(報(bào)告作者/作者：招商證券、山帆、趙輝)

第一，MCU是基本控制芯片，很多產(chǎn)品兼有生態(tài)改善。

1、MCU: CPU集成外設(shè)的精簡版本，成為很多應(yīng)用主芯片。

微控制器單元(MCU):微控制器(Micro Controller單元)也稱為單片機(jī)，可以適當(dāng)減少CPU的頻率和規(guī)格，包括RAM、ROM、時(shí)鐘、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等外圍設(shè)備，甚至MCU用軟件控制代替了復(fù)雜的電子電路控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化和輕型控制。

英特爾于1971年推出了世界上第一款MCU產(chǎn)品，20世紀(jì)90年代以來，MCU進(jìn)入了發(fā)展快車道。集成電路發(fā)明一段時(shí)間后，MCU逐漸進(jìn)入人們的視線。1971年11月，英特爾推出了世界上第一款集成2000個(gè)晶體管的4位MCU。代號(hào)英特爾4004標(biāo)志著MCU開始初級(jí)發(fā)展階段。此后，MCU經(jīng)歷了低性能階段、高性能階段和16位MCU階段，90年代MCU開啟了全面化的旅程，出現(xiàn)了多種通用和專用MCU產(chǎn)品。

MCU是基于CPU開發(fā)的主芯片，類似的MPU和SoC是CPU應(yīng)用于高性能計(jì)算領(lǐng)域的產(chǎn)品。

微處理器單元(MPU):一種微處理器設(shè)備，通常表示強(qiáng)大的CPU(被解釋為增強(qiáng)的CPU)，通常是計(jì)算機(jī)和高端系統(tǒng)的核心。如果將所有組件小型化為一個(gè)或多個(gè)集成電路，MCU將集成片上外圍設(shè)備，MPU沒有集成片上外圍設(shè)備。

System on Chip(SoC):片上系統(tǒng)可以將多個(gè)電子系統(tǒng)集成到單個(gè)芯片中，以處理數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)或混合信號(hào)，并且常用于嵌入式系統(tǒng)。SoC是系統(tǒng)級(jí)芯片，與MCU高度集成，MPU具有出色的計(jì)算能力。也就是說，RAM和ROM是內(nèi)置的，與MPU一樣強(qiáng)大。SoC可以存檔和執(zhí)行系統(tǒng)級(jí)代碼。這意味著可以運(yùn)行操作系統(tǒng)(基于Linux操作系統(tǒng))。

MCU芯片可以根據(jù)核心數(shù)、主頻、流程、模擬功能、封裝、針腳數(shù)、通信接口和存儲(chǔ)類型等標(biāo)準(zhǔn)劃分為多個(gè)產(chǎn)品型號(hào)。

2、很多MCU產(chǎn)品型號(hào)、位數(shù)和指令集是主要選擇標(biāo)準(zhǔn)。

MCU產(chǎn)品模型可以按位數(shù)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、指令集和應(yīng)用程序領(lǐng)域等四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

根據(jù)位數(shù)的不同，MCU通?？梢苑譃?位、8位、16位和32位。位數(shù)越高，計(jì)算性能越高。

根據(jù)內(nèi)存結(jié)構(gòu)，MCU可以分為馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。兩者的主要區(qū)別是程序命令和數(shù)據(jù)是否存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器上。

根據(jù)指令集的不同，MCU可以分為兩類：復(fù)雜指令集體系結(jié)構(gòu)(CISC)和精簡指令集體系結(jié)構(gòu)(RISC)。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，MCU可以分為普通型和專用型。

MCU位數(shù)是每次MCU處理數(shù)據(jù)時(shí)處理數(shù)據(jù)的寬度，或總線和數(shù)據(jù)寄存器的寬度。1971年，英特爾開發(fā)了世界上第一個(gè)排名第四的MCU——英特爾4004。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方案的多樣化，8位、16位、32位甚至64位MCU陸續(xù)出現(xiàn)。目前MCU主要用于手機(jī)、PC周邊、遙控器等消費(fèi)電子、步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械手控制等工業(yè)控制和汽車電子等領(lǐng)域。

8位MCU市場穩(wěn)固，32位MCU解決復(fù)雜的場景問題。據(jù)沈志煥稱，2020年中國通用MCU市長/市場規(guī)模比重中，第32位占54%，第8位占43%，第4位占2%，第16位占1%。第32位和第8位占市長/市場主流，預(yù)計(jì)今后32位產(chǎn)品比重將繼續(xù)提高。MCU的廣泛應(yīng)用源于8位時(shí)代，8位MCU具有功耗低、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、工業(yè)控制、家電、汽車等領(lǐng)域，由于產(chǎn)品穩(wěn)定性和性價(jià)比原因，第八位仍然占據(jù)重要地位。16位產(chǎn)品的性能比第32位低，性價(jià)比比第8位MCU低，因此市長/市場份額有被擠壓的趨勢。32位MCU的計(jì)算能力比16位強(qiáng)，能夠滿足當(dāng)前大多數(shù)嵌入式方案的需求，目前32位MCU的成本逐漸接近8位MCU，32位MCU的市長/市場份額最高。

根據(jù)程序指令和數(shù)據(jù)是否在同一個(gè)存儲(chǔ)地址，MCU可以分為馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。馮諾依曼結(jié)構(gòu)也稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)，它將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)合并在一起，內(nèi)存與中央處理器分開。哈佛結(jié)構(gòu)將程序指令和數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)。中央處理器首先讀取指令存儲(chǔ)器中的指令，然后讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)。程序指令和數(shù)據(jù)指令可以有不同的數(shù)據(jù)寬度，通常執(zhí)行效率很高。

CISC和RISC指令系統(tǒng)目前是兩大MCU指令系統(tǒng)。composite instruction command(CISC)的命令格式和命令大小并不固定，每個(gè)命令都根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)為最合適的格式和大小，每個(gè)命令都在不同的時(shí)間執(zhí)行，以追求更強(qiáng)大的東西。

處理能力。RISC（精簡指令集）的指令長度是 固定的，并且采取流水線的概念，將處理過程劃分為多個(gè)階段，每個(gè)時(shí)鐘周期可以執(zhí)行 一條指令，執(zhí)行部分并行處理。CISC 指令能力強(qiáng)，但 CPU 復(fù)雜度較高，RISC 指令較 為固定，優(yōu)化了編譯流程。

MCU 公司按照自身產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域可以分為通用型 MCU 和專用型 MCU 公司。通用型 MCU 是指具有 MCU 的基本組成，但是將 MCU 中可利用的資源（包括 RAM、ROM、 串并行接口等）全部提供給用戶，不是為了某種專門用途設(shè)計(jì)的。專用型 MCU 是指按 照具體用途而專門設(shè)計(jì)的 MCU，通常會(huì)在 MCU 內(nèi)集成具有特定功能的硬件單元，比 如數(shù)字信號(hào)處理單元、藍(lán)牙協(xié)議棧等。

通用型MCU是不針對(duì)特定應(yīng)用的，用戶可根據(jù)自身需求進(jìn)行相應(yīng)開發(fā)來滿足特殊需求。 STM32 系列是典型的通用型 MCU 代表，STM32 的 17 個(gè)子系列，上千款產(chǎn)品可以滿 足各個(gè)層級(jí)的開發(fā)者需求，針對(duì)高性能、主流、超低功耗和無線 4 大領(lǐng)域，既可用于先 進(jìn)的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理、語音音頻識(shí)別、無線互連等高級(jí)場景，也可用于圖像用戶接口、 電機(jī)控制、安全芯片以及 USB Type-C 快充等常見生活場景。廣泛應(yīng)用場景催生了眾多 型號(hào)的 MCU 產(chǎn)品，通用型 MCU 的出現(xiàn)降低了產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品選型的難度，有利于快 速研制出符合需求的終端產(chǎn)品類型。

專用型 MCU 秉承“MCU+特定組件”的形式，旨在滿足特定場景提出的專有需求。比 如針對(duì)電機(jī)類 MCU，需要增加數(shù)字信號(hào)處理單元，將傳感器搜集到的外界信號(hào)進(jìn)行梳 理，進(jìn)而輸入相應(yīng)的指令；對(duì)于有無線連接需求的 MCU，會(huì)在 MCU 內(nèi)集成 Wi-Fi 以及 藍(lán)牙模塊來滿足無線通信需求；對(duì)于溫度傳感裝置，通常會(huì)在 MCU 內(nèi)增加對(duì)于溫度信 號(hào)處理的數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于場景化的應(yīng)用層出不窮，需要 MCU 針對(duì)特定應(yīng)用有更強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力，催生更多專用型 MCU 需求。樂鑫科技的 ESP32 MCU 集成 Wi-Fi 和藍(lán)牙功能，與外部 DSP 結(jié)合使用，功能豐富且極具成本效益。

3、ARM 架構(gòu)提供兼容性體系，打造 32 位 MCU 通用平臺(tái)

MCU 的芯片架構(gòu)經(jīng)歷 4 代變遷。早期 Intel 主導(dǎo)的架構(gòu)稱作 MCU 的第一代架構(gòu)；瑞薩 電子、微芯等公司自研內(nèi)核的發(fā)展史代表了各家自定義架構(gòu)的第二代 MCU 發(fā)展；近 10 年，隨著需求側(cè)對(duì)性能要求和處理能力的提升，32 位 MCU 逐漸成為市場主流，大部分 廠家 MCU 的內(nèi)核逐漸被第三代 ARM 架構(gòu)的內(nèi)核替代；2014 年，基于現(xiàn)代需求設(shè)計(jì)的 第四代 RISC-V 架構(gòu)推出，具有模塊化、極簡和可拓展的特點(diǎn)，目前主要在可穿戴設(shè)備 中應(yīng)用廣泛，但目前暫不具備和 ARM 類似的完善生態(tài)系統(tǒng)。

ARM 為目前主流架構(gòu)，已形成完整的生態(tài)系統(tǒng)。ARM 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，為設(shè)計(jì)平臺(tái) 提供了代碼兼容性和軟件兼容性，促使主要廠商紛紛遷移到 32 位 MCU 產(chǎn)品開發(fā)，成 熟的架構(gòu)迅速替代各家自定義架構(gòu)，成為目前主流架構(gòu)，全球前十大 MCU 廠商 32 位 產(chǎn)品均有導(dǎo)入 ARM 架構(gòu)。同時(shí) ARM 架構(gòu)設(shè)計(jì)上更偏重節(jié)能、能效方面，在進(jìn)入 21 世 紀(jì)之后，隨著手機(jī)的快速發(fā)展而發(fā)展壯大，據(jù)軟銀數(shù)據(jù)，ARM 處理器逐步占領(lǐng)全球手 機(jī)市場，市占率高達(dá) 90%以上。

