السيارات MCU 2025: الصين تعزز سلسلة التوريد ، حصة السوق المكاسب

تعريف السيارات MCUS

وحدات متحكم السيارات (MCUS) هي أجهزة متخصصة في أشباه الموصلات المصممة لإدارة مجموعة واسعة من مهام التحكم في السيارات. هذه هي أنظمة قائمة بذاتها مع وحدة معالجة مركزية (CPU) ، والذاكرة (كل من المتطايرة وغير المتطايرة) ، ومدمج الأجهزة الطرفية/الإخراج/الإخراج على شريحة واحدة. على عكس MCUS العامة المستخدمة في الإلكترونيات الاستهلاكية ، يجب أن تلتزم MCUS للسيارات بالمعايير الصارمة للموثوقية والسلامة والمتانة بسبب البيئات الصعبة التي تعمل فيها - درجات الحرارة والاهتزازات العالية والتداخل الكهرومغناطيسي.

تستخدم المركبات الحديثة العشرات ، إن لم يكن المئات ، من MCUs للتحكم في كل شيء من الوظائف الأساسية مثل مساحات الزجاج الأمامي ونوافذ الطاقة إلى أنظمة معقدة مثل التحكم في الاستقرار الإلكتروني ، والتحكم في التطواف التكيفية ، وميزات القيادة المستقلة. لقد حول التعقيد المتزايد لإلكترونيات السيارات MCU إلى أحد أكثر المكونات أهمية لتصميم وأداء المركبات.

تمتد أهمية MCUS للسيارات إلى ما وراء منطق التحكم. إنها ضرورية في تمكين المركبات المعرفة من قبل البرامج (SDVS) ، والتي تعتمد على تحديثات البرامج المتكررة والرمز المتطورة لإضافة ميزات جديدة بعد التصنيع. يقوم هذا الاتجاه بتشكيل مستقبل صناعة السيارات ، حيث لم تعد المركبات محددة فقط بواسطة الأجهزة ولكن من خلال إمكانيات البرمجيات الخاصة بها.

السياراتوحدة متحكم (MCU)اتجاهات الصناعة

تخضع صناعة السيارات في MCU إلى تحول عميق ، تتميز بالتقدم التكنولوجي السريع ، وزيادة الطلب على رقائق عالية الأداء ، وإعادة تشكيل سلسلة التوريد العالمية. فيما يلي الاتجاهات الرئيسية التي تؤثر على القطاع:

• الترحيل نحو البنى العالية بت: حيث تدمج المركبات الإلكترونيات الأكثر تعقيدًا ، فقد تحول الطلب من MCU 8 بت و 16 بت إلى 32 بت و 64 بت. يمكن أن تقوم MCU عالية بت هذه المعالجة بمزيد من البيانات بسرعات أسرع ، مما يتيح الوظائف مثل اندماج المستشعر في الوقت الفعلي ، ومعالجة الصور للتطبيقات ADAS ، وتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
• الحوسبة الحافة وتكامل الذكاء الاصطناعى: مع ظهور الحوسبة الحافة في إلكترونيات السيارات ، تتطور MCUS لتشمل الدعم المدمج لخوارزميات التعلم الآلي. هذا يقلل من احتياجات الكمون وعرض النطاق الترددي للمهام مثل اكتشاف الكائنات والتعرف على الصوت ، مما يسمح بالقرارات الحرجة محليًا داخل السيارة.
• التركيز على الأمن السيبراني والسلامة: ترتبط المركبات الحديثة باستمرار بالإنترنت ، مما يجعل الأمن السيبراني أولوية قصوى. يتم تضمين MCU بشكل متزايد مع تشفير مستوى الأجهزة ، والتمهيد الآمن ، والحماية الأخرى للامتثال لمعايير الأمن السيبراني مثل ISO/SAE 21434. السلامة الوظيفية ، التي يحكمها ISO 26262 ، لا تزال حجر الزاوية ، وخاصة بالنسبة للأنظمة التي تنطوي على الكبح ، والتحكم في توجيه الطاقة.
• إعادة تنظيم سلسلة التوريد من أشباه الموصلات: يعرض النقاط الضعيفة العالمية لعام 2020-2022 نقاط الضعف في سلسلة التوريد للسيارات. تتخذ شركات صناعة السيارات الآن موقفًا استباقيًا من خلال الشراكة مع شركات أشباه الموصلات ، والاستثمار في مرافق تصنيع الرقائق ، واعتماد استراتيجيات مصادر مزدوجة. أثارت هذه الخطوة أيضًا اهتمامًا بالإنتاج الإقليمي للرقائق ، حيث تسارع دول مثل الصين الجهود لبناء القدرات المحلية.
• القابلية الإلكترونية والكهرباء: ربما يكون كهربة قطاع السيارات أقوى محفز للطلب على MCU. تتطلب المركبات الكهربائية (EVs) قوة حوسبة أكبر بكثير لإدارة البطاريات والمحركات الكهربائية وأنظمة الشحن وكفاءة الطاقة - وكلها مدفوعة بواسطة MCUs المتخصصة.

