95%，環(huán)比下滑13.46%。歸母凈利潤0.14億元，統(tǒng)計下滑74.76%，環(huán)比下滑72.90%。公司表示，由于三季度家電MCU需求較弱，公司存貨仍有所增加，預(yù)計四季度庫存仍處于較高水平；中微半導(dǎo)Q3實現(xiàn)營收為1.76億元，同比增長87.35%，環(huán)比增長12.08%。凈虧損為3,246.81萬元，同比下滑226.59%，環(huán)比下滑97.84%。公司表示，在Q3公司出貨量延續(xù)增長態(tài)勢，單季度出貨量突破 4.7 億顆，實現(xiàn)了進一步增加。本年度累計出貨約 12 億顆，已經(jīng)超過上年度全年約 11 億顆的出貨量，但由于庫存成本較高和去庫存、占市場的銷售策略影響，產(chǎn)品單價下降致毛利率大幅下降，營業(yè)收入總額仍不及歷史同期。
“三化”趨勢下，車規(guī)MCU未來有望迎來量價齊升
汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速重塑汽車電子電氣架構(gòu)！叭姟毕到y(tǒng)、眾多ADAS傳感器及信號鏈路、網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、信息安全功能系統(tǒng)和ECU的引入帶來汽車MCU量價齊升。
按照總線位數(shù)的不同，汽車 MCU 主要可以又分為8、16、32 位三種。
其中8 位 MCU主要應(yīng)用于車體的各個次系統(tǒng)，包括風扇控制、空調(diào)控制、雨刷、天窗、車窗升降、低階儀表板、集線盒、座椅控制、門控模塊等較低階的控制功能；16 位MCU主要應(yīng)用為動力傳動系統(tǒng)，如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統(tǒng)、扭力分散控制和電子幫輔、電子剎車等；而32位 MCU主要應(yīng)用包括儀表板控制、車身控制、多媒體信息系、駕駛輔助系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序等安全功能等領(lǐng)域。
從使用量來看，目前單車MCU用量從傳統(tǒng)燃油車70顆左右用量到現(xiàn)在新能源車MCU用量已經(jīng)上升到300顆左右不等，并且隨著車輛智能化的水平的發(fā)展數(shù)量不斷增長。而從價格來看，隨著汽車電子電控功能日趨復(fù)雜，32位高階MCU占比不斷提升，帶動了MCU的平均售價和銷售額也在不斷上漲。
根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)，2021年8位、16位、32位MCU在汽車MCU領(lǐng)域銷量占比分別為19%、36%和45%，銷售額占比分別為7%、22%和71%。由于汽車MCU性能和車規(guī)穩(wěn)定性、安全性要求高于其他MCU，因此8位、16位、32位MCU單價分別為0.9、1.4和3.5美元，顯著高于全球MCU均價0.64美元。隨著未來新能源汽車的發(fā)展，預(yù)計2021-2026年32位MCU市場規(guī)模CAGR將保持12%，遠高于同期8位MCU的2%以及16位MCU10%的增速。
從具體應(yīng)用來看，MCU廣泛應(yīng)用于汽車的信息娛樂、輔助駕駛、動力總成、底盤與安全、車身與舒適、混合/純電動力系統(tǒng)等領(lǐng)域。根據(jù)Omdia預(yù)測，至2026年混合動力/純電動力電驅(qū)系統(tǒng)MCU和ADAS系統(tǒng)MCU市場復(fù)合增長率分別為22.2%和19.5%，遠超其他主要應(yīng)用。其中電驅(qū)系統(tǒng)MCU占比將從2021年的15.5%增長至25%，超過車身成為第一大汽車MCU應(yīng)用領(lǐng)域；而ADAS系統(tǒng)超過底盤和安全，成為第三大汽車MCU應(yīng)用領(lǐng)域。
未來，在汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化滲透率不斷提升的背景下，預(yù)計未來MCU將迎來非常好的發(fā)展機遇。
MCU 在汽車中的應(yīng)用
在智能化領(lǐng)域，智能座艙的多數(shù)電子設(shè)備需要配置 MCU 實現(xiàn)相應(yīng)的運算和控制功能，其廣闊的前景將帶動 MCU 需求增長。此外，MCU 在 L1 至 L2 級的高級輔助駕駛中應(yīng)用廣泛。當前我國正處于 L2 至 L3 級的過渡階段，隨著自動駕駛等級的提升， MCU面臨的數(shù)據(jù)更加復(fù)雜，未來集成 AI 模 塊和具備高處理能力的高階 MCU 將會在高級自動駕駛中得到應(yīng)用；在電動化領(lǐng)域，新能源 汽車的“三電”系統(tǒng)將帶動 MCU 的增量需求，如在新能源汽車的電池系統(tǒng)中，MCU 用于電池模組的分布式管理。在電驅(qū)系統(tǒng)中，MCU 用于逆變器實現(xiàn)直流電向交流電轉(zhuǎn)換。在電控系統(tǒng)中，MCU 用于電池管理系統(tǒng)（BMS）進行溫度控 制和充放電管理，用于整車控制器（VCU）中實現(xiàn)命令傳輸、任務(wù)調(diào)度、和能 量管理。因此，MCU 在汽車電動化趨勢下的應(yīng)用前景可觀；在網(wǎng)聯(lián)化領(lǐng)域，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般由主機、T-BOX、手機 APP 和后臺系統(tǒng)四部分組成。以T-BOX 為例，其內(nèi)部集成 GPS、外部通信接口、MCU、移動通信單元、存儲器等功 能模塊，而車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展將有利于 MCU 的需求提升。
國外 MCU 廠商在車規(guī)級 MCU 領(lǐng)域市場占有率較高與其背后日系、歐系、美系汽車品牌廠商在全球汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的重要地位密切相關(guān)。隨著國內(nèi)汽車品牌廠商特別是新能源汽車品牌廠商的逐步崛起，將為國內(nèi)車規(guī)級 MCU 廠商帶來長遠的發(fā)展支撐。
不過，需要注意的是，車規(guī)級MCU進入汽車前裝市場的門檻較高，需要通過AEC-Q100、ISO 26262、IATF16949等一系列要求較為嚴格的安全驗證才有資格供給下游整車廠商供貨。即使通過后，整車廠商通常還需要對汽車MCU廠商進行數(shù)月甚至一年以上時間的路測，才能批量裝車。因此，這對車規(guī)級 MCU廠商的技術(shù)、資金及供應(yīng)鏈的整合能力提出了非常高的要求。
好消息是，一旦這些車規(guī)級 MCU產(chǎn)品獲得下游整車廠商的認可，在供貨穩(wěn)定的情況下，將會形成較強的合作粘性。此外，由于整車廠商更換產(chǎn)品的成本高、風險大，因此車規(guī)級 MCU 領(lǐng)域的先進入者將形成一定的先發(fā)優(yōu)勢，從而對車規(guī)級 MCU 領(lǐng)域的后來者形成較強的客戶壁壘。