ARM 公司將 Cortex 系列細(xì)分為三大類，包括 A 系列、R 系列和 M 系列。在不同應(yīng)用 領(lǐng)域具體內(nèi)核不同，A 系列主要用于復(fù)雜的電腦應(yīng)用，比如手機(jī)、服務(wù)器等；R 系列主 要用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)；最早集成到芯片級(jí)的是 Cortex-M 系列，主要面向各類嵌入式應(yīng)用的 MCU。

MCU 生態(tài)系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜，已經(jīng)擴(kuò)展到芯片設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、應(yīng)用層，完整的生態(tài)系統(tǒng) 不僅要有前端，更要有后端的廠商加入才完美。目前 ARM 架構(gòu)已形成較為完善的生態(tài) 系統(tǒng)。

RISC-V 于 2010 年推出，針對(duì)現(xiàn)代需求設(shè)計(jì)，具有模塊化、極簡和可拓展的特點(diǎn)，并 且不需要為了兼容老性能而做出犧牲。RISC-V 在配備操作系統(tǒng)、開發(fā)工具等的生態(tài)系 統(tǒng)方面不如 ARM 架構(gòu)，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi)部對(duì) RISC-V 發(fā)展方向一直存在分歧。RISC-V 的 靈活可拓展性及高定制化使其在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)依賴性比較小的新型市場（如嵌入式 IoT、 人工智能等）中擁有更大的潛力。目前，阿里平頭哥推出了基于 RISC-V 的開源 MCU 平臺(tái)，兆易創(chuàng)新等國內(nèi)企業(yè)也相繼推出基于 RISC-V 內(nèi)核的 MCU 產(chǎn)品。

4、生態(tài)環(huán)境是 MCU 廠商建設(shè)重點(diǎn)，助力下游客戶產(chǎn)品開發(fā)

MCU 芯片需要通過硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)商用化產(chǎn)品開發(fā)。MCU 芯片需要下 游廠商二次開發(fā)，下游廠商需要根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件和軟件設(shè) 計(jì)。硬件設(shè)計(jì)指的是選擇滿足系統(tǒng)要求的 MCU 芯片和其它電子元器件，并進(jìn)行電路設(shè) 計(jì)等。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)：

1）輸入源代碼，通常是借助 IDE（集成開發(fā)環(huán)境），用編程語言 編寫代碼；

2）進(jìn)行代碼編譯，確保代碼符合語法規(guī)則；

3）利用仿真系統(tǒng)調(diào)試程序，在 生成實(shí)際電路板之前，用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，避免資源浪費(fèi)。在軟硬件設(shè)計(jì)完成后， 根據(jù)電路原理圖生產(chǎn) PCB 板，將 MCU 芯片及其它電子器件焊接在電路板上，進(jìn)行系 統(tǒng)聯(lián)調(diào)，直到最后功能無誤。

MCU 廠商所構(gòu)建的生態(tài)為客戶提供更完善便捷的使用體驗(yàn)，是提升競爭力的關(guān)鍵。 MCU 的生態(tài)包括 IDE 環(huán)境、官網(wǎng)資料、基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)庫、評(píng)估板和論壇支持等方面，下游 客戶在使用所采購的 MCU 產(chǎn)品后，不僅需要產(chǎn)品本身的品質(zhì)過硬，還需要與產(chǎn)品相關(guān) 的配套服務(wù)來支持客戶自身的需求。MCU 廠商需要建立盡量完備的生態(tài)系統(tǒng)，使下游 用戶在開發(fā)產(chǎn)品的過程中能便捷開發(fā)，同時(shí)能及時(shí)獲取關(guān)于產(chǎn)品的相關(guān)文檔，在遇到問 題時(shí)，可以得到有效的解決方案，MCU 廠商的競爭力才能得到提升。

意法半導(dǎo)體建立了行業(yè)領(lǐng)先的 MCU 生態(tài)系統(tǒng)，包括配套軟件、硬件支持以及其它開發(fā)支持，主要由九個(gè)方面組成。

MCU 生態(tài)系統(tǒng)中的大學(xué)、聯(lián)盟或組織、社區(qū)和云服務(wù)商等緊密相連，互相促進(jìn)發(fā)展。 以大學(xué)為例，ST 在國內(nèi)很早就開始與高校進(jìn)行合作，兆易創(chuàng)新近幾年也贊助了中國研 究生電子設(shè)計(jì)大賽，學(xué)生在校期間就可以接觸前沿 MCU 公司的相關(guān)技術(shù)，學(xué)生畢業(yè)后 就成為了開發(fā)者，可以較快地融入到相應(yīng)生態(tài)環(huán)境中進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)。MCU 標(biāo)準(zhǔn)通過 聯(lián)盟或者組織之后可以成為行業(yè)應(yīng)用，專業(yè)知識(shí)在社區(qū)內(nèi)傳播可以讓更多的用戶受益，云服務(wù)廠商借助設(shè)備可以為廣大的 MCU 開發(fā)者提供云計(jì)算服務(wù)，這些都是 MCU 生態(tài) 系統(tǒng)的成員，各種角色在生態(tài)系統(tǒng)中互相配合，互相發(fā)展。

二、MCU 需求端多樣化，汽車和物聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)未來成長

全球 MCU 市場規(guī)模約 150-200 億美元，傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商占據(jù) MCU 市場大頭。據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，2020 年全球 MCU 市場規(guī)模約 150 億美元，2021-2024 年全球 MCU 市 場規(guī)模 CAGR 預(yù)計(jì)約為 6.08%，預(yù)計(jì) 2024 年市場規(guī)?？蛇_(dá) 185 億美元。據(jù)英飛凌官 網(wǎng)數(shù)據(jù)，2020 年全球 MCU 廠商市場份額占比前三位分別是瑞薩電子、恩智浦和英飛 凌，歐美及日韓系廠商在全球 MCU 市場份額占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢。

MCU 主要應(yīng)用于汽車電子、工控/醫(yī)療、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子四大領(lǐng)域。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球 MCU 主要應(yīng)用于四大領(lǐng)域，其中汽車電子占比高達(dá) 33%，是 MCU 的第一大應(yīng)用市場，同時(shí)，工控、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子占比分別為 25%、23%、11%。

1、汽車：MCU 第一大應(yīng)用市場，智能化和電動(dòng)化驅(qū)動(dòng)成長

汽車是全球 MCU 第一大應(yīng)用市場，平均每輛汽車 MCU 需求量高達(dá)上百顆。汽車電子 MCU 應(yīng)用場景廣泛，由于現(xiàn)今汽車逐漸從燃油車向新能源汽車過渡，MCU 在汽車電子 領(lǐng)域的參與越來越多，新能源車在整車熱管理系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、充 電逆變系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)和車身控制及車載系統(tǒng)內(nèi)都需要用到 MCU，車用 MCU 主 要使用 8 位和 32 位產(chǎn)品。

車用 32 位 MCU 主要應(yīng)用包括儀表板控制、車身控制、多媒體信息系統(tǒng)、引擎控制，以及 新興的智能性和實(shí)時(shí)性的安全系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)。

車用 8 位 MCU 主要應(yīng)用包括風(fēng)扇控制、空調(diào)控制、雨刷、天窗、車窗升降、低階儀表板、 集線盒、座椅控制、門控模塊等較低階的控制功能。

座椅調(diào)節(jié)、車窗升降和反光鏡控制等各種低階控制需要用到 MCU。最早的車窗升降采 用手搖式，座椅調(diào)節(jié)也采用機(jī)械式，在 MCU 運(yùn)用到汽車電子控制系統(tǒng)后，座椅調(diào)節(jié)可 借助 MCU 實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)便捷的多方向控制，主駕駛亦可控制前后四個(gè)位置的車窗，同 時(shí)由于不同駕駛者的身姿體態(tài)區(qū)別，可借助主駕駛位的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)于雙側(cè)反光鏡的精準(zhǔn) 調(diào)節(jié)。其它低階控制比如雨刷、天窗、空調(diào)和風(fēng)扇等位置通常也各需要 1 顆 MCU 來完 成相應(yīng)控制。

電子助力方向盤和自動(dòng)駐車等動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)需要 MCU。汽車機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接 影響車輛性能以及駕駛者體驗(yàn)，將 MCU 運(yùn)用到汽車電子控制裝置，將有效的實(shí)現(xiàn)“機(jī) 電結(jié)合”，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身的電子控制。具體應(yīng)用包括電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電子 手剎、電子燃油噴射系統(tǒng)、電子控制懸架和電子控制自動(dòng)變速器等。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）及先進(jìn)娛樂影音設(shè)備等需要處理能力更強(qiáng)的高階 MCU。 隨著汽車搭載更多類型的傳感器，需要運(yùn)算性能更強(qiáng)的 MCU 進(jìn)行信息處理，ADAS 包 括前車防撞預(yù)警系統(tǒng)、環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)、車道偏離警告等功能，汽車先進(jìn)功能的增多 加大了高階 MCU 的使用量。同時(shí)以特斯拉為代表的新造車廠商顛覆傳統(tǒng)，將傳統(tǒng)包括 眾多按鍵和旋鈕的中控臺(tái)融合到一塊大屏幕上，以及融合車內(nèi)空調(diào)控制等功能，同時(shí)為 車內(nèi)人員提供更為暢快的影音視覺體驗(yàn)，液晶儀表盤也逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)指針式儀表盤，這 些改進(jìn)將提升 32 位 MCU 的使用量。

新能源車新增電池管理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)，對(duì)單車 MCU 帶來增量需求。在電動(dòng)汽車應(yīng) 用中，主要由電池為電機(jī)提供動(dòng)力，為了滿足交流電機(jī)負(fù)載的嚴(yán)苛要求，內(nèi)部電池組電 壓不低于 800V，一種常見的設(shè)計(jì)方法是采用分布式電池組系統(tǒng)，通過在不同的 PCB 上連接多個(gè)高精度電池監(jiān)控器，支持包含多節(jié)電池的電池組，該部分的 MCU 需求量會(huì) 隨著使用電池模組數(shù)目的增多而提升。

