2023, dəli avtomobil MCU

01 MCU-nun böyümə tarixi

MCU, mikrokontroller, onun tanınmış adı var: tək çipli mikrokompüter.

Bu, həqiqətən şirin yerdir, bir sıra əsas kompüter sistemini bir çipə köçürməkdir, o cümlədən CPU RAM ROM IO counter seriya portunun daxili versiyası, performansı əlbəttə ki, bir kompüter qədər geniş olmasa da, aşağı güclə proqramlaşdırıla bilər və çevik, buna görə də istehlakçı elektronikasında, tibb sənayesində rabitə Avtomobillərin çox geniş tətbiq sahəsi var.

O, 1971-ci ildə anadan olub, Intel dünyanın ilk mikroprosessorunu - 4004 nömrəli 4 bitlik çipi, bu çip 2000-dən çox tranzistoru birləşdirir və Intel həmçinin 4001, 4002, 4003 çipləri, RAM, ROM və registrləri hazırlayıb.

Bu dörd məhsul bazara çıxdıqda, Intel reklamında "İnteqral sxemlərin yeni dövrünü elan edin: bir çipdə sıxlaşdırılmış mikrokompüterlər" yazdı.O dövrdə mini-kompüterlər və meynfreymlər əsasən 8-bit və 16-bit prosessorlar idi, buna görə də Intel tez bir zamanda bazarı qazanmaq üçün 1972-ci ildə 8-bitlik mikroprosessor 8008-i işə salaraq tək çipli mikrokompüterlər dövrünü açdı.

1976-cı ildə Intel 8-bit CPU, 8-bit paralel I/O, 8-bit sayğac, RAM, ROM və s. birləşdirən, ümumi sənaye nəzarəti və ehtiyaclarını ödəyə bilən dünyada ilk proqramlaşdırıla bilən mikrokompüter nəzarətçisi 8748-i istifadəyə verdi. sənaye sahəsində tək çipli mikrokompüterlərin kəşfiyyatını açan 8748 ilə təmsil olunan cihaz.

1980-ci illərdə 8 bitlik tək çipli mikrokompüterlər daha yetkin olmağa başladı, operativ yaddaş və ROM tutumu artdı, ümumiyyətlə serial interfeyslər, çoxsəviyyəli kəsmə emal sistemləri, çoxsaylı 16 bitlik sayğaclar və s. 1983-cü ildə Intel MCS-i işə saldı. -96 seriyalı 120.000 inteqrasiya edilmiş tranzistorlu 16 bitlik yüksək performanslı mikrokontrollerlər.

1990-cı illərdən bəri tək çipli mikrokompüter ilkin 4 bitdən avtobusun və ya məlumat registrlərinin bitlərinin sayına görə performans, sürət, etibarlılıq, inteqrasiya tam çiçəklənmədə yüz düşüncə məktəbinin mərhələsinə qədəm qoydu. 8-bit, 16-bit, 32-bit və 64-bit bir çipli mikrokompüterlərlə tədricən inkişaf etdirildi.

Hazırda MCU-ların təlimat dəsti əsasən CISC və RISC-ə bölünür və əsas arxitektura əsasən ARM Cortex, Intel 8051 və RISC-V-dir.

2020 China General Microcontroller (MCU) Market Brief-ə əsasən, 32 bitlik MCU məhsulları bazarın 55%-ə qədərini, 43%-ni 8 bitlik məhsullar, 2%-ni 4 bitlik məhsullar, 16 -bit məhsulları 1% təşkil edir, bazarda əsas məhsulların 32 bit və 8 bit MCU olduğunu və 16 bitlik MCU məhsullarının bazar sahəsinin ciddi şəkildə sıxıldığını görmək olar.

