2023, луди аутомобил МЦУ

01 Историја раста МЦУ

МЦУ, микроконтролер, има добро познато име: микрорачунар са једним чипом.

Заиста је лепо место преместити сет основног рачунарског система на чип, укључујући интерну верзију ЦПУ РАМ РОМ ИО бројача серијског порта, иако перформансе свакако нису тако широке као рачунар, али се могу програмирати мале снаге и флексибилан, тако да у потрошачкој електроници, медицинској индустрији комуникација Аутомобили имају веома широк спектар примена.

Рођен је 1971. године, Интел је дизајнирао први микропроцесор на свету – 4-битни чип број 4004, овај чип интегрише више од 2.000 транзистора, а Интел је такође дизајнирао 4001, 4002, 4003 чипа, РАМ, РОМ и регистре.

Када су ова четири производа изашла на тржиште, Интел је у реклами написао „Најавите нову еру интегрисаних кола: микрорачунари кондензовани на једном чипу.У то време, мини рачунари и мејнфрејмови су углавном били 8-битни и 16-битни процесори, тако да је Интел убрзо лансирао 8-битни микропроцесор 8008 1972. године да би брзо освојио тржиште, отварајући еру микрорачунара са једним чипом.

Интел је 1976. године лансирао први на свету програмабилни микрорачунарски контролер 8748, који интегрише 8-битни ЦПУ, 8-битни паралелни И/О, 8-битни бројач, РАМ, РОМ, итд., који може да задовољи потребе опште индустријске контроле и инструментација, коју представља 8748, отвара истраживање микрорачунара са једним чипом у индустријској области.

Током 1980-их, 8-битни микрорачунари са једним чипом почели су да постају зрелији, капацитет РАМ-а и РОМ-а се повећавао, углавном са серијским интерфејсима, системима за обраду прекида на више нивоа, вишеструким 16-битним бројачима, итд. Интел је 1983. лансирао МЦС -96 серија 16-битних микроконтролера високих перформанси, са 120.000 интегрисаних транзистора.

Од 1990-их, микрорачунар са једним чипом је ушао у фазу стотину школа мишљења, у перформансама, брзини, поузданости, интеграцији у пуном процвату, према броју битова магистрале или регистара података, од почетна 4 бита постепено се развијао, са 8-битним, 16-битним, 32-битним и 64-битним микрорачунарима са једним чипом.

Тренутно је скуп инструкција МЦУ-а углавном подељен на ЦИСЦ и РИСЦ, а архитектура језгра је углавном АРМ Цортек, Интел 8051 и РИСЦ-В.

Према извештају о тржишту кинеских општих микроконтролера (МЦУ) из 2020. године, 32-битни МЦУ производи чине до 55% тржишта, а следе 8-битни производи, који чине 43%, 4-битни производи који чине 2%, 16 -битни производи који чине 1%, може се видети да су главни производи на тржишту 32-битни и 8-битни МЦУ-ови, а тржишни простор 16-битних МЦУ производа је озбиљно стиснут.

ЦИСЦ производи скупа инструкција чинили су 24% тржишта, РИСЦ производи скупа инструкција чинили су 76% тржишних маинстреам производа;Интел 8051 цоре производи су чинили 22% тржишта, затим АРМ Цортек-М0 производи, који чине 20%, АРМ Цортек-М3 производи чине 14%, АРМ Цортек-М4 производи чине 12%, АРМ Цортек-М0+ производи чинио је 5%, АРМ Цортек-М23 производи су чинили 1%, РИСЦ-В производи са језгром су чинили 1%, а остали су чинили 24%.АРМ Цортек-М0+ производи су чинили 5%, АРМ Цортек-М23 производи су чинили 1%, РИСЦ-В језгро производи 1%, а остали 24%.У целини, језгра АРМ Цортек серије чине 52% тржишног мејнстрима.