新能源車占比未來會(huì)逐步提升，有望帶來更多的車規(guī)級(jí) MCU 需求。一般汽車 MCU 含 量數(shù)十顆，根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)，奧迪 Q7 車型 MCU 有 38 顆，隨著汽車智能化和電動(dòng)化的 普及，MCU 含量提升。目前平均來看，新能源汽車智能化和電動(dòng)化程度均要高于燃油 車，且新能源車在電池管理、電子和電氣設(shè)備等部分相較于燃油車也有 MCU 增量，新 能源車占比的提升將有助于提升整體汽車市場 MCU 需求。

國際大廠主導(dǎo)全球車用 MCU 市場，單車配置量有望達(dá)到上百顆。據(jù)英飛凌官網(wǎng)，2020 年全球車用 MCU 市場份額占比前五名分別為瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器和微芯， CR5 占比合計(jì)達(dá) 86.6%，國際大廠主導(dǎo)了全球車用 MCU 的市場格局。傳統(tǒng)燃油車的半 導(dǎo)體器件中，MCU 價(jià)值量占比最高，約為 1/3，新能源汽車中半導(dǎo)體器件價(jià)值量更大， 半導(dǎo)體用量遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)燃油車，MCU 價(jià)值量僅次于功率半導(dǎo)體。隨著汽車智能化和電 動(dòng)化程度提升，單車 MCU 使用量有望達(dá)到上百顆。

2、工控：應(yīng)用場景相對(duì)固定，市場規(guī)模龐大長期增速較緩

工控是 MCU 僅次于汽車類的第二大應(yīng)用市場，下游應(yīng)用主要為工業(yè)自動(dòng)化控制、驅(qū)動(dòng) 電機(jī)、表計(jì)類應(yīng)用等。

工業(yè)自動(dòng)化有眾多控制需求產(chǎn)生，MCU 是工控系統(tǒng)的重要部分。恩智浦對(duì)于工業(yè)自動(dòng) 化的解決方案，采用了支持 CC-Link IE TSN 協(xié)議的 i.MX RT1170 跨界 MCU，可以提 供工業(yè)控制領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制。MCU 所支持的整合數(shù)字信號(hào)處理功能、更強(qiáng)大的 I/O 控 制、網(wǎng)絡(luò)通信以及觸控功能都可以促進(jìn)生產(chǎn)過程智能化。

工業(yè)上常見的直流電機(jī)需要 1 個(gè) MCU 進(jìn)行控制。電機(jī)是工業(yè)控制領(lǐng)域常見的構(gòu)成部分， 很多機(jī)械的運(yùn)作都需要借助電機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，據(jù)恩智浦官網(wǎng)資料，1 個(gè)三相直流無刷 電機(jī)需要 1 個(gè) KV1x MCU 進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)速度控制和動(dòng)態(tài)電機(jī)電流限制。

全球直流無刷電機(jī)市場規(guī)模逐年增長，MCU 驅(qū)動(dòng)控制芯片需求潛力巨大。直流無刷電 機(jī)（BLDC，Brushless Direct Current Motor）轉(zhuǎn)矩密度高，適用于無人機(jī)、機(jī)器人吸 塵器等眾多產(chǎn)品。據(jù) Grand View Research 預(yù)測，全球 BLDC 電機(jī)市場規(guī)模將從 2020 年的 173 億美元增長至 2027 年的 272 億美元，2020-2027 年 CAGR 為 6.7%，據(jù) Frost & Sulivan 預(yù)測，2018-2023 年中國 BLDC 電機(jī)市場規(guī)模 CAGR 為 15%，中國市場超 過全球市場的增長速度。

電表需要配置 1 顆 MCU 主要用于計(jì)量，智能水表和燃?xì)獗硇枧鋫涞凸?MCU。智能 電表的核心是 MCU，該 MCU 通過對(duì)用戶的供電電壓和電流的實(shí)時(shí)采樣，完成計(jì)量、 顯示、信息保存、交換和控制等功能。智能水表及燃?xì)獗硪残枰?MCU 完成實(shí)時(shí)計(jì)量， 但水表和氣表內(nèi)芯片對(duì)功耗要求較高，通常使用低功耗 MCU。

智能表類產(chǎn)品存在更換周期，表計(jì)類 MCU 年均消耗可望達(dá)上億顆。中國國家電網(wǎng)的智 能電表在 2019 年開始集中照標(biāo)，2014-2015 年逐步達(dá)到招標(biāo)量高點(diǎn)，但是智能電表的 使用壽命一般在 10 年左右，早期投入的智能電表陸續(xù)進(jìn)入更換周期，2018 年開始國網(wǎng) 的招標(biāo)量出現(xiàn)回升。據(jù)國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)，2020 年，國網(wǎng)招標(biāo)量達(dá)到 5221.7 萬只?？紤]到 全球范圍內(nèi)的智能電表、水表和氣表的安裝更換，表計(jì)類產(chǎn)品每年消耗 MCU 有望達(dá)到 上億顆。

變頻器是應(yīng)用廣泛的電力控制設(shè)備，常用 MCU 作為主控芯片。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù) 與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率的方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。 變頻器通常會(huì)使用 MCU 作為主控芯片，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電 壓，同時(shí)還有過流、過壓、過載保護(hù)等功能。變頻器的應(yīng)用包括：

1）變頻節(jié)能，比如 恒壓供水、中央空調(diào)和各類風(fēng)機(jī)等；

2）工業(yè)自動(dòng)化，比如電梯的自動(dòng)控制、玻璃窯攪 拌、汽車生產(chǎn)線等；

3）機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域，比如傳送、起重、擠壓和機(jī)床等。

逆變器是把直流轉(zhuǎn)換成交流的變壓器，也需要 MCU 作為主控芯片。逆變器是把直流電 能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電（比如 220V 交流電）的轉(zhuǎn)換器。 逆變器內(nèi)的 MCU 控制電壓變化，廣泛應(yīng)用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、 縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱、風(fēng)扇等。

工控 MCU 市場需求較為穩(wěn)定，工業(yè)控制市場規(guī)模穩(wěn)步增長。工業(yè)控制是指利用電子電 氣、機(jī)械、軟件等組合實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化控制，主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子器件以及 電氣設(shè)備，力圖使工業(yè)生產(chǎn)制造更加自動(dòng)化、效率化和精確化，并具有可控性和可視性。 據(jù) Prismark 預(yù)計(jì)，2019-2023 年全球工業(yè)控制市場規(guī)模將從 2310 億美元增長至 2599 億美元，CAGR 為 2.99%。隨著工業(yè)應(yīng)用市場對(duì)于控制系統(tǒng)提出更多新需求，MCU 等 微電子器件作為智能工控的基礎(chǔ)，將得到穩(wěn)步發(fā)展。

3、家電：智能化和變頻化帶來 MCU 增量市場

家電市場主要分為大家電和小家電，大家電是指以空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)為主的白色家電， 小家電主要是指以家居和廚衛(wèi)等應(yīng)用為目的的家用電器，包括豆?jié){機(jī)、破壁機(jī)、電磁爐、 電風(fēng)扇、電吹風(fēng)等日用電器。大家電出貨量未來增長相對(duì)有限，但智能化和變頻化趨勢 有望提升 MCU 需求；新興小家電在出貨量和智能化方面均有不錯(cuò)的增長空間。

智慧家居帶動(dòng)家電 MCU 升級(jí)，32 位 MCU 控制系統(tǒng)助力設(shè)備聯(lián)網(wǎng)及高階功能。以傳統(tǒng) 冰箱為例，過去冰箱大都僅區(qū)分為上下兩個(gè)空間，即冷藏室和冷凍室，MCU 需要完成 的功能僅僅是控制兩個(gè)儲(chǔ)物空間達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度即可。隨著人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高以及家電行業(yè)制造技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)下的冰箱已經(jīng)邁向智能化發(fā)展時(shí)代，開辟多個(gè)儲(chǔ) 物空間，并可通過設(shè)置實(shí)現(xiàn)速凍、保鮮等特殊功能。在家用雙開門云冰箱中，運(yùn)用 32 位 MCU 作為控制主體，通過外接模塊或按鍵，實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)、Wi-Fi 連接、智能顯示 等功能。家電應(yīng)用場景的智能化，以及需求多樣化，對(duì)家電 MCU 提出更高的要求，也 進(jìn)一步促進(jìn)了各類 MCU 在家電領(lǐng)域的應(yīng)用。

小家電智能化成為標(biāo)配，功能多樣性提升單臺(tái)設(shè)備 MCU 使用量。傳統(tǒng)電磁爐 MCU 主 要是需要滿足按鍵控制的功能，鍋灶聯(lián)動(dòng)式電磁爐具有電磁爐主控 MCU 和鍋蓋主控 MCU，鍋蓋 MCU 可借助溫度檢測和泡沫檢測進(jìn)行智能檢測和調(diào)整，達(dá)到無需看管的目 的。對(duì)于空氣凈化器，可用一個(gè) 8 位 MCU 控制出風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)加一個(gè) 32 位 MCU 達(dá) 到檢測外界光線、濕度、粉塵以及機(jī)身傾斜等功能。小家電逐步邁向智能化階段，感知 能力和控制處理能力升級(jí)有望帶動(dòng)單臺(tái)設(shè)備 MCU 使用量提升。

家電內(nèi)置運(yùn)算性能更強(qiáng)的高階 MCU，結(jié)合多種外設(shè)帶領(lǐng)家電緊隨 IoT 趨勢。以意法半 導(dǎo)體的 STM32H7X3 系列為例，該系列為 ARM Cortex-M7 內(nèi)核，在智能家電顯示控制 板的系統(tǒng)架構(gòu)中，ITCM 和 DTCM 主要放置常用代碼；實(shí)時(shí)控制部分通過 SDMMC 和 傳統(tǒng)通訊接口，進(jìn)行傳感器以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制，在執(zhí)行上實(shí)現(xiàn)了真正的零等待過程，同 時(shí)外接一個(gè) RGB 顯示屏將電飯煲的實(shí)時(shí)處理過程可視化。