CISC təlimat dəsti məhsulları bazarın 24%-ni, RISC təlimat dəsti məhsulları bazarın əsas məhsullarının 76%-ni təşkil edib;Bazarın 22%-ni Intel 8051 əsas məhsulları, 20%-ni ARM Cortex-M0 məhsulları, 14%-ni ARM Cortex-M3 məhsulları, 12%-ni ARM Cortex-M4 məhsulları, 12%-ni ARM Cortex-M0+ məhsulları təşkil edib. 5%, ARM Cortex-M23 məhsulları 1%, RISC-V əsas məhsulları 1%, digərləri isə 24% təşkil edib.ARM Cortex-M0+ məhsulları 5%, ARM Cortex-M23 məhsulları 1%, RISC-V əsas məhsulları 1%, digərləri isə 24% təşkil edib.Bütövlükdə, ARM Cortex seriyası nüvələri bazarın əsas axınının 52%-ni təşkil edir.

MCU bazarı son 20 il ərzində əhəmiyyətli qiymət enişləri ilə üzləşib, lakin onun orta satış qiymətinin (ASP) azalması son beş il ərzində yavaşlayır.Avtomobil sənayesindəki tənəzzül, qlobal iqtisadi zəiflik və epidemiya böhranından sonra MCU bazarı 2020-ci ildə bərpa olunmağa başladı. IC Insights-a görə, MCU tədarükləri 2020-ci ildə 8%, 2021-ci ildə isə ümumi MCU tədarükləri artıb. 12%, 30,9 milyard rekord yüksək, ASP-lər də 10% artaraq 25 ilin ən yüksək artımıdır.

IC Insights, MCU tədarükünün növbəti beş il ərzində 35,8 milyard ədədə çatacağını və ümumi satışların 27,2 milyard dollar olacağını gözləyir.Bunlardan 32 bitlik MCU satışlarının 9,4% mürəkkəb illik artım tempi ilə 20 milyard dollara çatacağı, 16 bitlik MCU-ların 4,7 milyard dollara çatacağı və 4 bitlik MCU-ların artım göstərməsi gözlənilmir.

02 Avtomobil MCU dəli ötmə

Avtomobil elektronikası MCU-ların ən böyük tətbiq ssenarisidir.IC Insights, dünya üzrə MCU satışlarının 2022-ci ildə 10% artaraq 21,5 milyard dollara çatacağını və avtomobil MCU-larının digər son bazarlardan daha çox artacağını gözləyir.

MCU satışlarının 40%-dən çoxu avtomobil elektronikasından gəlir və avtomobil MCU satışlarının növbəti beş il ərzində ümumi təyinatlı MCU-ları (7,3%) üstələyərək CAGR-də 7,7% artacağı gözlənilir.

Hazırda avtomobil MCU-ları əsasən 8-bit, 16-bit və 32-bitdir və MCU-ların müxtəlif bitləri fərqli vəzifələri yerinə yetirir.

Konkret olaraq:

8 bitlik MCU əsasən oturacaqların, kondisionerlərin, fanatların, pəncərələrin və qapı idarəetmə modullarının idarə edilməsi kimi nisbətən əsas idarəetmə funksiyaları üçün istifadə olunur.

16 bitlik MCU əsasən mühərrik, elektron əyləc, asma sistemi və digər güc və ötürmə sistemləri kimi aşağı gövdə üçün istifadə olunur.

32 bitlik MCU avtomobil zəkasına uyğundur və əsasən kokpit əyləncəsi, ADAS və bədən nəzarəti kimi yüksək səviyyəli ağıllı və təhlükəsiz tətbiq ssenariləri üçün istifadə olunur.

Bu mərhələdə 8 bitlik MCU-lar performans və yaddaş tutumunda artır və öz səmərəliliyi ilə tətbiqlərdə bəzi 16 bitlik MCU-ları əvəz edə bilər və həmçinin 4 bitlik MCU-larla geriyə uyğun gəlir.32 bitlik MCU bütün avtomobil E/E arxitekturasında getdikcə daha vacib bir master nəzarət rolunu oynayacaq, dörd dağınıq aşağı və orta mənzilli ECU vahidlərini idarə edə bilər və istifadələrin sayı artmağa davam edəcəkdir.

