自動車MCU 2025：中国はサプライチェーンを強化し、市場シェアを獲得します

自動車MCUの定義

自動車マイクロコントローラーユニット（MCU）は、自動車の幅広い制御タスクを管理するために設計された特殊な半導体デバイスです。これらは、中央処理ユニット（CPU）、メモリ（揮発性および非揮発性の両方）、および単一のチップに統合された入出力周辺機器を備えた自己完結型システムです。コンシューマーエレクトロニクスで使用される一般的なMCUとは異なり、自動車MCUは、それらが動作する厳しい環境などの厳しい温度、高い振動、電磁干渉のために、信頼性、安全性、耐久性の厳しい基準を遵守する必要があります。

最新の車両は、数百ではないにしても数十のMCUを使用して、フロントガラスワイパーやパワーウィンドウなどの基本的な機能から電子安定性制御、適応クルーズコントロール、自律運転機能などの複雑なシステムまで、すべてを制御します。自動車エレクトロニクスの複雑さの高まりにより、MCUは車両の設計とパフォーマンスの最も重要なコンポーネントの1つになりました。

自動車MCUの重要性は、制御ロジックを超えて拡張されます。これらは、ソフトウェア定義の車両（SDV）を有効にするために不可欠です。これは、頻繁にソフトウェアの更新と洗練されたコードに依存して、製造後の新しい機能を追加します。この傾向は、自動車業界の未来を形成しています。自動車業界では、ハードウェアだけでなくソフトウェア機能によって車両が定義されています。

自動車マイクロコントローラーユニット（MCU）業界の傾向

自動車MCU産業は、急速な技術的進歩、高性能チップの需要の増加、およびグローバルなサプライチェーンの再形成によって特徴付けられた、深い変革を受けています。以下は、セクターに影響を与える重要な傾向です。

• ハイビットアーキテクチャへの移行：車両がより複雑な電子機器を統合するにつれて、需要は8ビットおよび16ビットMCUから32ビットおよび64ビットMCUにシフトしました。これらの高ビットMCUは、より速い速度でより多くのデータを処理でき、リアルタイムセンサー融合、ADAの画像処理、車内AIアプリケーションなどの機能を可能にします。
• エッジコンピューティングとAI統合：自動車電子機器でのエッジコンピューティングの台頭により、MCUは機械学習アルゴリズムの組み込みサポートを含めるように進化しています。これにより、オブジェクトの検出や音声認識などのタスクの遅延と帯域幅のニーズが削減され、車両内で重要な決定がローカルに行われます。
• サイバーセキュリティと安全性への重点：最新の車両は常にインターネットに接続されており、サイバーセキュリティが最優先事項になります。 MCUは、ISO/SAE 21434などのサイバーセキュリティ基準に準拠するために、ハードウェアレベルの暗号化、安全なブート、およびその他の保護がますます埋め込まれています。ISO26262に準拠した機能安全性は、特にブレーキ、ステアリング、パワートレインコントロールを含むシステムの基礎となっています。
• 半導体サプライチェーンの再編成：2020〜2022グローバルチップ不足自動車サプライチェーンの脆弱性が暴露されました。自動車メーカーは現在、半導体会社と提携し、チップ製造施設への投資、二重調達戦略を採用することにより、積極的な姿勢をとっています。この動きは、中国のような国々が地域の能力を構築するための努力を加速しているため、チップ生産の地域化にも関心を集めています。
• Eモビリティと電化：自動車部門の電化は、おそらくMCU需要の最も強力な触媒です。電気自動車（EV）には、バッテリー、電気モーター、充電システム、およびエネルギー効率を管理するための大幅なコンピューティングパワーが必要です。これらはすべて専門のMCUによって駆動されます。

OEMSによる自動車マイクロコントローラーユニット（MCU）の適用

元の機器メーカー（OEM）は、自動車MCUの主要な消費者であり、それらを複数の車両システムに統合して機能、効率、安全性を高めます。さまざまな自動車ドメインがMCUを使用する方法は次のとおりです。