大家電 MCU 市場規(guī)模較為穩(wěn)定，變頻化趨勢帶來 MCU 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局 和產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)，2019 年中國空調(diào)產(chǎn)量為 2.19 億臺(tái)，其中變頻空調(diào)產(chǎn)量 0.69 億臺(tái)， 占比 32%，2013-2019 年中國空調(diào)產(chǎn)量 CAGR 為 7.4%。2019 年冰箱和洗衣機(jī)銷量合 計(jì)為 1.44 億臺(tái)，其中變頻冰箱和洗衣機(jī)合計(jì)銷量 0.46 億臺(tái)，占比 32%，2012-2019 年冰箱和洗衣機(jī)銷量 CAGR 為 1.36%，增速較緩。從變頻占比來看，2017-2019 年中 國變頻空調(diào)產(chǎn)量占比邁上 30%的臺(tái)階，變頻冰箱和洗衣機(jī)占比逐年增大，變頻化趨勢 下大家電變頻 MCU 比例也隨之上升。

小家電市場規(guī)模穩(wěn)定增長，疊加智能化趨勢帶來高性能 MCU 增量空間。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研 究院數(shù)據(jù)，2021 年中國小家電市場規(guī)模預(yù)計(jì)為 5127 億元，2012-2023 年中國小家電 市場規(guī)模 CAGR 預(yù)計(jì)為 13%，市場規(guī)模穩(wěn)定增長。微波爐、電飯煲和電風(fēng)扇等小家電 是較為成熟的市場，傳統(tǒng)小家電在智能化升級(jí)過程中有望采用更高級(jí)的 MCU 來實(shí)現(xiàn)更 復(fù)雜的功能，傳統(tǒng)小家電的 MCU 需求較為穩(wěn)定。對(duì)于榨汁機(jī)、豆?jié){機(jī)等新興小家電， 受人們健康生活理念的影響，新興小家電出貨量有望增長，智能化趨勢帶來 MCU 增量。

4、泛消費(fèi)：傳統(tǒng)消費(fèi)相對(duì)穩(wěn)定，消費(fèi)醫(yī)療等帶來增量需求

泛消費(fèi)大類包括消費(fèi)電子等常見產(chǎn)品，其中消費(fèi)電子包括手機(jī)、電腦、可穿戴設(shè)備等電 子產(chǎn)品，一般 MCU 會(huì)用于主控、觸控和無線連接等功能。

智能手機(jī)：NFC、觸控等功能需要搭配 MCU。例如，蘋果 11 Pro Max 內(nèi)配備 1 顆意 法半導(dǎo)體 MCU 用于支持 NFC 功能。據(jù)集微網(wǎng)信息，iPhone 11 Pro Max 內(nèi)包含 1 顆意 法半導(dǎo)體 ST33G1M2 MCU，據(jù)意法半導(dǎo)體介紹，ST33G1M2 既可集成在 NFC 通用集 成電路卡模塊內(nèi)，處理手機(jī)支付以及 SIM 卡應(yīng)用和用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，又可用作 NFC 智能手機(jī)的專用嵌入式安全芯片，表明智能手機(jī)內(nèi)也會(huì)配備 MCU 完成一定的輔助功能。 觸控和指紋等模組內(nèi)也會(huì)用到 MCU。

據(jù) IDC 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球智能手機(jī)全年出貨量較為穩(wěn)定，2016-2020 年全球智能手機(jī)出 貨量 CAGR 為-3.23%，受到 5G 建設(shè)的帶動(dòng)，全球智能手機(jī) 5G 化普及加快，全球智 能手機(jī)年均出貨量維持在 13 億左右，市場規(guī)模較為穩(wěn)定。

電腦鍵盤鼠標(biāo)和平板電腦內(nèi)部也需要 MCU，年均 MCU 需求預(yù)計(jì)超過 5 億顆。每臺(tái)電 腦都會(huì)配置相應(yīng)的鍵盤和鼠標(biāo)，鍵盤和鼠標(biāo)的控制也需要 MCU 參與。平板電腦與手機(jī) 類似，內(nèi)部也需要 MCU 芯片。據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2020 年由于疫情的原因，PC 和平板電腦 的出貨量較正常年份增幅較大，分別出貨 3.03 億臺(tái)和 1.64 億臺(tái)，按照正常年份的水平 來估計(jì)，預(yù)計(jì)全球電腦相關(guān)產(chǎn)品和平板電腦每年消耗的 MCU 將超過 5 億顆。

TWS：充電盒配備 1 顆 MCU 用做主控芯片，無線耳機(jī)里面暫未配備 MCU。根據(jù)快科 技網(wǎng)站的拆解圖來看，蘋果 Airpods 型號(hào)的 TWS 耳機(jī)充電盒內(nèi)配備了 1 顆 ST L072Z16D 的 MCU，用來實(shí)現(xiàn)管理電池信息、保證充電倉與耳機(jī)的通信、耳機(jī)配對(duì)等 功能，監(jiān)控鋰電池的工作狀態(tài)和霍爾開關(guān)的閉合狀態(tài)，還需要負(fù)責(zé)系統(tǒng)中其他 IC 的使 用，控制電源 IC 的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì) TWS 耳機(jī)的充電，目前多數(shù) TWS 的耳機(jī)部分暫未配 備 MCU。根據(jù)與非網(wǎng)信息，華為 FreeBuds Pro 充電盒內(nèi)的核心芯片是 1 顆國民技術(shù) 的 N32G4FR MCU，該 MCU 不僅可作為通用型 MCU，還支持市場主流半導(dǎo)體指紋和 光學(xué)傳感器，同時(shí)內(nèi)部集成了多種密碼算法硬件加速引擎。

全球 TWS 出貨量增速高于 Airpods 系列出貨量增速，非蘋果系 TWS 占比逐步提升。 據(jù) DIGITIMES 數(shù)據(jù)，2020 年全球 TWS 耳機(jī)出貨量為 1.84 億副，其中 Airpods 系列出 貨量為 0.87 億副，2018-2020 年全球 TWS 耳機(jī)出貨量 CAGR 為 73.47%，高于 Airpods 系列的 CAGR（47.16%），并且 Airpods 系列出貨量占全球 TWS 耳機(jī)出貨量的比例從 2018 年的 68.95%降為 42.10%，非蘋果系 TWS 占比逐步提升。

智能手表、智能手環(huán)：通常也都配備 1 顆低功耗 MCU 用于通信、傳感等。目前智能手 環(huán)和智能手表主要采用“MCU+低功耗藍(lán)牙通信方案+慣性傳感器產(chǎn)品+電源”的方案， 其基本原理主要是通過 MCU 來控制藍(lán)牙、傳感器、LED 和振動(dòng)器。從小米手環(huán) 3 的拆 解圖可以看到，其將藍(lán)牙和 MCU 整合在一起，而小米智能手表則采用一顆意法半導(dǎo)體 的高性能超低功耗 MCU，對(duì)其他器件進(jìn)行控制。

智能穿戴設(shè)備的普及率不斷提高，市場規(guī)模逐步擴(kuò)大帶動(dòng)低功耗 MCU 使用量提升。隨 著硬件創(chuàng)新，功能日益增加，智能手表正逐步走向成熟，與智能手機(jī)形成更加完整的生 態(tài)圈。通過定位運(yùn)動(dòng)、健康、移動(dòng)支付等領(lǐng)域，行業(yè)將持續(xù)發(fā)展，據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，預(yù) 計(jì) 2022 年全球智能手表終端用戶支出將達(dá)到 313.4 億美元，2019-2022 年 CAGR 為 19.2%。對(duì)于智能手環(huán)，由于其價(jià)格低廉，與智能手表有明顯的價(jià)格差距，主要應(yīng)用場 景簡單，預(yù)期未來仍將保持穩(wěn)定增長，據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2020 年中國智能手表出貨量約為 4000 萬塊，二者將一起推動(dòng) MCU 市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。

云臺(tái)相機(jī)以及手機(jī)云臺(tái)內(nèi)也會(huì)配備 MCU。云臺(tái)是指安裝或固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，也 可安裝到無人機(jī)上，可隨時(shí)拍攝高精度的穩(wěn)定畫面。當(dāng)前隨著短視頻、直播以及 Vlog 等記錄生活動(dòng)態(tài)的各種方式興起，云臺(tái)相機(jī)以及手機(jī)云臺(tái)的市場規(guī)模逐步擴(kuò)大，云臺(tái)相 機(jī)是指本身就自帶攝像頭的相機(jī)，可以不借助其他設(shè)備就能拍攝照片或視頻；手機(jī)云臺(tái) 用以將手機(jī)固定在云臺(tái)上，達(dá)到防止抖動(dòng)以及拍攝特定角度的需求。云臺(tái)自身是一個(gè)電 子設(shè)備，也需要 MCU 協(xié)助進(jìn)行控制。

醫(yī)療電子也是MCU用量較大的領(lǐng)域，家用醫(yī)療產(chǎn)品的普及以及更多醫(yī)療設(shè)備的智能化， MCU 將在醫(yī)療電子領(lǐng)域占據(jù)更多的市場份額。

在醫(yī)療領(lǐng)域，常見的額溫槍、血壓計(jì)、霧化器和血氧儀等醫(yī)療儀器設(shè)備中都會(huì)用到 MCU。 以 MCU 在額溫槍中的應(yīng)用為例，中微半導(dǎo)體的高精度 ADC 額溫槍解決方案，采用了 8051 MCU 進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效簡化了外圍電路，且可達(dá)到較高的測量精度。

5、IoT：長期成長空間巨大，通信協(xié)議+MCU 集成是主要趨勢

IoT 市場規(guī)模大且增速快，是未來 MCU 用量增長的重要領(lǐng)域。隨著智能家居的普及，眾多新興電子產(chǎn)品的銷量提升，以及眾多傳統(tǒng)產(chǎn)品接入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于 MCU 的需求將會(huì)得 到大幅提升。

掃地機(jī)器人除了主控 SoC 外，一般配至少兩顆 MCU，一顆用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一顆用于傳 感器控制。技術(shù)進(jìn)步讓更多的家務(wù)可以通過機(jī)器來完成，消費(fèi)升級(jí)的背景下大部分人群 有意接受更為智能的家居產(chǎn)品。掃地機(jī)器人是近些年來的家電爆品之一，具有吸塵、清 掃、擦地等功能。目前全球已有較多知名企業(yè)切入掃地機(jī)器人領(lǐng)域，國外有 iRobot 和 戴森等，國內(nèi)有科沃斯、小米、美的、海爾等。根據(jù)快科技網(wǎng)站拆解，米家掃地機(jī)器人 內(nèi)有 2 個(gè) MCU（德州儀器與意法半導(dǎo)體各 1 個(gè)），TI MCU 用于 LDS 激光測距傳感器， 還有 1 個(gè) ARM Cortex-M3 架構(gòu)的 ST MCU。根據(jù)奧維云網(wǎng)數(shù)據(jù)，2020 年中國掃地機(jī) 器人銷量達(dá)到 654 萬臺(tái)。