Yuxarıdakı vəziyyət 16-bit MCU-nu nisbətən yöndəmsiz vəziyyətdə, yüksək deyil, aşağı edir, lakin bəzi tətbiq ssenarilərində, güc ötürücü sistemlərinin bəzi əsas tətbiqləri kimi hələ də faydalıdır.

Avtomobil kəşfiyyatı 32-bit MCU-lara tələbi əhəmiyyətli dərəcədə artırdı, 2021-ci ildə avtomobil MCU satışlarının dörddə üçündən çoxu 32-bit MCU-lardan gəlir və təxminən 5.83 milyard dollara çatacağı gözlənilir;16 bitlik MCU-lar təxminən 1,34 milyard dollar gəlir əldə edəcək;McClean hesabatına görə, 8 bitlik MCU-lar təxminən 441 milyon dollar gəlir əldə edəcək.

Tətbiq səviyyəsində məlumat-əyləncə, 2020-ci ilə nisbətən 2021-ci ildə 59% artım və qalan ssenarilər üçün 20% gəlir artımı ilə avtomobil MCU satışlarında ildən-ilə ən yüksək artıma malik tətbiq ssenarisidir.

İndi avtomobilin bütün elektron idarəetməsi ECU (elektron idarəetmə bloku) və MCU əsas idarəetmə çipi ECU-dur, hər bir ECU-da ən azı bir MCU var, buna görə də ağıllı elektrikləşdirmənin transformasiyasının və təkmilləşdirilməsinin hazırkı mərhələsi tələbi artırdı. MCU tək avtomobil istifadəsini artırmaq.

Çin Marketinq İnstitutunun Avtomobil Marketinqi Ekspert Komitəsinin Araşdırma Departamentinin məlumatlarına görə, adi ənənəvi yanacaqla işləyən avtomobillərin daşıdığı ECU-ların orta sayı 70-dir;dəbdəbəli ənənəvi yanacaq avtomobilləri tərəfindən daşınan ECU sayı 150-yə çata bilər, çünki oturacaqlar, mərkəzi idarəetmə və əyləncə, kuzovun dayanıqlığı və təhlükəsizliyi üçün daha yüksək performans tələbləri;Ağıllı avtomobillər tərəfindən daşınan ECU-ların orta sayı 300-ə çata bilər, çünki avtonom sürücülük və köməkçi sürücülük üçün yeni proqram və aparat tələbləri, tək avtomobillərin istifadə etdiyi MCU miqdarına uyğun olaraq da 300-dən çox olacaq.

Avtomobil istehsalçılarından MCU-lara güclü tələbat epidemiya səbəbindən nüvə çatışmazlığı olan 2021-ci ildə xüsusilə aydın görünür.Həmin il bir çox avtomobil şirkəti nüvələrin olmaması səbəbindən bəzi istehsal xətlərini qısa müddətə bağlamalı oldu, lakin avtomobil MCU-larının satışları 23% artaraq 7,6 milyard dollara çataraq rekord həddə çatdı.

Avtomobil çiplərinin əksəriyyəti 8 düymlük vaflilərdən istifadə etməklə istehsal olunur, TI kimi bəzi istehsalçılar 12 düymlük xətt transferi, IDM də MCU-nun üstünlük təşkil etdiyi, TSMC-nin tutumunun təxminən 70% -i olan tökmə zavodunun potensialının bir hissəsi olacaq. .Bununla belə, avtomobil biznesinin özü TSMC-nin kiçik bir hissəsini təşkil edir və TSMC istehlakçı elektronikasının qabaqcıl texnologiya sahəsinə diqqət yetirir, buna görə də avtomobil MCU bazarı xüsusilə azdır.

Bütün yarımkeçirici sənayenin rəhbərlik etdiyi avtomobil çiplərinin çatışmazlığı da genişlənmə dalğasına, əsas tökmə zavodlarına və İDM zavodlarına istehsalı aktiv şəkildə genişləndirməyə başladı, lakin diqqət fərqlidir.