تطبيق وحدات متحكم السيارات (MCUS) بواسطة OEMS

تعد الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) المستهلكين الأساسيين لـ MCUS Automotive ، حيث يدمجونها في أنظمة مركبات متعددة لتعزيز الوظائف والكفاءة والسلامة. إليك كيفية استخدام مجالات السيارات المختلفة MCU:

• إدارة توليد القوة: مكافحة MCUS حقن الوقود ، توقيت الإشعال ، الشحن التوربيني ، أنظمة القيادة الهجينة ، واستعادة الطاقة. في EVs ، يديرون وظائف المحرك الكهربائي والواجهة مع أنظمة إدارة البطارية.
• أنظمة الهيكل: هذه الأنظمة تضمن استقرار السيارة واستجابةها. وحكم MCUS وظائف مثل التعليق التكيفي ، وأنظمة الفرامل المضادة للانغلاق (ABS) ، والتحكم في الجر ، وبرامج الاستقرار الإلكترونية (ESP). تتطلب هذه الوظائف دقة في الوقت الفعلي ، وغالبًا ما تتحقق مع MCU عالية الموثوقية.
• أنظمة مساعدة السائقين المتقدمة (ADAS): تعد ADAS واحدة من أكثر القطاعات كثافة مكثفة في MCU ، والتي تتطلب معالجة البيانات السريعة من الكاميرات والرادار واليدار والموجات فوق الصوتية. MCUs تفسير بيانات المستشعر ، واتخاذ القرارات ، وإرسال أوامر إلى المحركات ، وكلها ضمن مللي ثانية.
• المعلومات والترفيه والاتصال: مع تحول السيارات إلى مساحات للمعيشة المتنقلة ، تتطلب أنظمة المعلومات والترفيه MCU مع معالجة الرسومات عالية السرعة ، وخيارات الصوت متعددة القنوات ، وخيارات الاتصال (Bluetooth ، Wi-Fi ، 5G). أصبح المساعدون المنشطون بالصوت ، وواجهات اللمس ، والتعرف على الإيماءات شائعة.
• وحدات التحكم في الجسم (BCMS): تدير هذه MCU هذه الإضاءة الداخلية والخارجية ، والتحكم في المناخ ، وتعديلات المقاعد ، والدخول بدون مفتاح ، وقفل مركزي. تساهم BCMS بشكل كبير في راحة المستخدم والتخصيص.

للحفاظ على القدرة التنافسية ، تعمل مصنعي المعدات الأصلية بشكل متزايد مع موردي أشباه الموصلات لتطوير حلول MCU المخصصة. يسمح هذا التعاون الرأسي ببنية مصممة خصيصًا ، ومكدس البرمجيات المحسّن ، وتكامل أفضل مع منصات المركبات. على سبيل المثال ، تقوم Tesla بتصميم الكثير من أجهزتها الخاصة بالشراكة مع بائعي الرقائق الرئيسيين لضمان أن تكون مركباتها ذات ميزة أداء مميزة.