未來家居產(chǎn)品芯片含量增大，智能家居滲透率提升帶來新增長動(dòng)力。據(jù) Statista 預(yù)測， 全球智能家居市場出貨量將由 2019 年的 8.33 億臺(tái)增長至 2023 年的 15.57 億臺(tái)，4 年 CAGR 為 16.9%；據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，中國智能家居出貨量將由 2018 年的 1.56 億臺(tái)增長至 2023 年的 4.53 億臺(tái)，5 年 CAGR 為 21.5%。智能家居融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù) 等技術(shù)，對(duì) MCU 芯片產(chǎn)品性能和數(shù)量需求迅速上升，預(yù)計(jì)未來家居產(chǎn)品中 MCU 含量 將大幅提升。

通信協(xié)議+MCU集成是未來物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)展的主要趨勢。目前通信方案主要有兩種，

1） 單芯片集成協(xié)議 MCU，主要用于智能燈泡、智能插座等比較簡單的控制電路，例如小 米智能插座使用 Marvell 的 EZ-Connect 無線物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)芯片解決方案，主控采用 88MC200-NAP2 高集成度低功耗 MCU。

2）雙芯 MCU+通信模塊，雙芯片方案主要用 于智能攝像頭、智能音箱等運(yùn)算要求高的電路，但其結(jié)構(gòu)會(huì)增加設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中的復(fù) 雜性和安全風(fēng)險(xiǎn)。未來集成傳感器+MCU+無線模塊的方案是各 MCU 廠商的方向。

無人機(jī)：通常會(huì)配備多顆 MCU 完成電機(jī)控制等功能。據(jù)集微網(wǎng)拆機(jī)信息，大疆 Mavic Mini 無人機(jī)內(nèi)包括 2 顆 MCU，包括 1 顆恩智浦 i.MX RT 系列的跨界 MCU。據(jù)恩智浦 官網(wǎng)介紹，恩智浦 MCU 用在無人機(jī)里可以用來控制 4 個(gè)機(jī)翼的電機(jī)。大疆 Mavic Mini 無人機(jī)內(nèi)另一個(gè)是國產(chǎn)的華大半導(dǎo)體 MCU，預(yù)計(jì)隨著無人機(jī)的功能愈加多樣化，1 臺(tái) 無人機(jī)至少會(huì)配備 2 顆及以上 MCU。

2020 年全球企業(yè)級(jí)及零售領(lǐng)域無人機(jī)銷量合計(jì)約 50 余萬臺(tái)。據(jù) Gartner 預(yù)測，2020 年全球物聯(lián)網(wǎng)（IoT）企業(yè)級(jí)無人機(jī)（無人飛行器）的總出貨量將達(dá)到 52.6 萬臺(tái)，同比 增長 50%，預(yù)計(jì) 2020-2023 年企業(yè)級(jí)無人機(jī)出貨量 CAGR 為 34.25%；2020 年零售領(lǐng) 域的無人機(jī)出貨量約為 2.5 萬臺(tái)，預(yù)計(jì) 2023 年零售領(lǐng)域無人機(jī)出貨量將為 12.2 萬臺(tái)， 2023 年企業(yè)級(jí)和零售領(lǐng)域無人機(jī)出貨量合計(jì)將達(dá)到約 140 萬臺(tái)。

全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量逐年增長，將會(huì)帶動(dòng) MCU 出貨量上升。根據(jù) GSMA 統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)顯示，2010-2020 年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量高速增長，復(fù)合增長率達(dá) 19%，2020 年， 全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量高達(dá) 126 億個(gè)。GSMA 同時(shí)預(yù)測，2025 年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián) 網(wǎng)數(shù)量將達(dá)到約 246 億個(gè)。萬物互聯(lián)成為全球網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的重要方向。幾乎所有物聯(lián) 網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部的控制系統(tǒng)都會(huì)采用 MCU，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增多將會(huì)為 MCU 市場帶來 增量因素。

電動(dòng)兩輪車以及共享單車需要利用 MCU 作為控制芯片。電動(dòng)兩輪車以及自行車作為對(duì) 汽車出行的補(bǔ)充，是中短途通勤的便捷交通工具。電動(dòng)兩輪車現(xiàn)在的智能化趨勢也愈加 明顯，在儀表盤、電機(jī)控制等部分需要 MCU 進(jìn)行控制。近年來隨著共享單車的興起， MCU 也在共享單車的電池管理中承擔(dān)重要作用。

中國電動(dòng)二輪車每年銷量約 5000 萬臺(tái)，每年消耗上億顆 MCU。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù) 據(jù)，2021 年中國電動(dòng)兩輪車銷量預(yù)計(jì)達(dá)到 5000 萬臺(tái)，全球其他國家還有銷量貢獻(xiàn)， 若以平均每臺(tái)電動(dòng)兩輪車消耗 10 顆 MCU 計(jì)算的話，全球每年電動(dòng)兩輪車消耗的 MCU 數(shù)量將高達(dá)約 5 億顆。

6、預(yù)計(jì)未來全球 MCU 出貨量穩(wěn)步增長，平均價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定

根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，2020 年全球 MCU 出貨量預(yù)計(jì)約 240 億顆。根據(jù)我們從眾多公 司官網(wǎng)以及拆機(jī)類網(wǎng)站搜集的信息，對(duì)各大領(lǐng)域做出如下預(yù)估：

1）汽車：傳統(tǒng)燃油汽車的整車熱管理系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、車身控制、車載影音娛樂系統(tǒng) 需要 MCU，新能源車相較傳統(tǒng)燃油車新增加了電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、充電逆變、電池管 理等系統(tǒng)，對(duì) MCU 帶來增量需求。預(yù)期未來汽車電動(dòng)化和智能化進(jìn)一步普及，單 車 MCU 的用量將會(huì)持續(xù)增加；

2）工控：MCU在工控領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，部分領(lǐng)域的MCU消耗量不便于統(tǒng)計(jì)預(yù)估， 同時(shí)由于通常將家電類 MCU 歸于工控類，則全球工控類 MCU 年均出貨量預(yù)計(jì)達(dá) 到幾十億顆。工業(yè)領(lǐng)域的增速為低個(gè)位數(shù)增長，主要受益于工業(yè)自動(dòng)化程度提高帶 來的 MCU 用量提升；

3）家電：智能化和變頻化帶來 MCU 需求提升，產(chǎn)品智能化帶來更多的控制需求，變 頻產(chǎn)品比例提升，以及新興家電帶來 MCU 的消耗量提升；

4）泛消費(fèi)類：手機(jī)、電腦和平板電腦等主要電子產(chǎn)品每年出貨量較為穩(wěn)定；以 TWS 為代表的可穿戴設(shè)備近年來逐步興起，預(yù)期每年消耗 MCU 達(dá) 4 億顆左右，未來隨 著可穿戴設(shè)備滲透率的提升，MCU 還有增長空間；電腦產(chǎn)品及周邊、平板電腦等 市場需求較為平穩(wěn)；

5）IoT：物聯(lián)網(wǎng)整體出貨量仍有較大提升空間，以掃地機(jī)器人和無人機(jī)為例，掃地機(jī) 器人每年出貨約 1000 萬-2000 萬臺(tái)，無人機(jī)每年出貨達(dá)千萬量級(jí)，IoT 設(shè)備或新興 應(yīng)用的出貨量仍有很大的上升空間，IoT 有望成為未來 MCU 出貨量的重要驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。

從價(jià)格端來看，全球 MCU ASP 在 2018 年降幅較大，主要系：

1）2018 年全球 MCU 出貨量達(dá)到相對(duì)高點(diǎn)，全球 MCU 營收增幅小于全球 MCU 出貨量增幅，2018 年后 MCU 市場相對(duì)低迷；

2）自 2017 年 6 起，ARM Cortex-M0 和 M3 處理器內(nèi)核取消預(yù)付授權(quán) 或者評(píng)估費(fèi)用，改以產(chǎn)品成功量產(chǎn)出貨后才收取版稅的模式運(yùn)作，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，廠商 利用 M0 及 M3 內(nèi)核設(shè)計(jì) MCU 產(chǎn)品的成本得到降低，授權(quán)及版權(quán)費(fèi)用開銷得到緩解。 2018 年全球 MCU ASP 相對(duì)較低，之后的年份 ASP 逐漸趨穩(wěn)。

三、短期供需錯(cuò)配價(jià)格提升，長期供需結(jié)構(gòu)相對(duì)健康

1、MCU 缺貨狀態(tài)持續(xù)，海內(nèi)外廠家貨期延長價(jià)格上升

20Q3 以來全球 MCU 進(jìn)入供不應(yīng)求狀態(tài)，漲價(jià)缺貨狀態(tài)持續(xù)至今，除了原廠和渠道商 價(jià)格上漲外，交貨周期也呈現(xiàn)出延長局面。從 MCU 原廠及渠道商提價(jià)趨勢、MCU 整 體交貨周期及海外巨頭展望多個(gè)維度整體展現(xiàn)本輪 MCU 缺貨漲價(jià)情況。

從 MCU 原廠來看，MCU 廠商均多次上調(diào) MCU 價(jià)格。國際巨頭 ST 在 2020 年底和 2021 年 5 月兩發(fā)漲價(jià)函，宣布調(diào)漲邏輯 IC 價(jià)格；瑞薩也于 2021 年 1 月調(diào)漲部分邏輯 IC 價(jià) 格；國內(nèi) MCU 龍頭廠商兆易創(chuàng)新在 2021 年 1 月/4 月兩次上調(diào) MCU 價(jià)格；另外，中國臺(tái)灣 MCU 大廠盛群于 2021 年 4 月宣布暫停 2022 年訂單并預(yù)計(jì)近期將漲價(jià) 15%-30%，新唐等在此前也紛紛調(diào)漲 MCU 價(jià)格。