TSMC Kumamoto zavodunun 2024-cü ilin sonuna qədər istifadəyə verilməsi gözlənilir, 22/28nm prosesinə əlavə olaraq, daha da 12 və 16nm prosesləri təmin edəcək və Nankin zavodu aylıq istehsal gücü ilə istehsalı 28nm-ə qədər genişləndirəcək. 40.000 ədəd;

SMIC 2021-ci ildə istehsalı ən azı 45 000 8 düymlük vafli və ən azı 10 000 12 düymlük vafli ilə genişləndirməyi və Linqanqda 28 nm və daha yuxarı qovşaqlara diqqət yetirərək aylıq 120 000 vafli istehsal gücünə malik 12 düymlük istehsal xətti qurmağı planlaşdırır.

Huahong, 2022-ci ildə 12 düymlük istehsal gücünün 94,500 ədədə qədər genişləndirilməsini sürətləndirməyi gözləyir;

Renesas, autsorsinqi genişləndirmək niyyəti ilə TSMC-nin Kumamoto zavodunda payını elan etdi və 2023-cü ilə qədər avtomobil MCU təchizatını 50% artırmağı hədəfləyir, yüksək səviyyəli MCU tutumunun 50% və aşağı səviyyəli MCU tutumunun təxminən 70% artması gözlənilir 2021-ci ilin sonu ilə müqayisədə.

STMicroelectronics 2022-ci ildə genişləndirilməsi üçün 1,4 milyard dollar sərmayə qoyacaq və 2025-ci ilə qədər Avropa zavodlarının tutumunu iki dəfə artırmağı planlaşdırır, əsasən 12 düymlük tutumu və 8 düymlük tutumu üçün STMicroelectronics 12-düymlük tələb etməyən məhsulları seçərək təkmilləşdirəcək. düym texnologiyası.

Texas Instruments dörd yeni zavod əlavə edəcək, birinci zavodun 2025-ci ildə istifadəyə verilməsi gözlənilir, üçüncü və dördüncü zavodlar isə 2026-2030-cu illər arasında tikiləcək;

ON Semiconductor, əsasən 12 düymlük vafli tutumun genişləndirilməsi üçün kapital qoyuluşunu 12%-ə qədər artırdı.

IC insights maraqlı məlumatlara malikdir ki, bütün 32-bit MCU-ların ASP-si 2015-2020-ci illər arasında illik -4.4% CAGR səviyyəsində azalır, lakin 2021-ci ildə təxminən 13% artaraq təxminən $0.72-ə çatır. Spot bazarında əks olunur. , avtomobil MCU-nun qiymət dəyişkənliyi daha aydın görünür: NXP 32-bit MCU FS32K144HAT0MLH 22 dollarlıq sabit qiyməti ilə 550 dollara qədər, 20 dəfədən çox artdı ki, bu da o dövrdə ən qıt avtomobil çiplərindən biri idi.

Infineon 32 bitlik avtomobil MCU SAK-TC277TP-64F200N DC təxminən 100 dəfə artımla 4500 yuana yüksəldi, eyni seriyalı SAK-TC275T-64F200N DC də 2000 yuandan çox bahalaşdı.

Digər tərəfdən, ilkin olaraq isti istehlakçı elektronikası soyumağa başladı, zəif tələb, eləcə də daxili əvəzetmənin sürətlənməsi, ümumi təyinatlı istehlakçı MCU qiymətlərini geri qaytardı, F0/F1/F3 kimi bəzi ST çip modelləri seriya qiymətləri normal qiymətə yaxınlaşdı və hətta bəzi MCU-ların qiymətinin agentlik qiymətindən aşağı düşdüyünə dair bazar şayiələri.