سيناريوهات التطبيق الرئيسية لوحدات متحكم السيارات (MCUS)

يتم تضمين MCUS للسيارات في كل نظام فرعي للسيارة تقريبًا. فيما يلي بعض السيناريوهات الرئيسية حيث يكون تطبيقها أبرز:

• المركبات الكهربائية والهجينة: في EVs و Hybrids ، تعد MCU ضرورية لأنظمة إدارة البطاريات (BMS) ، وحدات التحكم في المحركات (MCUS-Distinct من Microcontrollers) ، ومحولات DC-DC ، والتحكم في العاكس. تتطلب هذه الوظائف مراقبة في الوقت الفعلي لدرجة الحرارة والجهد والتيار لزيادة النطاق وضمان السلامة.
• تقنيات القيادة ذاتية الحكم: تدعم MCU مع قدرات تسريع الذكاء الاصطناعى معالجة الرؤية ، واندماج المستشعر ، وصنع القرار لميزات مثل حفظ المسارات ، والتحكم في التطواف التكيفية ، والكبح في حالات الطوارئ. في حين أن المعالجات الراقية تتعامل مع المهام الأكثر تعقيدًا ، فإن MCUs تلعب دورًا مهمًا في حلقات القرار المساعدة وأنظمة التكرار.
• قمرة القيادة الرقمية والواجهات الذكية: تطورت لوحة القيادة الحديثة للسيارات إلى تجربة متعددة الشاشة مع مجموعات الأدوات الرقمية وأنظمة المعلومات والترفيه وعروض الرؤوس (HUDS). MCU يدير عرض الرسومات ، والمدخلات متعددة الوسائط ، والمزامنة عبر هذه العروض.
• المركبات المتصلة: تواصل V2X (مركبة إلى كل شيء) يكتسب زخماً حيث تتكاثر تقنية 5G. يسهل MCUS التواصل الآمن بين المركبات والبنية التحتية والسحابة ، مما يمكّن ميزات مثل تحذيرات تصادم التطواف التعاونية والتقاطع.
• الصيانة التنبؤية والتيازات عن بُعد: جمع بيانات MCU من مكونات المركبات المختلفة لتوقع حالات الفشل المحتملة. يتم إرسال هذه البيانات إلى المنصات السحابية للتحليل ، مما يسمح لمشغلي OEMs ومشغلي الأسطول بجدولة الصيانة قبل حدوث المشكلات ، مما يقلل من التوقف والتكلفة.
• تحديثات عبر الهواء (OTA): أصبحت تحديثات البرامج حاسمة مثل ترقيات الأجهزة. MCUs ضمان تسليم آمن وموثوق لتحديثات OTA ، والتي يمكن أن تشمل إصلاحات الأخطاء ، وتحسينات الأداء ، والميزات الجديدة.

بائعي السيارات الصينيين MCU

طموح الصين للحد من الاعتماد على أشباه الموصلات الأجنبية قد حفز موجة من الابتكار المحلي ، وخاصة في MCUS Automotive. تقوم المبادرات الحكومية والاستثمارات الاستراتيجية برعاية النظام الإيكولوجي المتوسع بسرعة من بائعي MCU الصينيين.