Тржиште МЦУ се суочава са значајним падом цена у последњих 20 година, али пад просечне продајне цене (АСП) успорава у последњих пет година.Након пада у аутомобилској индустрији, глобалне економске слабости и епидемијске кризе, тржиште МЦУ-а је почело да се опоравља 2020. Према ИЦ Инсигхтс-у, испоруке МЦУ-а су порасле за 8% у 2020. години, а укупне испоруке МЦУ-а у 2021. години порасле су на 12%, што је рекордних 30,9 милијарди, док су АСП такође порасли за 10%, што је највећи пораст у 25 година.

ИЦ Инсигхтс очекује да ће испоруке МЦУ-а достићи 35,8 милијарди јединица у наредних пет година, са укупном продајом од 27,2 милијарде долара.Од тога, очекује се да ће продаја 32-битних МЦУ-а достићи 20 милијарди долара са комбинованом годишњом стопом раста од 9,4%, 16-битни МЦУ-ови ће достићи 4,7 милијарди долара, а 4-битни МЦУ-ови не показују раст.

02 Цар МЦУ лудо претицање

Аутомобилска електроника је највећи сценарио примене МЦУ-а.ИЦ Инсигхтс очекује да ће продаја МЦУ-а широм света порасти за 10% на рекордних 21,5 милијарди долара у 2022. години, уз раст аутомобилских МЦУ-ова више од већине других крајњих тржишта.

Више од 40% продаје МЦУ долази од аутомобилске електронике, а очекује се да ће продаја аутомобилских МЦУ-а расти по ЦАГР од 7,7% у наредних пет година, надмашујући МЦУ-ове опште намене (7,3%).

Тренутно су аутомобилски МЦУ-ови углавном 8-битни, 16-битни и 32-битни, а различити битови МЦУ-а играју различите послове.

Конкретно:

8-битни МЦУ се углавном користи за релативно основне контролне функције, као што је контрола седишта, клима уређаја, вентилатора, прозора и контролних модула врата.

16-битни МЦУ се углавном користи за доњи део тела, као што су мотор, електронска кочница, систем вешања и други системи напајања и преноса.

32-битни МЦУ се уклапа у аутомобилску интелигенцију и углавном се користи за врхунске интелигентне и безбедне сценарије апликација као што су забава у кокпиту, АДАС и контрола тела.

У овој фази, 8-битни МЦУ-ови расту у перформансама и капацитету меморије, и са сопственом економичношћу, они могу заменити неке 16-битне МЦУ-ове у апликацијама и такође су компатибилни са 4-битним МЦУ-има.32-битни МЦУ ће играти све важнију главну контролну улогу у целокупној аутомобилској Е/Е архитектури, која може да управља четири раштркане ЕЦУ јединице нижег и средњег домета, а број употреба ће наставити да се повећава.

Горња ситуација чини 16-битни МЦУ у релативно незгодном положају, не високом, већ ниском, али у неким сценаријима примене је и даље користан, као што су неке кључне примене система погонских агрегата.

Аутомобилска интелигенција је значајно повећала потражњу за 32-битним МЦУ-овима, при чему више од три четвртине продаје аутомобилских МЦУ-ова долази од 32-битних МЦУ-а у 2021. години, а очекује се да ће достићи око 5,83 милијарде долара;16-битни МЦУ ће генерисати око 1,34 милијарде долара прихода;и 8-битни МЦУ ће генерисати око 441 милион долара прихода, према извештају МцЦлеан-а.

На нивоу апликације, инфотаинмент је сценарио апликације са највећим повећањем продаје аутомобилских МЦУ-а у односу на претходну годину, са растом од 59% у 2021. у поређењу са 2020. и растом прихода од 20% за преостале сценарије.

Сада сва електронска контрола аутомобила користи ЕЦУ (електронску контролну јединицу), а МЦУ је језгро управљачког чипа ЕЦУ, свака ЕЦУ има најмање један МЦУ, тако да је тренутна фаза трансформације и надоградње интелигентне електрификације подстакла потражњу за Повећање употребе МЦУ једног возила.