Bununla belə, Renesas, NXP, Infineon və ST kimi avtomobil MCU-ları hələ də nisbi çatışmazlıq vəziyyətindədir.Məsələn, ST-nin yüksək performanslı 32 bitlik MCU STM32H743VIT6-nın qiyməti keçən ilin sonunda 600 yuana qalxdı, halbuki onun qiyməti iki il əvvəl cəmi 48 yuan idi.Artım 10 dəfədən çox;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC bazar qiyməti keçən ilin oktyabr ayında təxminən 1200 dollar, dekabrda 3800 dollara qədər təklif olunur və hətta üçüncü tərəf saytlarında 5000 dollardan çox təklif olunur.

03 Bazar böyükdür, yerli istehsal isə kiçikdir

MCU rəqabət mənzərəsi bütün yarımkeçirici rəqabət mühiti kimi xaricdəki nəhənglərin üstünlük təşkil etdiyi yerdir.2021-ci ildə ilk beş MCU təchizatçıları NXP, Microchip, Renesas, ST və Infineon idi.Bu beş MCU satıcısı, 2016-cı ildəki 72,2% ilə müqayisədə ümumi qlobal satışların 82,1% -ni təşkil etdi və sonrakı illərdə artan baş şirkətlərin ölçüsü ilə.

İstehlakçı və sənaye MCU ilə müqayisədə avtomobil MCU sertifikatlaşdırma həddi yüksəkdir və sertifikatlaşdırma müddəti uzundur, sertifikatlaşdırma sisteminə ISO26262 standart sertifikatı, AEC-Q001~004 və IATF16949 standart sertifikatı, AEC-Q100/Q104, ISO262 standartı daxildir. avtomobilin funksional təhlükəsizliyi ASIL-A-dan D-yə qədər dörd səviyyəyə bölünür. Məsələn, şassi və digər ssenarilər ən yüksək təhlükəsizlik tələblərinə malikdir və ASIL-D səviyyəli sertifikatlaşdırma tələb edir, bir neçə çip istehsalçısı şərtlərə cavab verə bilər.

Strategiya Analizi məlumatlarına görə, qlobal və yerli avtomobil MCU bazarı əsasən 85% bazar payı ilə NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip tərəfindən işğal edilir.32 bitlik MCU-lar hələ də xaricdəki nəhənglər tərəfindən inhisarda olsa da, bəzi yerli şirkətlər fəaliyyətə başlayıb.

04 Nəticə

Ağıllı elektrik nəqliyyat vasitələrinin sürətli inkişafı, buna görə də Nvidia, Qualcomm, Intel kimi bir sıra istehlakçı çip istehsalçıları qoşuldu, ağıllı kokpitdə, avtonom sürücülük çipində irəliləyişlər, köhnə avtomobil çipi istehsalçılarının sağ qalma sahəsini sıxışdırdı.Avtomobil MCU-larının inkişafı, texnoloji üstünlükləri qoruyarkən, özünü inkişaf etdirməyə və performansın yaxşılaşdırılmasına diqqət yetirməkdən xərclərin azaldılması üçün hərtərəfli rəqabətə keçdi.

Avtomobil E / E arxitekturası ilə paylanmışdan domen idarəsinə və nəhayət mərkəzi inteqrasiyaya doğru getdikcə daha çox funksiyalı və sadə aşağı səviyyəli çip əvəz olunacaq, yüksək performanslı, yüksək hesablama gücü və digər yüksək səviyyəli çiplər gələcək avtomobil çipləri rəqabətinin diqqət mərkəzinə çevriləcək, çünki gələcək ECU sayının azaldılması ilə MCU-nun əsas nəzarət rolu nisbətən kiçikdir, məsələn, Tesla şassi idarəetmə ECU, tək 3-4 MCU ehtiva edir, lakin bəzi sadə funksiya əsas MCU inteqrasiya olunacaq.Bütövlükdə, avtomobil MCU-ları üçün bazar və yaxın illərdə yerli əvəzetmə üçün yer, şübhəsiz ki, genişdir.