• パワートレイン管理：MCUSコントロール燃料噴射、イグニッションタイミング、ターボチャージ、ハイブリッドドライブシステム、およびエネルギー回収。 EVSでは、電動モーター機能とバッテリー管理システムとのインターフェースを管理しています。
• シャーシシステム：これらのシステムは、車両の安定性と応答性を確保します。 MCUは、適応懸濁液、アンチロックブレーキシステム（ABS）、トラクションコントロール、電子安定性プログラム（ESP）などの機能を管理します。これらの関数には、多くの場合、高度の信頼性MCUで達成されるリアルタイム精度が必要です。
• Advanced Driver Assistance Systems（ADAS）：ADASは、カメラ、レーダー、LIDAR、および超音波センサーからの迅速なデータ処理が必要なMCU集約型セグメントの1つです。 MCUSは、センサーデータを解釈し、決定を下し、すべてのアクチュエーターにコマンドをミリ秒以内に送信します。
• インフォテインメントと接続性：自動車がモバイルリビングスペースに変わると、インフォテインメントシステムは高速グラフィックス処理、マルチチャネルオーディオ、および接続オプション（Bluetooth、Wi-Fi、5G）でMCUを要求します。音声起動アシスタント、タッチインターフェイス、ジェスチャー認識が一般的になっています。
• ボディコントロールモジュール（BCMS）：これらのMCUは、内部および外部照明、気候制御、座席調整、キーレスエントリ、および中央ロックを管理します。 BCMは、ユーザーの快適さとカスタマイズに大きく貢献します。

競争力を維持するために、OEMは半導体サプライヤーと直接連携して、カスタムMCUソリューションを開発しています。この垂直コラボレーションにより、カスタマイズされたアーキテクチャ、最適化されたソフトウェアスタック、および車両プラットフォームとのより良い統合が可能になります。たとえば、Teslaは、主要なチップベンダーと協力して独自のハードウェアの多くを設計し、車両が異なるパフォーマンスエッジを確保します。

自動車マイクロコントローラーユニット（MCU）の主要なアプリケーションシナリオ

自動車MCUは、ほぼすべての車両サブシステムに埋め込まれています。以下は、アプリケーションが最も顕著な主要なシナリオの一部です。

• 電気車両およびハイブリッド車両：EVおよびハイブリッドでは、MCUはバッテリー管理システム（BMS）、モーターコントロールユニット（MCU-マイクロコントローラーからの距離）、DC-DCコンバーター、およびインバーター制御に不可欠です。これらの機能には、範囲を最大化し、安全性を確保するために、温度、電圧、電流のリアルタイム監視が必要です。
• 自律運転技術：AI加速機能を備えたMCUSは、レーンキーピング、適応クルーズコントロール、緊急ブレーキなどの機能の視力処理、センサー融合、意思決定をサポートします。ハイエンドのプロセッサは最も複雑なタスクを処理しますが、MCUは補助決定ループと冗長システムで重要な役割を果たします。
• デジタルコックピットとスマートインターフェイス：モダンカーダッシュボードは、デジタル機器クラスター、インフォテインメントシステム、ヘッドアップディスプレイ（HUDS）を使用したマルチスクリーンエクスペリエンスに進化しました。 MCUSは、これらのディスプレイ全体でグラフィックレンダリング、マルチモーダル入力、同期を管理します。
• 接続された車両：V2X（車両からすべて）コミュニケーションは、5Gテクノロジーが増殖するにつれて勢いを増しています。 MCUSは、車両、インフラストラクチャ、クラウド間の安全な通信を促進し、協力的な適応クルーズコントロールや交差点衝突警告などの機能を可能にします。
• 予測メンテナンスとテレマティクス：MCUは、潜在的な障害を予測するために、さまざまな車両コンポーネントからデータを収集します。このデータは分析のためにクラウドプラットフォームに送信され、OEMとフリートオペレーターが問題が発生する前にメンテナンスをスケジュールできるようになり、ダウンタイムとコストが削減されます。
• オーバーザエア（OTA）更新：ソフトウェアの更新は、ハードウェアのアップグレードと同じくらい重要になっています。 MCUは、バグの修正、パフォーマンスの改善、新機能を含むOTAアップデートの安全で信頼できる配信を保証します。

中国の自動車MCUベンダー

外国の半導体への依存を減らすという中国の野望は、特に自動車MCUでの国内革新の波を触媒しています。政府のイニシアチブと戦略的投資は、中国のMCUベンダーの急速に拡大する生態系を育てています。

