Automotive MCU 2025: La Chine renforce la chaîne d'approvisionnement, gagne la part de marché

Définition des MCU automobiles

Les unités de microcontrôleur automobile (MCU) sont des dispositifs semi-conducteurs spécialisés conçus pour gérer une large gamme de tâches de contrôle dans les automobiles. Ce sont des systèmes autonomes avec une unité de traitement centrale (CPU), de la mémoire (à la fois volatile et non volatile) et des périphériques d'entrée / sortie intégrés sur une seule puce. Contrairement aux MCU génériques utilisés dans l'électronique grand public, les MCU automobiles doivent adhérer à des normes strictes pour la fiabilité, la sécurité et la durabilité en raison des environnements exigeants dans lesquels ils fonctionnent: les températures extremaires, les vibrations élevées et l'interférence électromagnétique.

Les véhicules modernes utilisent des dizaines, voire des centaines, de MCU pour contrôler tout, des fonctionnalités de base comme les essuie-glaces et les fenêtres électriques à des systèmes complexes tels que le contrôle de la stabilité électronique, le régulateur de vitesse adaptatif et les caractéristiques de conduite autonomes. La complexité croissante de l'électronique automobile a transformé les MCU en l'un des composants les plus critiques de la conception et des performances des véhicules.

L'importance des MCU automobiles s'étend au-delà de la logique de contrôle. Ils sont essentiels pour permettre des véhicules (SDV) définis par logiciel, qui s'appuient sur des mises à jour logicielles fréquentes et un code sophistiqué pour ajouter de nouvelles fonctionnalités après la fabrication. Cette tendance façonne l'avenir de l'industrie automobile, où les véhicules ne sont plus définis uniquement par le matériel mais par leurs capacités logicielles.

AutomobileUnité de microcontrôleur (MCU)Tendances de l'industrie

L'industrie automobile MCU subit une transformation profonde, marquée par des avancées technologiques rapides, une demande accrue de puces haute performance et un remodelage de la chaîne d'approvisionnement mondiale. Voici les tendances clés qui influencent le secteur:

• Migration vers des architectures élevées: alors que les véhicules intègrent une électronique plus complexe, la demande est passée de MCU 8 bits et 16 bits à des MCU 32 bits et 64 bits. Ces MCU plus élevés peuvent traiter plus de données à des vitesses plus rapides, permettant des fonctionnalités telles que la fusion de capteurs en temps réel, le traitement d'image pour ADAS et les applications IA en voiture.
• Informatique de bord et intégration en IA: avec la montée de l'informatique de bord dans l'électronique automobile, les MCU évoluent pour inclure la prise en charge intégrée des algorithmes d'apprentissage automatique. Cela réduit la latence et les besoins de bande passante de tâches telles que la détection d'objets et la reconnaissance vocale, permettant à des décisions critiques d'être prises localement dans le véhicule.
• L'accent mis sur la cybersécurité et la sécurité: les véhicules modernes sont constamment connectés à Internet, faisant de la cybersécurité une priorité absolue. Les MCU sont de plus en plus intégrés avec un chiffrement au niveau matériel, un démarrage sécurisé et d'autres protections pour se conformer aux normes de cybersécurité comme ISO / SAE 21434. La sécurité fonctionnelle, régie par l'ISO 26262, reste une pierre angulaire, en particulier pour les systèmes impliquant le freinage, la direction et le contrôle du groupe motopropulseur.
• Réalignement de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs: les vulnérabilités globales de la pénurie de puces 2020-2022 dans la chaîne d'approvisionnement automobile. Les constructeurs automobiles adoptent désormais une position proactive en s'associant à des sociétés de semi-conducteurs, en investissant dans des installations de fabrication de puces et en adoptant des stratégies de double d'approvisionnement. Cette décision a également suscité l'intérêt de régionaliser la production de puces, des pays comme la Chine accélérant les efforts pour renforcer les capacités locales.
• Mobilité et électrification: l'électrification du secteur automobile est peut-être le catalyseur le plus puissant de la demande de MCU. Les véhicules électriques (VE) nécessitent beaucoup plus de puissance de calcul pour gérer les batteries, les moteurs électriques, les systèmes de charge et l'efficacité énergétique, tous entraînés par des MCU spécialisés.