Према подацима одељења за истраживање Стручног комитета за маркетинг аутомобила Кинеског института за маркетинг, просечан број ЕЦУ-а које носе обични аутомобили на традиционално гориво је 70;број ЕЦУ-а које носе луксузни аутомобили на традиционално гориво може да достигне 150 због виших захтева за перформансе за седишта, централну контролу и забаву, стабилност каросерије и безбедност;а просечан број ЕЦУ-а које носе паметни аутомобили може достићи 300 због нових софтверских и хардверских захтева за аутономну вожњу и потпомогнуту вожњу, што одговара количини МЦУ-а који користе појединачни аутомобили такође ће достићи више од 300.

Снажна потражња произвођача аутомобила за МЦУ-има посебно је очигледна 2021. године, када постоји недостатак језгара због епидемије.Те године су многе аутомобилске компаније морале накратко да зауставе неке производне линије због недостатка језгара, али је продаја аутомобилских МЦУ-а порасла за 23% на 7,6 милијарди долара, што је рекордно висок ниво.

Већина аутомобилских чипова се производи помоћу 8-инчних плочица, неки произвођачи као што су ТИ на 12-инчни пренос линије, ИДМ ће такође бити део ливнице капацитета за спољне послове, којом доминира МЦУ, око 70% капацитета ТСМЦ .Међутим, сам аутомобилски бизнис чини мали део ТСМЦ-а, а ТСМЦ се фокусира на поље напредне процесне технологије потрошачке електронике, тако да је тржиште аутомобилских МЦУ-а посебно оскудно.

Недостатак аутомобилских чипова предвођен читавом индустријом полупроводника такође је покренуо талас експанзије, главне ливнице и ИДМ фабрике да активно проширују производњу, али фокус је другачији.

Очекује се да ће фабрика ТСМЦ Кумамото бити пуштена у рад до краја 2024. године, поред 22/28нм процеса, даље ће обезбедити 12 и 16нм процесе, а фабрика у Нањингу ће проширити производњу на 28нм, са месечним производним капацитетом од 40.000 комада;

СМИЦ планира да прошири производњу за најмање 45.000 вафер-а од 8 инча и најмање 10.000 вафер-а од 12 инча у 2021. години, и да изгради производну линију од 12 инча са месечним капацитетом од 120.000 вафера у Лингангу, фокусирајући се на нодесм изнад 28н.

Хуахонг очекује да ће 2022. убрзати проширење производног капацитета од 12 инча на 94.500 комада;

Ренесас је најавио свој удео у ТСМЦ-овој фабрици у Кумамоту са намером да прошири спољно ангажовање и има за циљ да повећа снабдевање аутомобилских МЦУ-а за 50% до 2023. године, при чему се очекује да ће капацитет МЦУ-а високе класе порасти за 50%, а капацитет МЦУ-а ниске класе за око 70% у односу на крај 2021.

СТМицроелецтроницс ће уложити 1,4 милијарде долара у 2022. за проширење и планира да удвостручи капацитет својих европских фабрика до 2025. године, углавном ради повећања капацитета од 12 инча, а за капацитет од 8 инча, СТМицроелецтроницс ће селективно надоградити за производе који не захтевају 12-инчни капацитет. инча технологија.

Текас Инструментс ће додати четири нове фабрике, очекује се да ће прва фабрика бити пуштена у рад 2025. године, а трећа и четврта постројења биће изграђене између 2026. и 2030. године;

ОН Семицондуцтор је повећао своје капиталне инвестиције на 12%, углавном за проширење капацитета плочице од 12 инча.

ИЦ инсигхтс има занимљиве податке да АСП свих 32-битних МЦУ-ова опада на ЦАГР од -4,4% у односу на претходну годину између 2015. и 2020. године, али расте за око 13% на око 0,72 УСД у 2021. Одражено на спот тржишту , флуктуација цена аутомобилског МЦУ-а је очигледнија: НКСП 32-битни МЦУ ФС32К144ХАТ0МЛХ са сталном ценом од 22 долара порастао је на 550 долара, распоном од више од 20 пута, што је био један од најређих аутомобилских чипова у то време.