受本輪 MCU 漲價(jià)影響，自 2020 年下半年起，中國臺(tái)灣 MCU 廠商營收同比大幅增長， 新唐、盛群、松翰月度營收同比增速自 2020 年 4 月以來均保持在 10%以上。盛群 21Q1 營收同比增長 42%，毛利同比增長 46%，并且 2021 年盛群訂單全滿，交貨期長達(dá) 6 個(gè)月，相較以往 3-4 個(gè)月延長；凌通業(yè)績大幅改善，2021 年 1 月扭虧為盈，21Q1 營收 同比大幅上升 825%。

從經(jīng)銷渠道價(jià)格來看，多款 MCU 型號(hào)價(jià)格上漲 6-10 倍。根據(jù)正能量電子網(wǎng)的數(shù)據(jù)， 在本輪漲價(jià)潮之前，STM32 及 GD32 通用 MCU 渠道價(jià)格維持在 5-10 元區(qū)間，在 20Q3 起，STM32 通用 MCU 部分型號(hào)渠道價(jià)格上漲至 55-70 元，兆易創(chuàng)新 GD32 部分型號(hào) 渠道價(jià)格上漲至 25-30 元，有的甚至飆漲至 60-70 元。

從貨期來看，根據(jù)富昌電子的數(shù)據(jù)，2020 年以來，8 位和 32 位 MCU 貨期延長至超過 16 周，普遍在 24 周，Microchip 的個(gè)別型號(hào)貨期甚至達(dá)到了 55 周。

全球 MCU 廠商對(duì)未來 MCU 景氣度展望樂觀。根據(jù)意法半導(dǎo)體展望，本輪 MCU 缺貨 仍將至少持續(xù) 6 個(gè)月至 2021 年底；受新冠疫情影響，恩智浦表示面臨產(chǎn)品嚴(yán)重緊缺和 原料成本增加的雙重影響，決定全線調(diào)漲產(chǎn)品價(jià)格；中國臺(tái)灣盛群、松翰等廠商也表示， 面對(duì) MCU 缺貨行情，未來有望繼續(xù)調(diào)漲產(chǎn)品價(jià)格。

2、MCU 缺貨起源于汽車芯片商后市指引和真實(shí)需求的錯(cuò)配

從需求側(cè)情況看，本輪缺貨起源于汽車整車廠緊急備貨導(dǎo)致上游芯片廠應(yīng)對(duì)不足。 MCU 為汽車 ECU（電子控制系統(tǒng)）的主控芯片，ECU 主要應(yīng)用在汽車 ESP（電子穩(wěn) 定程序）和 ECO（智能發(fā)動(dòng)機(jī)控制）系統(tǒng)中。在 2020 年上半年，疫情由中國蔓延至全 球，全球汽車銷量驟降，全球汽車芯片廠商紛紛對(duì)未來后市持悲觀預(yù)期，降低汽車芯片 庫存的同時(shí)也下修了代工廠的訂單。20Q3 以來，全球汽車需求復(fù)蘇，出貨量遠(yuǎn)超預(yù)期，整車廠商臨時(shí)加單，汽車 MCU 廠商自身芯片庫存較低疊加新增產(chǎn)能短期無法釋放，加 劇了汽車 MCU 芯片的缺貨程度。根據(jù)臺(tái)積電 Q1 法說會(huì)，汽車供應(yīng)鏈漫長而復(fù)雜，從 芯片到整車廠要經(jīng)過幾級(jí)供應(yīng)商，生產(chǎn)、測試到交付整個(gè)周期需要至少 6 個(gè)月，汽車 MCU 的緊缺也逐步蔓延至消費(fèi)和工控 MCU 領(lǐng)域。

從供給側(cè)情況看，汽車 MCU 產(chǎn)能集中，全產(chǎn)業(yè)鏈缺芯情況下汽車 MCU 擴(kuò)產(chǎn)不及時(shí)。

汽車 MCU 制程主要集中在 28nm-40/45nm 和 65nm，屬于成熟制程。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)， 國外大廠均將 MCU 部分或全部外包給臺(tái)積電等 1-2 家晶圓廠進(jìn)行生產(chǎn)。

由于各 MCU 廠商一般采用不同的架構(gòu)，產(chǎn)品覆蓋范圍不同，面向特定客戶，所以產(chǎn)業(yè) 鏈中 MCU 廠商拿到的訂單一般較為固定，晶圓廠按計(jì)劃分配產(chǎn)能。在下游需求擴(kuò)張的 情況下，如臺(tái)積電等上游擴(kuò)產(chǎn)可能并不及時(shí)，造成晶圓短缺，MCU 原材料價(jià)格上漲。

MCU 特有的經(jīng)銷模式放大了供需缺口。這一輪 MCU 缺貨本質(zhì)上是汽車和 IoT 帶來的 MCU 增量市場，同時(shí)下游 MCU 產(chǎn)能釋放非常有限，形成了供需缺口。由于 MCU 產(chǎn)品 型號(hào)眾多且下游為長尾市場，MCU 廠商均采用分銷商+貿(mào)易商的銷售模式，在缺貨行情 下，經(jīng)銷商會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的囤貨或者炒貨情況，也加劇了下游客戶對(duì)缺貨的恐慌程度， 于是紛紛加大對(duì) MCU 備貨，放大了供需缺口，渠道端出現(xiàn)價(jià)格暴漲的情況。

疫情、火災(zāi)、大雪等不可抗因素也加劇了 MCU 產(chǎn)能受限，因此 ST、NXP 等 MCU 廠 商多次發(fā)布產(chǎn)品漲價(jià)函。從全球 MCU 廠商季度財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來看，產(chǎn)能普遍受限情況下庫 存占滾動(dòng) 12 個(gè)月營收比例持續(xù)下滑。

意法半導(dǎo)體：罷工和疫情影響自有 IDM 產(chǎn)能，庫存持續(xù)下滑，產(chǎn)品多次漲價(jià)。 意法半導(dǎo)體部分產(chǎn)能外包給臺(tái)積電生產(chǎn)而不受自己支配，而意法半導(dǎo)體部分自有 MCU 產(chǎn)能位于法國 Crolles 和 Rousset，在 2020 年 11 月也因工人罷工而受到影響；意法半 導(dǎo)體另有一座位于馬來西亞的封測廠部分產(chǎn)能用于 MCU 生產(chǎn)，2021 年 5 月 12 日至 6 月 7 日期間，受疫情惡化影響，馬來西亞實(shí)施全國封鎖，進(jìn)一步影響意法 MCU 生產(chǎn)。

產(chǎn)能受限疊加下游訂單旺盛，ST 庫存占滾動(dòng) 12 個(gè)月營收比例自 20Q2 以來持續(xù)下滑， 同時(shí) 2020 年至 2021 年 5 月 ST 三發(fā)漲價(jià)函，其 MDG（微控制器和數(shù)字 IC）部門營收 自 20Q1 以來持續(xù)上升，主要系缺貨帶來的產(chǎn)品漲價(jià)所致。

恩智浦：德州大雪影響 MCU 8 英寸產(chǎn)線產(chǎn)能，產(chǎn)能緊缺帶來產(chǎn)品全線漲價(jià)。

恩智浦的 MCU 主要外包給聯(lián)電和臺(tái)積電生產(chǎn)，由于晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)及產(chǎn)能分配不及時(shí)，恩 智浦 MCU 產(chǎn)能受限；自有產(chǎn)能方面，恩智浦有 2 座主要用于生產(chǎn) MCU、MPU 等的 8 寸晶圓廠位于美國德州，因受德州大雪影響，于 2021 年 2 月 16 日開始停產(chǎn)，目前雖 復(fù)工復(fù)產(chǎn)，但產(chǎn)能此前也受到影響。

產(chǎn)能不足的情況下，恩智浦庫存在 20Q3 出現(xiàn)大幅下滑局面，存貨占滾動(dòng) 12 個(gè)月營收 比例也逐季下降至歷史低位，因此 NXP 在 2020 年底宣布產(chǎn)品全線漲價(jià)。在高景氣度 下，恩智浦汽車業(yè)務(wù) 2020 年全年?duì)I收 38.3 億美元，在進(jìn)入 20Q2 以來，汽車業(yè)務(wù)營 收持續(xù)上升。

瑞薩電子：火災(zāi)影響自有產(chǎn)能，存貨水平逐步下滑同時(shí)營收穩(wěn)步恢復(fù)。

瑞薩自 2012 年裁員起，就將部分 MCU 產(chǎn)能外包給臺(tái)積電生產(chǎn)，而今年瑞薩或?qū)⒗^續(xù) 轉(zhuǎn)移產(chǎn)能。自有產(chǎn)能方面，2021 年 3 月 19 日，瑞薩位于日本茨城縣常陸那珂市的一座 12 寸 N3 廠發(fā)生火災(zāi)，該廠主要生產(chǎn)用于汽車、空調(diào)系統(tǒng)等的 MCU。火災(zāi)燒毀面積約 600 ㎡，約占 N3 樓一樓 12000 ㎡潔凈室面積的 5%，燒毀設(shè)備為 11 臺(tái)，約占 N3 樓制 造設(shè)備的 2%，受火災(zāi)影響設(shè)備共計(jì) 23 臺(tái)。2021 年 4 月 17 日，N3 大樓重新開始生產(chǎn)， 產(chǎn)能恢復(fù)到不足火災(zāi)前 10%；5 月底，產(chǎn)能恢復(fù)到火災(zāi)前的 88%；截至 6 月 25 日， N3 樓產(chǎn)能全部恢復(fù)，但是瑞薩出貨量的恢復(fù)預(yù)計(jì)要到 7 月第三周才能完全恢復(fù)。

在 20 年上半年由于疫情，瑞薩存貨出現(xiàn)積壓，而汽車銷量下滑更加劇了其庫存上升趨 勢。在 20Q3 以來，產(chǎn)能受限同時(shí)車企訂單逐漸增多時(shí)，瑞薩庫存水平明顯下滑。

受本輪 MCU 缺貨潮影響，瑞薩于 2021 年 1 月起調(diào)漲部分邏輯 IC 和電源產(chǎn)品價(jià)格。缺 貨漲價(jià)帶來瑞薩營收穩(wěn)步上升，瑞薩 2020 年實(shí)現(xiàn)營收 7157 億日元（按 20 年匯率折合 為 67.5 億美元），其中汽車業(yè)務(wù)占比 47.6%，實(shí)現(xiàn)營收 3410 億日元（按 20 年匯率折 合為 32.2 億美元），同比增長 10.4%。