Application des unités de microcontrôleur automobile (MCU) par OEMS

Les fabricants d'équipements d'origine (OEM) sont les principaux consommateurs de MCU automobiles, les intégrant dans plusieurs systèmes de véhicules pour améliorer les fonctionnalités, l'efficacité et la sécurité. Voici comment différents domaines automobiles utilisent les MCU:

• Gestion du groupe motopropulseur: l'injection de carburant de contrôle MCUS, le calage d'allumage, la turbocompresseur, les systèmes d'entraînement hybride et la récupération d'énergie. Dans les véhicules électriques, ils gèrent les fonctions moteurs électriques et interfacent avec les systèmes de gestion de la batterie.
• Systèmes de châssis: Ces systèmes assurent la stabilité et la réactivité des véhicules. Les MCU régissent des fonctions telles que la suspension adaptative, les systèmes de freinage antiblocage (ABS), le contrôle de la traction et les programmes de stabilité électronique (ESP). Ces fonctions nécessitent une précision en temps réel, souvent réalisée avec des MCU à haute fiabilité.
• Systèmes avancés d'assistance à la conduite (ADAS): ADAS est l'un des segments les plus à forte intensité de MCU, nécessitant un traitement rapide des données à partir de capteurs de caméras, de radar, de lidar et ultrasoniques. Les MCU interprètent les données du capteur, prennent des décisions et envoient des commandes aux actionneurs, le tout en millisecondes.
• Infodivertissement et connectivité: à mesure que les voitures se transforment en espaces de vie mobiles, les systèmes d'infodivertissement exigent des MCU avec un traitement graphique à grande vitesse, un audio multicanal et des options de connectivité (Bluetooth, Wi-Fi, 5G). Les assistants activés par la voix, les interfaces tactiles et la reconnaissance des gestes deviennent courants.
• Modules de contrôle du corps (BCM): ces MCU gèrent l'éclairage intérieur et extérieur, la climatisation, les réglages des sièges, l'entrée sans clé et le verrouillage central. Les BCM contribuent de manière significative au confort et à la personnalisation de l'utilisateur.

Pour maintenir la compétitivité, les OEM travaillent de plus en plus directement avec les fournisseurs de semi-conducteurs pour développer des solutions MCU personnalisées. Cette collaboration verticale permet des architectures sur mesure, des piles de logiciels optimisées et une meilleure intégration avec les plates-formes de véhicules. Tesla, par exemple, conçoit une grande partie de son propre matériel en partenariat avec les fournisseurs de puces clés pour s'assurer que ses véhicules ont un avantage distinct.

Scénarios d'application majeurs d'unités de microcontrôleur automobile (MCU)

Les MCA automobiles sont intégrés dans presque tous les sous-systèmes de véhicules. Vous trouverez ci-dessous certains des principaux scénarios où leur application est la plus importante:

• Véhicules électriques et hybrides: Dans les véhicules électriques et les hybrides, les MCU sont essentiels pour les systèmes de gestion de la batterie (BMS), les unités de commande moteur (MCU - distinct des microcontrôleurs), les convertisseurs DC-DC et le contrôle de l'onduleur. Ces fonctions nécessitent une surveillance en temps réel de la température, de la tension et du courant pour maximiser la plage et assurer la sécurité.
• Technologies de conduite autonomes: les MCU avec des capacités d'accélération d'IA soutiennent le traitement de la vision, la fusion des capteurs et la prise de décision pour des fonctionnalités telles que le maintien de la voie, le régulateur de vitesse adaptatif et le freinage d'urgence. Alors que les processeurs haut de gamme gèrent les tâches les plus complexes, les MCU jouent un rôle crucial dans les boucles de décision auxiliaires et les systèmes de redondance.
• Cockpits numériques et interfaces intelligentes: le tableau de bord de voiture moderne est devenu une expérience multi-écrans avec des grappes d'instruments numériques, des systèmes d'infodionance et des écrans de tête-à-tête (HUD). MCUS gère le rendu graphique, la saisie multimodale et la synchronisation sur ces écrans.
• Véhicules connectés: la communication V2X (véhicule à tout) prend de l'ampleur à mesure que la technologie 5G prolifère. Les MCU facilitent la communication sécurisée entre les véhicules, les infrastructures et le cloud, permettant des fonctionnalités telles que le régulateur de vitesse adaptatif coopératif et les avertissements de collision d'intersection.
• Entretien prédictif et télématique: les MCU recueillent les données de divers composants de véhicules pour anticiper les défaillances potentielles. Ces données sont envoyées aux plates-formes cloud pour l'analyse, permettant aux OEM et aux opérateurs de flotte de planifier la maintenance avant les problèmes, ce qui réduit les temps d'arrêt et les coûts.
• Mises à jour en direct (OTA): les mises à jour logicielles deviennent aussi cruciales que les mises à niveau matérielles. Les MCU assurent la livraison sécurisée et fiable des mises à jour OTA, qui peuvent inclure des corrections de bogues, des améliorations des performances et de nouvelles fonctionnalités.

Vendeurs de MCU automobile chinois

L'ambition de la Chine de réduire la dépendance à l'égard des semi-conducteurs étrangers a catalysé une vague d'innovation nationale, en particulier dans les MCU automobiles. Les initiatives gouvernementales et les investissements stratégiques nourrissent un écosystème en pleine expansion des fournisseurs de MCU chinois.