Инфинеон 32-битни аутомобилски МЦУ САК-ТЦ277ТП-64Ф200Н ДЦ порастао је на 4.500 јуана, што је повећање од скоро 100 пута, а иста серија САК-ТЦ275Т-64Ф200Н ДЦ такође је порасла на више од 2.000 јуана.

С друге стране, првобитно врућа потрошачка електроника почела је да се хлади, слаба потражња, као и убрзање домаће супституције, чинећи опште намене, потрошачке МЦУ цене назад, неки модели СТ чипова као што су Ф0/Ф1/Ф3 серијске цене су се приближиле нормалним ценама, па чак и тржишне гласине да је цена неких МЦУ пала кроз агенцијску цену.

Међутим, аутомобилски МЦУ-ови као што су Ренесас, НКСП, Инфинеон и СТ су још увек у стању релативног недостатка.На пример, цена СТ-овог 32-битног МЦУ СТМ32Х743ВИТ6 високих перформанси крајем прошле године попела се на 600 јуана, док је пре две године његова цена била само 48 јуана.Повећање је више од 10 пута;Инфинеон Аутомотиве МЦУ САК-ТЦ237ЛП-32Ф200Н АЦ тржишна цена у октобру прошле године на око 1200 долара, децембар нуди до 3800 долара, а чак и на веб локацијама трећих страна нуди више од 5000 долара.

03 Тржиште је велико, а домаћа производња мала

Конкурентним окружењем МЦУ-а доминирају прекоокеански гиганти као и целокупно конкурентско окружење у области полупроводника.У 2021., првих пет МЦУ добављача били су НКСП, Мицроцхип, Ренесас, СТ и Инфинеон.Ових пет МЦУ добављача чинило је 82,1% укупне глобалне продаје, у поређењу са 72,2% у 2016. години, при чему је величина главних компанија расла у годинама које су биле међу њима.

У поређењу са потрошачким и индустријским МЦУ, праг сертификације за аутомобилске МЦУ је висок и период сертификације је дуг, систем сертификације укључује стандардну сертификацију ИСО26262, стандардну сертификацију АЕЦ-К001~004 и ИАТФ16949, стандардну сертификацију АЕЦ-К100/К104, од којих сертификацију ИСО262 функционална безбедност аутомобила подељена је на четири нивоа од АСИЛ-А до Д. На пример, шасија и други сценарији имају највише безбедносне захтеве и захтевају сертификат АСИЛ-Д нивоа, мали број произвођача чипова може да испуни услове.

Према подацима Стратеги Аналисис-а, глобално и домаће тржиште МЦУ за аутомобиле углавном заузимају НКСП, Ренесас, Инфинеон, Текас Инструментс, Мицроцхип, са тржишним уделом од 85%.Иако су 32-битни МЦУ-и још увек монополизовани од стране прекоморских гиганта, неке домаће компаније су узеле маха.

04 Закључак

Брзи развој интелигентних електричних возила, тако да су се придружили бројни произвођачи потрошачких чипова, као што су Нвидиа, Куалцомм, Интел, били су у интелигентном кокпиту, аутономна вожња чип пробоја, компримовање простора за преживљавање старих произвођача аутомобилских чипова.Развој аутомобилских МЦУ-а је отишао од фокусирања на саморазвој и побољшање перформанси до свестране конкуренције за смањење трошкова уз задржавање технолошких предности.

Са аутомобилском Е/Е архитектуром од дистрибуиране до контроле домена, и на крају ка централној интеграцији, биће све више и више замењених мултифункционалних и једноставних чипова ниске класе, високих перформанси, велике рачунарске снаге и других врхунских чипови ће постати фокус будуће конкуренције аутомобилских чипова, пошто је главна контролна улога МЦУ-а будућим смањењем броја ЕЦУ-а релативно мала, као што је Тесла ЕЦУ за контролу шасије, један садржи 3-4 МЦУ-а, али неке једноставне функције основни МЦУ ће бити интегрисан.Све у свему, тржиште за аутомобилске МЦУ и простор за домаћу супституцију у наредним годинама је несумњиво огроман.