• Gigadevice:مقرها في بكين ، بدأ Gigadevice مع الذاكرة أو الفلاش ولكن تنوعت في تصميم MCU. لقد وجدت سلسلة GD32 الخاصة بالشركة أن الجر في الأسواق الصناعية والمستهلكين ويتم تكييفها الآن لاستخدام السيارات ، مع التركيز على نوى قشرة الذراع 32 بت مع دعم السلامة الوظيفية.
• أوتوكسيس:تركز AutoChips شركة تابعة لـ Navinfo ، على المعلومات والترفيه في المركبات ومجموعات الأدوات الرقمية. ساعدت شراكاتها الاستراتيجية مع شركات صناعة السيارات المحلية على تصميم عروضها مع المتطلبات المحلية ، مما يؤدي إلى تحسين وقت السوق وفعالية التكلفة.
• أشباه الموصلات BYD:بدأ هذا المورد المتكامل رأسياً بتصميم MCUS ل EVs لشركتها الأم. اليوم ، يوفر مجموعة واسعة من أشباه الموصلات و MCUs لشركات صناعة السيارات التابعة لجهة خارجية ، مع التركيز القوي على الوظائف الخاصة بـ EV مثل التحكم في المحرك و BMS.
• Hua Hong Semiconductor و SMIC:بصفتها المسابك الرائدة في الصين ، توفر هذه الشركات إمكانيات تصنيع لمصممي MCU Fabless. تعد قدرتها على التصنيع في العقد الناضجة (على سبيل المثال ، 55 نانومتر ، 40 نانومتر) ضرورية لرقائق الجودة للسيارات ، والتي تعطي الأولوية للموثوقية على التصغير الرائد.
• تقنيات Chipon and Nations:تستثمر هذه الشركات بكثافة في الحصول على شهادات السيارات مثل AEC-Q100 و ISO 26262 لتأهيل MCUS لاستخدامها في التطبيقات الحرجة السلامة. كما أنها تعمل على توسيع محافظ منتجاتهم لتشمل MCUS الآمنة مع التشفير المدمج لـ V2X والترفيه.
• بومبا:بومبا ev'تلعب وحدة التحكم في المحرك دورًا محوريًا في الإدارة الذكية للسيارات الكهربائية ، والتي تعمل كمعالج مركزي ينسق وظائف وحدة تحكم محرك EV. من خلال الاستفادة من تقنية متحكم متطورة ، فإنه يوفر تحكمًا دقيقًا على سرعة المحرك ويدمج بسلاسة مع عزاعات محرك BLDC لدعم التسارع السلس والتباطؤ. تم تصميم هذا النظام لتحسين استخدام الطاقة ، وتعزيز الأداء والكفاءة. علاوة على ذلك ، يضمن العاكس القوي EV المدمج في الوحدة تحويل وتسليم الطاقة الفعال ، مما يجعله حلاً يمكن الاعتماد عليه لمجموعة واسعة من تطبيقات المركبات الكهربائية.

تقدم تقدم الصين بدعم كبير من السياسات. تشمل استراتيجية "Made in China 2025" أشباه الموصلات كمجال تركيز أساسي ، حيث تقدم حوافز ضريبية وبرامج تمويل وتطوير البنية التحتية. علاوة على ذلك ، فإن صعود سيارات الطاقة الجديدة (NEVS) والشركات الناشئة المحلية EV مثل NIO و XPENG و LI Auto تقود الطلب على MCU المحلي الذي يمكن أن يقدم الأداء على نطاق واسع.

خاتمة

تقع صناعة السيارات في MCU في قلب ثورة في التنقل ، والتي تحددها كهربة وأتمتة واتصال. عندما تصبح المركبات أكثر ذكاءً وأكثر تعريفًا للبرمجيات ، تستمر أهمية MCUS في النمو. لا تنفذ هذه الرقائق وظائف التحكم الأساسية فحسب ، بل تتيح أيضًا القدرات التحويلية مثل القيادة المستقلة والصيانة التنبؤية والتفاعل السلس للآلة البشرية.

إن ظهور الصين كلاعب قوي في سوق السيارات MCU يعيد تشكيل مشهد أشباه الموصلات العالمي. من خلال الدعم الحكومي القوي ، والقدرات التقنية المتزايدة ، والسوق المحلي المزدهر للمركبات الذكية ، أصبح بائعي MCU الصينيون منافسين هائلين للموردين الغربيين واليابانيين.

بحلول عام 2025 ، من المحتمل أن يكون تقارب السياسة والابتكار والطلب في السوق في الصين مركزًا رئيسيًا لإنتاج السيارات MCU. هذا لن يعزز صناعة السيارات المحلية فحسب ، بل سيساهم أيضًا في سلسلة التوريد العالمية الأكثر تنوعًا ومرونة.

سيكون العقد القادم أمرًا بالغ الأهمية حيث تتصارع الصناعة مع مطالب جديدة في الذكاء الاصطناعي والأمن السيبراني والاستدامة. سيكون MCUS Automotive - small حتى الآن أقوياء - أساسيًا للتنقل في هذا المستقبل المجمع والمثير. بالنسبة لشركات صناعة السيارات والموردين وصانعي السياسات على حد سواء ، لم يعد فهم والاستثمار في هذه التكنولوجيا اختياريًا - إنه أمر ضروري.