受惠于车应用趋势的需求上升,全球车用 MCU 市场规模在 2017~2018 年有显著成长,虽然受到 2018 下半年中美贸易与总体经济不稳定影响,车市销售出现衰退,连带让 2019 年车用 MCU 市场规模预估缩水,但未来在各项车应用,包括 ADAS、自驾车、车载资通讯、车联网等技术发展下,车用 MCU 都是重要需求元件。尤其是在 ADAS 已逐渐成为车辆标准配备,而为了研发更高规格的车用 MCU,传统车用半导体大厂与硅智财(IP)大厂的合作趋势也更加稳固,例如以 ARM Cortex 系列为基底开发 MCU 已成为主流,渗透率持续上升。
▲ 2017~2021 年全球车用 MCU 市场规模。(Source:WSTS;拓墣产业研究院整理,2019/07)
ADAS 车应用成长快速,持续拉高 32-bit 高规格车用 MCU 需求
车用 MCU 分为 8-bit、16-bit 与 32-bit MCU 等 3 类,受惠于车用电子的功能性与复杂度持续增加,目前以 32-bit MCU 为主流,占比超过 7 成,在平均单价上也是 8-bit 与 16-bit 的 3 倍,成为车用半导体厂商发展车用 MCU 的主要项目。传统在 8-bit 与 16-bit 的车用 MCU 使用上为较单纯的车用电子控制功能,例如 Power Window、Power Steering、Braking System、Keyless 等;而 32-bit 的 MCU 则应用在需大量资讯处理部分,例如 ADAS、自驾车、车载资通讯、车舱娱乐等车应用上,未来趋势将朝向多功能整合与低耗能表现发展,使用数量或将持续增加。
以 ADAS 来说,近年 Level 2 自驾车功能已普遍成为新车标准配备的卖点,车型也从过去的高级车款逐渐下放至大众车款,有助于提升 ADAS 功能渗透率,相关装置诸如车用雷达、光达、车载镜头等感测器的规格与数量提升,需要性能更佳的 MCU 来做感测数据的前处理与机件控制,尤其是在 Sensor Fusion 的概念下,影像与类比讯号的整合更是至关重要,加上后续 Level 3~5 自驾车等级,感测器数目更多,带动 32-bit 车用 MCU 需求增加与技术发展的主要动能。
此外,对于能结合感测器数据做 Sensor Fusion 处理的 32-bit MCU,虽然价格相对于其他车用装置的 MCU 高,但对比于整车厂与 Tier 1 厂商考量的其他车用成本来说,对于 MUC 并不会特别要求,也让车用半导体大厂将产能着重在高规车用 MCU,期望获取更好利润。
车用 MCU 发展持续采用 ARM IP,优化产品并降低开发成本
过去车用半导体大厂在车用 MCU 发展上着重自我研发,力图在产品竞争力上做出差异,然而面对其他芯片大厂如 NVIDIA、Intel、Qualcomm 等进入车用芯片市场,也必须在产品开发上争取降低成本与维持技术优势的机会。从主要的车用 MCU 大厂,例如 Renesas、NXP、Texas Instruments、Infineon、Microchip、Cypress、STMicroelectronics 及 Toshiba 等提供的 32-bit 车用 MCU 产品线可看到,几乎大部分厂商都有以 ARM Cortex-M 或 ARM Cortex-R 为 CPU 核心的 MCU 设计,并极力将 MCU 产品线拓展至更多车应用。
可预见的是,采用 IP 大厂的 CPU 核心后,让车用 MCU 发展愈加快速,也让传统车用半导体大厂在开发过程节省许多成本与验证时间;另外由于近年车用 SoC 备受瞩目,受惠于车用电脑需要更复杂的运算与处理能力,也使车用单芯片需求持续上升,而车用 SoC 主要供应商大部分以 ARM 核心架构做芯片开发,因此对 MCU 采用 ARM 架构做运算单元来说,能有助于 MCU 与车用 SoC 间的相容性,在系统与软件整合上对整车厂或系统开发商来说也是提升采购意愿的做法。
整体而言,车用半导体大厂在 MCU 开发上没有因车用 SoC 趋势而减缓脚步,反而做好产品线区隔划分,积极采用主要 IP 供应商如 ARM、Synopsys 等提供的 IP 来强化车用 MCU 性能,未来车用电子系统将创造更多高阶车用 MCU 市场需求,有助于车用半导体厂与 IP 供应商在车应用方面的布局与获利。
(首图来源:shutterstock)
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