• Gigadevice：北京に拠点を置くGigadeviceは、フラッシュメモリから始まりましたが、MCUの設計に多様化しています。同社のGD32シリーズMCUは、産業および消費者市場で牽引力を発見しており、現在は自動車の使用に適応しており、機能的安全性をサポートして32ビットアーム皮質コアに焦点を当てています。
• autochips：Navinfoの子会社であるAutochipsは、車両内のインフォテインメントとデジタル機器クラスターに焦点を当てています。国内の自動車メーカーとの戦略的パートナーシップは、その提供を地域の要件に合わせて調整し、市場までの時間と費用対効果を向上させるのに役立ちました。
• byd semiconductor：この垂直に統合されたサプライヤーは、親会社のEVのためにMCUを設計することから始まりました。現在、モーターコントロールやBMSなどのEV固有の機能に重点を置いて、サードパーティの自動車メーカーに幅広いパワー半導体とMCUを提供しています。
• Hua Hong Semiconductor and Smic：中国の主要な鋳造所として、これらの企業はFabless MCUデザイナーに製造能力を提供しています。成熟したノード（例えば、55nm、40nmなど）で製造する能力は、最先端の小型化よりも信頼性を優先する自動車用グレードチップに不可欠です。
• チポンアンドネイションズテクノロジー：これらの企業は、AEC-Q100やISO 26262などの自動車認定の取得に多額の投資を行っており、安全性の高いアプリケーションで使用するためにMCUを修飾しています。また、製品ポートフォリオを拡張して、V2Xおよびインフォテインメント用の埋め込み暗号化を備えた安全なMCUを含めています。
• プンバ：Pumbaa ev'Sモーターコントロールユニットは、電気自動車のインテリジェントな管理において極めて重要な役割を果たし、EVモーターコントローラーの機能を調和させる中央プロセッサとして機能します。最先端のマイクロコントローラーテクノロジーを活用することにより、モーター速度を正確に制御し、BLDCモーターインバーターとシームレスに統合して、スムーズな加速と減速をサポートします。このシステムは、エネルギー使用量を最適化するために設計されており、パフォーマンスと効率の両方を向上させます。さらに、ユニットに組み込まれた堅牢なEVインバーターにより、効率的な電力変換と配信が保証され、幅広い電気自動車用途向けの信頼できるソリューションになります。

中国の進歩は、重要な政策支援によって支えられています。 「Made in China 2025」戦略には、税制上の優遇措置、資金調達プログラム、インフラ開発を提供するコアフォーカスエリアとしての半導体が含まれています。さらに、NIO、XPENG、Li Autoなどの新しいエネルギー車（NEV）と地元のEVスタートアップの台頭は、大規模なパフォーマンスを提供できる国内MCUの需要を促進しています。

結論

自動車MCU産業は、電化、自動化、接続性によって定義されるモビリティの革命の中心にあります。車両がよりスマートになり、ソフトウェア定義が拡大するにつれて、MCUの重要性は成長し続けています。これらのチップは、コア制御機能を実行するだけでなく、自律運転、予測メンテナンス、シームレスなヒューマシン相互作用などの変換機能も有効にします。

自動車MCU市場の強力なプレーヤーとしての中国の出現は、グローバルな半導体の景観を再構築しています。堅牢な政府の支援、技術的能力の高まり、スマート車両の国内市場が活況を呈しているため、中国のMCUベンダーは、確立された西洋および日本のサプライヤーにとって手ごわい競合他社になりつつあります。

2025年までに、政策、イノベーション、市場の需要の収束により、中国は自動車MCU生産の主要なハブとして位置づけられる可能性があります。これは、国内の自動車産業を強化するだけでなく、より多様で回復力のあるグローバルサプライチェーンにも貢献します。

業界はAI、サイバーセキュリティ、および持続可能性の新しい要求に取り組んでいるため、次の10年は重要になります。自動車MCUは、この複雑でエキサイティングな未来をナビゲートするための中心となります。自動車メーカー、サプライヤー、政策立案者にとっては、この技術を理解して投資することはもはやオプションではありません。それが不可欠です。