3、MCU 產(chǎn)能釋放相對(duì)有限，長期供需態(tài)勢表現(xiàn)健康

我們?cè)诘诙聦?duì) MCU 下游需求進(jìn)行了詳細(xì)拆分，發(fā)現(xiàn) MCU 長期需求持續(xù)旺盛，主要 體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）汽車智能化和電動(dòng)化帶動(dòng)單車 MCU 需求量提升，同時(shí)新能 源汽車智能化和電動(dòng)化程度均要高于燃油車，且新能源車在電池管理等方面更為先進(jìn)， 相較傳統(tǒng)燃油車單車 MCU 顆數(shù)更多；

2）在工控領(lǐng)域，光伏電站等新能源逐漸普及拉 動(dòng)逆變器、整流器等需求，帶動(dòng) MCU 需求上升；

3）在家電領(lǐng)域，智能化變頻化等智 能家居需求同樣拉動(dòng) MCU 增長。

4）在疫情得到控制之后，消費(fèi)電子等產(chǎn)品出貨量也 有望逐步恢復(fù)。

綜合來看，我們認(rèn)為 MCU 未來幾年將呈現(xiàn)較為明確的成長趨勢。

從制程節(jié)點(diǎn)看，全球 MCU 制造目前主要是 40nm 及以上的成熟制程工藝節(jié)點(diǎn)，先進(jìn)車 用 MCU 已采用 28nm 制程。目前 MCU 主要集中于成熟制程，一方面系 MCU 本身對(duì) 算力要求有限，暫不需要 14nm 及以下制程，另一方面，MCU 內(nèi)置的嵌入式存儲(chǔ)自身 制程也限制 MCU 制程的提升。

嵌入式閃存（eFlash）是 MCU 中必不可少的組成部分，它不僅需要用來存儲(chǔ)代碼，而 且需要用來存儲(chǔ)使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，當(dāng)前制造 MCU 能達(dá)到的制程節(jié)點(diǎn)很大一部分 原因是受限于 eFlash 制程工藝。制造 MCU 時(shí)，其存儲(chǔ)模塊的解決方案有兩種：嵌入 式存儲(chǔ)器（eNVM）和系統(tǒng)級(jí)封裝 （片外存儲(chǔ)器-SiP）。

eNVM 工藝：是在邏輯工藝平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)的特殊工藝，通過這種工藝生產(chǎn)出帶有非揮 發(fā)存儲(chǔ)器模塊的芯片。對(duì)于不同的 eNVM 工藝，需要增加不同層數(shù)的光罩，因此它的 工藝成本相比于邏輯工藝有一定增加。

SiP 解決方案：通過 SiP 方式把一顆 NOR 閃存芯片和邏輯芯片封裝在一起，代碼和數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)在獨(dú)立、外掛的 NOR 閃存芯片上。例如兆易多個(gè)產(chǎn)品系列均使用 SiP 封裝模式。

目前，世界多數(shù) MCU 廠商主要使用 eNVM 方案，但 SiP 方案對(duì)于新進(jìn)入的公司很有吸 引力，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)簡單，設(shè)計(jì)周期短，從而使廠商降低設(shè)計(jì)成本，加快上市速度。然而，SiP 解決方案無法滿足特定應(yīng)用場景的所有要求，綜合考慮到成本、功耗、速度、 安全性、穩(wěn)定性和可靠性要求，很多應(yīng)用場景下，使用 eNVM 是更好的解決方案。

從意法半導(dǎo)體的各產(chǎn)品系列來看，大部分產(chǎn)品還是集中在 180/130nm、90nm 和 40nm 等成熟制程范圍。180/130nm 主要是主流型系列（Mainstream），包括 STM32F0/F1/F3 以及 8 位產(chǎn)品 STM8 系列；110nm 產(chǎn)品包括超低功耗的 STM32L0/L1；90nm 制程覆蓋 的產(chǎn)品系列較廣，涵蓋了高性能、主流、超低功耗和無線四大類；最先進(jìn)的 40nm 制程 主要是最近幾年推出的產(chǎn)品，包括 2019 年推出的 STM32MP1（MPU）和高性能 H7， 以及 2021 年推出的超低功耗 STM32U5。公司 40nm 制程主要是 2019 年推出的 H7 系 列以及 2021 年推出的 U5 系列，產(chǎn)品型號(hào)數(shù)量合計(jì)占比約 10%，表明 ST 目前 MCU 主要還是以 90nm 及以上制程為主。

恩智浦和瑞薩是全球主要的汽車 MCU 供應(yīng)商，它們最先進(jìn)的車用 MCU 已經(jīng)采用了 28nm 制程。中穎電子、復(fù)旦微等國產(chǎn) MCU 公司制程主要集中在 90nm 及以上微米級(jí) 別，兆易創(chuàng)新、樂鑫科技、東軟載波等最先進(jìn)制程 MCU 已經(jīng)達(dá)到 40nm，兆易創(chuàng)新的 GD32E507/GD32E505 高性能微控制器，采用臺(tái)積電低功耗 40nm 嵌入式閃存制程。

全球 MCU 龍頭均為 IDM 廠商，90nm 及以上更成熟的制程主要使用自身的 8 英寸產(chǎn)線 進(jìn)行制造，但部分先進(jìn)制程會(huì)外包給技術(shù)領(lǐng)先的晶圓代工廠。以 ST 為例，ST 共有 13 個(gè)生產(chǎn)基地，其中全球共有 3 個(gè)工廠用于生產(chǎn) MCU，主要位于新加坡和法國，包括 8 英寸和 12 英寸產(chǎn)線，由 2020 年年報(bào)信息，ST 所有芯片產(chǎn)品中約 24%是由代工廠生產(chǎn) 的，ST 的總產(chǎn)能達(dá)到了約當(dāng) 8 英寸 12 萬片/周；恩智浦收購飛思卡爾后，位于美國的 工廠成為了生產(chǎn) MCU 的主力；微芯有 3 個(gè) Fab 用于生產(chǎn) MCU，均位于美國，由 2020 年年報(bào)可知，微芯 2020 年有 61%的半導(dǎo)體產(chǎn)品由外包工廠生產(chǎn)。當(dāng) MCU 步入 90nm/55nm/40nm/28nm 工藝時(shí)，自身 8 英寸在技術(shù)上很難滿足生產(chǎn)制造，因此傳統(tǒng) MCU IDM 廠商逐步將 MCU 外包給 TSMC、UMC、格芯等代工廠進(jìn)行代工制造。

全球 MCU 代工廠主要集中在臺(tái)積電、聯(lián)電、格芯、中芯國際和華虹等，ST、NXP、 瑞薩主要給 TSMC/UMC 代工，國內(nèi)兆易創(chuàng)新等廠商主要在華虹代工，SMIC 給兆易創(chuàng) 新和芯?？萍嫉却ぃ瑖鴥?nèi)廠商也在 TSMC/UMC 等代工。

對(duì)于全球主要的 MCU 代工廠，臺(tái)積電的 eFlash 制程范圍最廣，為 22nm-0.5um，聯(lián) 電最先進(jìn)的 eFlash 技術(shù)可達(dá)到 40nm，格芯最先進(jìn)的 eFlash 技術(shù)可達(dá)到 40nm，同時(shí) 格芯已掌握 22nm eMRAM 技術(shù)。

臺(tái)積電：全球技術(shù)最先進(jìn)的芯片代工廠，2018 年 eFlash 晶圓出貨量位列全球第一，同 時(shí) 2018 年推出了用于汽車的 40nm eFlash 技術(shù)量產(chǎn)，當(dāng)前已經(jīng)代工汽車領(lǐng)域的 28nm MCU，截至 2019 年年報(bào)，臺(tái)積電已具備了 22nm-0.5um 的 eFlash 技術(shù)。

聯(lián)電：2017 年推出 40nm eFlash 技術(shù)，也是公司目前能達(dá)到的最先進(jìn) MCU 制程，聯(lián) 電用于制造 MCU 的制程都是 40nm 及以上成熟制程，目前 28nm 和 22nm eFlash 技術(shù) 正在開發(fā)中。

格芯（Global Foundries）：最先進(jìn)的 eFlash 制程為 40nm，據(jù)官網(wǎng)信息，由于 eFlash 發(fā)展到 28nm 以后，在制造工藝上會(huì)遇到一定的限制，且 eMRAM（另一種非易失性存 儲(chǔ)器，磁性隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器）有望達(dá)到比 eFlash 更好的性能，格芯已于 2020 年投產(chǎn) 22nm eMRAM。格芯在全球擁有 5 家 8 英寸晶圓廠和 5 家 12 英寸晶圓廠，近期格芯宣 布將在新加坡新建 12 英寸晶圓廠，預(yù)計(jì) 2023 年完工，當(dāng)下新加坡晶圓廠的制程為 40nm-180nm，屆時(shí)年產(chǎn)能將增加 45 萬片，整體新加坡廠區(qū)年產(chǎn)能上升至 150 萬片， 以此支援終端市場高速增長的需求。

臺(tái)積電營業(yè)收入以 14nm 及以下先進(jìn)制程為主，多用于智能手機(jī)及 HPC 等高性能應(yīng)用。 據(jù)臺(tái)積電公告，公司 21Q1 營收中，28nm 及以下制程合計(jì)占比高達(dá) 74%，是公司營收 的主要來源，90nm 及以上制程合計(jì)占比僅 14%。按平臺(tái)劃分營收，智能手機(jī)和 HPC 合計(jì)占比達(dá) 80%，IoT 和自動(dòng)駕駛占比分別為 9%和 4%。

臺(tái)積電 2018 年后 40nm-90nm 制程范圍保持相對(duì)平穩(wěn)趨勢。21Q1 臺(tái)積電 40nm-90nm 三種制程合計(jì)營收為 16.92 億美元，三種制程合計(jì)營收逐季變化幅度較小，表明該制程 范圍擴(kuò)產(chǎn)有限。21Q1 臺(tái)積電自動(dòng)駕駛和 IoT 業(yè)務(wù)合計(jì)營收為 17.77 億美元，同/環(huán)比分 別+25%/32%，2020 年自動(dòng)駕駛和 IoT 分季度合計(jì)營收處于 12.5 億-13.5 億美元區(qū)間， 21Q1 增幅較大。