• Gigadevice:Basé à Pékin, Gigadevice a commencé avec ni la mémoire flash mais s'est diversifié dans la conception MCU. Les MCU de la série GD32 de la société ont trouvé la traction sur les marchés industriels et de consommation et sont maintenant adaptés à l'usage automobile, en se concentrant sur les noyaux de cortex ARM 32 bits avec le support pour la sécurité fonctionnelle.
• Autochips:Filiale de Navinfo, Autochips se concentre sur l'infodivertissement dans les véhicules et les grappes d'instruments numériques. Ses partenariats stratégiques avec les constructeurs automobiles domestiques l'ont aidé à adapter ses offres aux exigences locales, améliorant le délai de commercialisation et la rentabilité.
• Semiconducteur BYD:Ce fournisseur intégré verticalement a commencé par concevoir des MCU pour les véhicules électriques de sa société mère. Aujourd'hui, il fournit une large gamme de semi-conducteurs de puissance et de MCU à des constructeurs automobiles tiers, avec un fort accent sur les fonctions spécifiques à l'EV telles que le contrôle du moteur et le BMS.
• Hua Hong Semiconductor et Smic:En tant que principales fonderies de la Chine, ces entreprises offrent des capacités de fabrication pour les concepteurs de MCU. Leur capacité à fabriquer sur des nœuds matures (par exemple, 55 nm, 40 nm) est essentiel pour les puces de qualité automobile, qui hiérarchisent la fiabilité par rapport à la miniaturisation de bord d'attaque.
• Chipon and Nations Technologies:Ces sociétés investissent massivement dans l'acquisition de certifications automobiles comme AEC-Q100 et ISO 26262 pour qualifier leurs MCU à utiliser dans les applications critiques de sécurité. Ils élargissent également leurs portefeuilles de produits pour inclure des MCU sécurisés avec une cryptographie intégrée pour V2X et l'infodivertissement.
• Pumbaa:Pumbaa ev'L'unité de contrôle du moteur joue un rôle central dans la gestion intelligente des véhicules électriques, servant de processeur central qui harmonise les fonctions du contrôleur de moteur EV. En tirant parti de la technologie de microcontrôleur de pointe, il offre un contrôle précis sur la vitesse du moteur et s'intègre parfaitement aux onduleurs du moteur BLDC pour soutenir une accélération et une décélération lisses. Ce système est conçu pour optimiser la consommation d'énergie, améliorant les performances et l'efficacité. De plus, l'onduleur EV robuste intégré à l'unité assure une conversion et une livraison de puissance efficaces, ce qui en fait une solution fiable pour une large gamme d'applications de véhicules électriques.

Les progrès de la Chine sont soutenus par un soutien politique important. La stratégie «Made in China 2025» comprend les semi-conducteurs comme domaine de base, offrant des incitations fiscales, des programmes de financement et du développement des infrastructures. De plus, la montée des nouveaux véhicules énergétiques (NEV) et des startups EV locales comme Nio, XPeng et Li Auto stimulent la demande de MCU domestiques qui peuvent offrir des performances à grande échelle.

Conclusion

L'industrie automobile MCU est au cœur d'une révolution dans la mobilité, définie par l'électrification, l'automatisation et la connectivité. Alors que les véhicules deviennent plus intelligents et plus définis par logiciel, l'importance des MCU continue de croître. Ces puces exécutent non seulement les fonctions de contrôle de base, mais permettent également des capacités transformatrices telles que la conduite autonome, la maintenance prédictive et l'interaction humaine sans faille.

L'émergence de la Chine en tant qu'acteur solide sur le marché automobile MCU remodèle le paysage mondial des semi-conducteurs. Avec un soutien gouvernemental robuste, une augmentation des capacités techniques et un marché intérieur en plein essor pour les véhicules intelligents, les vendeurs de MCU chinois deviennent de formidables concurrents pour les fournisseurs occidentaux et japonais établis.

D'ici 2025, la convergence des politiques, de l'innovation et de la demande du marché positionnera probablement la Chine en tant que plaque tournante de premier plan pour la production de MCU automobile. Cela renforcera non seulement son industrie automobile nationale, mais contribuera également à une chaîne d'approvisionnement mondiale plus diversifiée et plus résiliente.

La prochaine décennie sera critique car l'industrie est aux prises avec de nouvelles demandes dans l'IA, la cybersécurité et la durabilité. L'automobile MCU - encore puissante - sera au cœur de la navigation dans cet avenir complexe et passionnant. Pour les constructeurs automobiles, les fournisseurs et les décideurs politiques, la compréhension et l'investissement dans cette technologie ne sont plus facultatifs - c'est essentiel.