電子發燒友網報道（文/李誠）自缺芯潮以來汽車芯片供應吃緊，車用MCU也成為了缺芯潮的重災區。車用MCU主要是應用于車上的各種電控系統，如音響、氣囊、電動座椅等都會用到MCU，MCU在汽車智能化、電氣化演進的道路上扮演著重要的角色。

據相關資料顯示，傳統汽油車的MCU用量為70至100顆，由于新能源汽車的不斷地向智能化、自動化發展，車身控制系統增加，MCU用量也提升至傳統汽油車的兩倍，單車用量的持續上漲，也驅動了車用MCU市場的發展。

在今年8月IC Insights更新的《麥克林報告》中指出，2021年全球汽車MCU出貨量激增23%，市值76億美元，創下歷史新高，預計到2022年將增長14%，2023年增長16%。縱觀國際市場，車用MCU市場一直被恩智浦、瑞薩、英飛凌、意法半導體等國外廠商所占據。其中恩智浦的車用MCU出貨量占國際市場的26%，瑞薩的車用MCU出貨量占國際市場的30%二者占據了全球車用MCU市場的一半以上。

瑞薩再度加強車規芯片陣營

12月16日，車規級半導體巨頭瑞薩再出新動作，推出了全新的車用執行器和傳感器控制MCU RL78/F24和RL78/F23。據瑞薩官方表示，該芯片主要是針對不斷向電子電氣架構發展的汽車應用推出的，通過高性能芯片滿足汽車向智能化演進的更高需求。

圖源：瑞薩

RL78/F24采用了16位40MHz的高頻內核，較前一代產品工作頻率提升了進70%，在無刷電機應用中，可為其提高近一倍的性能。芯片閃存為256KB、RAM為24KB，為進一步拓展芯片的應用功能和性能，還加入了12 位 A/D 轉換器、8 位 D/A 轉換器與4倍多路復用器的比較器，以及為了進一步提升在無刷電機應用和DC/DC控制系統中的計算能力，瑞薩為這款芯片設計了獨有的應用加速器IP，以降低處理三角函數的復雜程度。以此滿足整車廠商在芯片算力、數據速率方面所提出的更高需求。

在汽車應用中，芯片安全是一直被關注的問題，即使單一芯片的故障概率非常低，但是在汽車應用中芯片使用基數較大，無形中就增加了汽車故障的可能，為降低故障的發生概率，RL78/F24完全按照ISO26262 ASIL-B標準進行設計，將安全性能提升了一個等級。在芯片安全方面，還加入了AES加密模塊，可通過最高256位的安全密鑰來完成身份驗證和安全啟動功能。

從產品定位來看，這是一款低功耗的芯片，主要用于汽車系統中燈光、車窗、后視鏡和發動機泵以及風扇電機控制等應用，為順應汽車智能化的發展，瑞薩還在該芯片中加入了多傳感器控制功能，以此適應汽車智能化、電氣化發展所需更多的傳感器控制需求，拓展芯片的應用場景，為整車廠商提供更高可靠性和高性能的車用MCU解決方案。

瑞薩車用MCU產能

對于今年瑞薩的車用MCU產能狀況來說，可以用“屋漏偏逢連夜雨”來形容。先是今年3月，位于那珂工廠用于生產車用MCU與自動駕駛芯片的12英寸廠房失火，導致工廠停工近一個月，車用MCU出貨量銳減，這次火災直接影響了現代汽車和其他整車企業的生產進度，造車廠接近停擺，直至6月那珂工廠才全面恢復產能。

6月，“封測重鎮”馬來西亞受疫情影響再度“封國”，瑞薩在馬來西亞共有4座封測工廠，其中雪蘭莪州工廠深受疫情影響，一度遭到關停，車用MCU產能持續吃緊。

10月，日本千葉縣西北部發生6.1級地震，瑞薩的那珂工廠再次受到影響。因地震原因導致生產設備搖晃，機器停止運轉，讓原本就緊張的車用芯片市場再次遭受了沉重的打擊。

車用芯片受不可抗力的影響，產能供應嚴重不足。據瑞薩表示，車用芯片緊張將會延續至2022年。為積極響應市場的需求，瑞薩也在大力提升車用芯片的生產能力，在9月的經營說明會上瑞薩表示，將會在2021年投入超過800億日元用于生產設備的維護與引進。計劃從今年起將高端MCU的產能提升至50%以上，預計到2023年低端MCU產能提升至70%，以緩解供需不平衡的問題。

NXPS32K3系列車用MCU

NXP汽車半導體的龍頭企業，其產品業務主要以MCU與MPU為核心。雖說NXP是車用MCU的頭號玩家，但是其車用MCU也是近期汽車市場中最為緊缺的，芯片交付周期更是延長至了52周。

圖源：NXP

在汽車向智能化的不斷演進中，NXP推出了S32K系列車用MCU，其中S32K3系列是NXP推出的最新款車用MCU芯片。該系列芯片主要在功能拓展、芯片安全、FOTA在線升級方面較其他系列產品做了性能提升，有助于降低控制系統的開發成本和復雜性，該芯片不僅適用于車身控制器、車載電子，還可向工業設計應用方面延伸。

S32K3系列車用MCU共有12款產品，該系列產品均已Arm?Cortex?-M7為內核，最高可擴展至32位，滿足ASIL B/D安全應用的單核、雙核和鎖步內核配置，工作主頻在120至240 MHz之間，閃存大小覆蓋了512 KB至8 MB，NXP為提升閃存工作的穩定性，還在閃存模塊中加入了ECC（錯誤檢查與校正）技術，通過這一技術可實現閃存單元的錯誤檢查和及時糾正功能，該技術多在高端電腦服務器內存條中使用。

為提升S32K3系列車用MCU的電機控制能力，為其加入了S32K3系列車用MCU與16位eMIOS定時器。同時S32K3 MCU還具備了NXP獨有且免費的硬件安全加密引擎（HSE），并支持FOTA（無線固件升級功能）。在開發方面，NXP為該系列芯片提供了一系列量產級軟件開發支持，如S32 Design Studio IDE–Eclipse、基于模型的MATLAB設計工具箱以及S32安全軟件框架（SAF）和結構內核自測（SCST）庫等。

在芯片封裝方面，S32K3系列芯片采用了業界領先的maxQFP BGA封裝技術，通過領先的工藝將芯片面積大小減小近五成以上，以此破除處內空間狹小的限制，為其他元件空出寶貴的空間。

結語

汽車智能化、電氣化的快速演進，對車用MCU的市場需求起到了積極的推進作用，大力發展車用MCU已成為必然。如今國外疫情嚴重，芯片工廠一度停擺，為國產化替代創造了發展的契機，國內廠商也在積極部署，如芯旺微、復旦微等國內芯片廠商先后推出了車用MCU對標國外大廠，致力于解決缺芯浪潮下汽車芯片短缺的問題，加速國產化替代。