SoC和MCU在發(fā)展趨勢上是什么關(guān)系？

導(dǎo)語

Introduction

MCU屬通用型，而SoC偏重更具體的應(yīng)用領(lǐng)域。

作者丨王小西

責(zé)編丨曹佳東

編輯丨朱錦斌

這篇，主要科普科普MCU和SoC的關(guān)系。

從2021年初開始的“缺芯”，到目前為止還沒有完全緩解。而一輛傳統(tǒng)汽車上少則有40多種芯片，多則達(dá)到150多種。此外，一輛新能源汽車上要超過300顆芯片。

那么，“缺芯”缺什么？恐怕很多人說不上來。

實(shí)際上，汽車上缺的主要是ECU，而從更基礎(chǔ)、更微觀的層面來說，缺的是MCU（Micro Control Unit，微控制單元），也就是所謂的單片機(jī)。

簡單來說，MCU就是在CPU（這個(gè)就不用解釋了吧？）的基礎(chǔ)上，增加了存儲(chǔ)器RAM和ROM、計(jì)數(shù)器／定時(shí)器及I／O接口，將它們集成在一塊，形成“芯片級(jí)別的芯片”。所以說，MCU是傳統(tǒng)汽車最為常用的芯片。

而隨著計(jì)算需求越來越專業(yè)化，將CPU、GPU、DSP、NPU等不同類型的芯片，外加上接口、儲(chǔ)存等電子元件，就組成了俗稱“片上系統(tǒng)”的SoC（System on Chip），形成“系統(tǒng)級(jí)別的芯片”。最典型的例子就是特斯拉的FSD，一顆CPU＋GPU＋2×NPU的多核SoC芯片。

所以，SoC是MCU集成度更高的結(jié)果，功能更加復(fù)雜，資源利用效率更高。但是，我們要知道的是，SoC和MCU在發(fā)展趨勢上是什么關(guān)系？未來SoC是不是會(huì)完全替代MCU呢？

MCU“開掛”

IC Insights最新的《麥克林報(bào)告》指出，2022年全球MCU的市場銷售額將增長10％，市場規(guī)模有望達(dá)到215億美元，再創(chuàng)歷史新高。其中，今年汽車MCU的增長將超過其他大多數(shù)終端市場。

就像指數(shù)資本的調(diào)研指出的，從資本市場來看，MCU此前市場空間總計(jì)不過100億人民幣，但現(xiàn)在，僅一級(jí)市場Top6的MCU企業(yè)最新估值總和已超300億人民幣，玩家中更不乏大量切入MCU業(yè)務(wù)的上市公司。

此外，工業(yè)級(jí)MCU對(duì)無線連接、環(huán)境感知、精準(zhǔn)控制、電源管理、人機(jī)交互等功能不斷提出新需求，同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)（IOT）也帶來更多的MCU增量需求。換句話說，是全面開花的局面。

按照指數(shù)資本董事總經(jīng)理王逸非的觀點(diǎn)，2022年是第二輪產(chǎn)業(yè)周期的起始年，“資本的故事主線”是高度智能化、電氣化的下一代汽車，以及全新電子電氣架構(gòu)下的增量功能、增量技術(shù)、增量市場。

其核心驅(qū)動(dòng)因素有兩個(gè)：第一，電氣化底盤的普及將為下一代智能汽車奠定架構(gòu)基礎(chǔ)；第二，各大車廠基于全新一代電子電氣架構(gòu)推出的平臺(tái)，將在2022年底～2024年有產(chǎn)品分批上市。

此外，2025年后市場在售車型很可能將全面鋪開。這兩大產(chǎn)業(yè)鏈增量紅利均為萬億元的量級(jí)。如此讓人眼紅的蛋糕，其中，小小的MCU將起到很關(guān)鍵的作用。

賽迪顧問集成電路中心高級(jí)咨詢顧問池憲念也很含蓄地向媒體表示，智能電動(dòng)時(shí)代的趨勢下，汽車電子電氣架構(gòu)重構(gòu)，所需的MCU數(shù)量和單價(jià)均會(huì)提升，MCU需求也會(huì)隨之發(fā)生變化。

同樣，根據(jù)IC Insights的預(yù)測，2021～2026年期間，MCU的平均售價(jià)將不斷上升，復(fù)合年增長率（CAGR）將達(dá)到3．5％。此外，這期間MCU總出貨量將以3．0％的復(fù)合年增長率增長，預(yù)計(jì)到2026年MCU總出貨量將達(dá)到358億片。

當(dāng)然，也不是所有的MCU都能享受這個(gè)紅利。未來五年，32位MCU的銷售預(yù)計(jì)將以9．4％的復(fù)合年增長率增長，到2026年將達(dá)到200億美元。同時(shí)，4／8位MCU的銷售額，以及現(xiàn)在正當(dāng)時(shí)的16位MCU的銷售額，都將失去增長的動(dòng)力。

為什么呢？前面說了，車身架構(gòu)集成拉高了車廠對(duì)MCU的需求，所以，8／16位中低端MCU不再有投資機(jī)會(huì)（比亞迪對(duì)此有何感想呢？），投資的重心基本都在32位MCU，以及還在研發(fā)階段的64位MCU。

與MCU蓬勃發(fā)展同時(shí)的，是SoC芯片同樣在日新月異地快速崛起。不過，大多數(shù)的文章沒有說明的是，SoC芯片雖然是MCU的晉級(jí)版本，但是為什么SoC芯片大發(fā)展的同時(shí)，MCU芯片同樣在上量？

這里面其實(shí)就涉及到“域控制器”的問題。

從MCU到SoC

因?yàn)椋壳捌嚨碾娮与姎饧軜?gòu)正在從大量ECU的分布式，向域控制器、中央計(jì)算單元的集中式架構(gòu)轉(zhuǎn)變，而從分布式轉(zhuǎn)移到集中式，是一個(gè)革命性的變化。

換句話說，這也是車企拿回控制權(quán)的一場“內(nèi)卷”。并且，受益于由分布走向集中的趨勢，域控制器市場得以快速增長。

據(jù)蓋世汽車研究院預(yù)測，2025年，自動(dòng)駕駛域控制器出貨量將超過400萬臺(tái)套，智能座艙域控制器出貨量將超過500萬臺(tái)套，復(fù)合增長率預(yù)計(jì)在50％以上。

而域控制器目前大致可以分為底盤、動(dòng)力、車身、座艙、自動(dòng)駕駛（ADAS）五大域，或者整合成車控VDC、智能座艙CDC、智能駕駛ADC三大域。而負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛的域控制器是核心，其本質(zhì)是一塊SoC級(jí)別的芯片。

不同于以CPU為主的MCU芯片，SoC芯片集成了CPU、AI芯片（GPU／FPGA／ASIC等結(jié)構(gòu)，芯片算力的主要來源）、深度學(xué)習(xí)加速單元（NPU）等多個(gè)模塊。