聯(lián)電的營收主要由成熟制程提供，通信、消費(fèi)和計(jì)算機(jī)等為主要營收領(lǐng)域。據(jù)公司公告， 聯(lián)電 21Q1 營收中沒有 14nm 及以下制程的產(chǎn)品，22/28nm、40nm、65nm 占比都將近 20%，90nm-0.35um 之間的各制程占比接近。按應(yīng)用領(lǐng)域分類，通信占比達(dá) 46%，是 第一大領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)占比分別為 16%和 27%。

從制程拆分?jǐn)?shù)據(jù)來看，聯(lián)電 40/65/90nm 三種制程合計(jì)營收在 19Q1 達(dá)到相對(duì)低點(diǎn)，此 后逐步上升，21Q1 40/65/90nm 三種制程合計(jì)營收為 7.5 億美元，而后一直保持在 7-8 億美元營收區(qū)間，表明自 19Q4 以來聯(lián)電并未在 40/65/90nm 制程范圍有任何擴(kuò)產(chǎn)。

目前，國內(nèi) MCU 代工廠產(chǎn)能較小，具有 eFlash 技術(shù)的 MCU 代工廠有華虹宏力、中 芯國際、上海華力等。從制程上看，華虹宏力擁有的 eFlash 制程范圍最廣，為 90nm-0.25um。中芯國際目前已擁有 0.162 eFlash 技術(shù)，與華虹宏力的 55nm 均在驗(yàn)證中。上海華力擁有 55nm eFlash 技術(shù)，40nm eFlash 技術(shù)正在開發(fā)中。

華虹宏力的 eNVM 銷售收入占比較高，MCU 代工是公司主要營收來源之一。華虹宏力 是華虹集團(tuán)的子公司，是中國大陸地區(qū)的重要芯片代工企業(yè)，據(jù)公司公告，2021Q1 華 虹宏力的 eNVM 銷售收入占比高達(dá) 31%，僅次于分立器件的銷售收入占比，eNVM 是 制造 MCU 的核心技術(shù)，根據(jù)公司官網(wǎng)，華虹宏力目前擁有 90nm-0.25um eFlash 技術(shù)。 據(jù)公司 21Q1 按工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)的銷售占比拆分，55nm-0.18um 總營收占比約為 52%。 按技術(shù)平臺(tái)的銷售占比劃分，eNVM 占比為 31%，eNVM 主要包括 MCU 和智能卡芯片 兩大類產(chǎn)品，是公司的主要營收來源之一。

華虹集團(tuán)的 MCU 技術(shù)位居大陸代工企業(yè)前列，華虹宏力最先進(jìn) eFlash 技術(shù)達(dá) 90nm。 華虹集團(tuán)下屬多個(gè)子公司，包括華虹宏力、上海華力、華虹無錫等，目前華虹宏力和華 虹無錫最先進(jìn)的 eFlash 技術(shù)節(jié)點(diǎn)已達(dá) 90nm。

華虹 MCU 產(chǎn)能主要集中在 8 英寸產(chǎn)線，8 英寸產(chǎn)線產(chǎn)能利用率持續(xù)保持高位。據(jù)公司 公告，華虹一廠、二廠和三廠是 8 英寸晶圓廠，MCU 主要使用 8 英寸晶圓生產(chǎn)，從 19Q4 開始，三條 8 英寸產(chǎn)線合計(jì)產(chǎn)能達(dá)到 17.8 萬片/月后就再也沒有增加，從 20Q2 開始， 8 英寸產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率一直高于 100%，且未來 8 英寸產(chǎn)線沒有大幅擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，因此 8 英寸 MCU 產(chǎn)能增長相對(duì)有限。

華虹無錫 12 英寸線的產(chǎn)能釋放預(yù)計(jì)會(huì)帶來 MCU 增量產(chǎn)能。

1）8 英寸產(chǎn)線上的智能卡產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至 12 英寸產(chǎn)線，留出 8 英寸 MCU 增量空間。公司 2020 年已將具有 90nm eFlash 技術(shù)相關(guān)的智能卡產(chǎn)品順利轉(zhuǎn)移至 12 英寸產(chǎn)線。

2）12 英寸產(chǎn)線 MCU 技術(shù)平臺(tái)逐步完善，預(yù)計(jì) 21Q3-Q4 逐步輸出 MCU 產(chǎn)能。

中芯國際是目前大陸最先進(jìn)的芯片代工廠，最先進(jìn)的 eFlash 制程為 0.18。 據(jù)公司公告，中芯國際最先進(jìn)的工藝制程已達(dá) 14/28nm，是大陸芯片代工廠里技術(shù)最先 進(jìn)的，但是中芯國際 eFlash 技術(shù)目前能達(dá)到的最高制程僅為 0.18，并且 0.11um eFlash 技術(shù)還在研發(fā)當(dāng)中，后續(xù)隨著中芯國際在成熟制程領(lǐng)域的發(fā)力，我們認(rèn) 為 0.11um、90nm、40nm 等 eFlash 工藝平臺(tái)將逐漸成熟，預(yù)計(jì) 2022 年后將逐步輸出 產(chǎn)能。

上海華力最先進(jìn)的 eFlash 制程已達(dá) 55nm。據(jù)官網(wǎng)信息上海華力最先進(jìn)的 eFlash 技術(shù) 節(jié)點(diǎn)已達(dá) 55nm，公司的 55nm 2.5V 和 5V 兩個(gè)版本均可用于生產(chǎn) MCU，40nm eFlash 技術(shù)正在開發(fā)中。上海華力下有華虹五廠和華虹六廠兩個(gè) 12 英寸晶圓廠，其中華虹五 廠工藝水平覆蓋 65/55nm、40nm 和 28nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 3.5 萬片/月，華虹六 廠主要覆蓋 28/22nm 和 14nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

全球主要代工廠均在 2021 年大幅開啟資本支出進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張，但對(duì) 40nm 及以上主流 MCU 制程產(chǎn)能擴(kuò)張相對(duì)有限。

1）TSMC：上修 2021 年資本支出為 300 億美元，其中 80%用于先進(jìn)制程 （3nm/5nm/7nm），10%用于特殊工藝，10%用于封裝及大規(guī)模生產(chǎn)。

2）UMC：全年資本支出從 15 億美元上修至 23 億美元，主要用于擴(kuò)產(chǎn) 22/28nm 產(chǎn)品 線。年初確定的 15 億美元資本支出大部分將用于擴(kuò)產(chǎn)南科 12A P5 廠，以 28nm 及 以下制程為主，2021 年南科 12A P5 廠產(chǎn)能預(yù)計(jì)增加 1 萬片/月。南科 12A P6 廠計(jì) 劃未來三年擴(kuò)建，總資本支出約 1000 億新臺(tái)幣。另外，廈門 12X 廠（28/40/65nm） 產(chǎn)能目前已擴(kuò)產(chǎn)至約 2.5 萬片/月。

3）格芯：擴(kuò)產(chǎn)主要集中在 12-90nm 制程，位于新加坡的晶圓廠預(yù)計(jì) 2023 年投產(chǎn)，每 月增加 3.75 萬片產(chǎn)能，總產(chǎn)能增至 12.5 萬片/月。

4）中芯國際：2021 年資本支出為 43 億美元，其中大部分用于擴(kuò)產(chǎn)成熟工藝，小部分 用于先進(jìn)工藝、北京合資項(xiàng)目土建及其他。8 寸在 2021H2 有望增加 4.5 萬片/月， 目前已建設(shè) 1/3 產(chǎn)能。12 寸方面，2021 年 3 月中芯國際在深圳項(xiàng)目上簽署合作協(xié) 議，計(jì)劃建設(shè)一條 4 萬片/月的成熟制程產(chǎn)線。另外在 2021 年底，12 寸線有望增加 1 萬片/月產(chǎn)能。

5）華虹：2021 年資本支出為 13 億美元，華虹無錫 12 英寸產(chǎn)線當(dāng)前月產(chǎn)能 4 萬片（功率分立 1.8 萬片+CIS 1 萬片+嵌入式和 BCD 工藝 1 萬片等），制程以 90nm 為主， 預(yù)計(jì)年底達(dá)到 6.5 萬片，后續(xù)增加產(chǎn)能以 55nm 為主，新增產(chǎn)能主要分配給 CIS、 MCU 等 eFlash 產(chǎn)品。

四、全球 MCU 市場高度集中在海外 Top5 廠商，多因素共振加速國產(chǎn)替代

1、全球 MCU CR5 市占率高達(dá) 75%，內(nèi)生外延完善產(chǎn)品布局

全球 MCU 競爭格局穩(wěn)定，CR5 市場占有率超 75%。MCU 在海外是一個(gè)很成熟的行業(yè)， 已經(jīng)形成非常穩(wěn)定的競爭格局，全球前五大 MCU 廠商市占率合計(jì)超 75%，目前巨頭均 形成比較有特色的布局。瑞薩的汽車業(yè)務(wù)占比較高，收購 IDT 和 Dialog 布局 IoT；NXP 是老牌 MCU 龍頭，收購飛思卡爾和 Marvell 業(yè)務(wù)強(qiáng)化汽車和無線 MCU 業(yè)務(wù)；英飛凌 收購 Cypress 完善汽車和工控 MCU 品類；ST 是 32 位 ARM 架構(gòu) MCU 龍頭，主營消 費(fèi)和工控領(lǐng)域；微芯主要聚焦在 8 位 MCU 等低成本、穩(wěn)定性高產(chǎn)品上，收購 Atmel 拓 展 32 位 ARM 平臺(tái)。

根據(jù)全球 MCU 巨頭官網(wǎng)信息，我們按照產(chǎn)品線、產(chǎn)品系列和產(chǎn)品型號(hào)對(duì)各公司產(chǎn)品進(jìn) 行分類統(tǒng)計(jì)。

1）產(chǎn)品線：根據(jù)產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域，分為高性能、低功耗、通用主流型 和無線等；

2）產(chǎn)品系列：每個(gè)產(chǎn)品線下的細(xì)分系列數(shù)，分類標(biāo)準(zhǔn)包括內(nèi)核、主頻、應(yīng) 用領(lǐng)域等，比如 ST 的 STM32F0、STM32F1 等，瑞薩的 RA 2/4/6/8、RL78 D/F/G/I/L 等，恩智浦的 LPC800、KE/KV 等；

3）產(chǎn)品型號(hào)：每個(gè)產(chǎn)品系列下的各種產(chǎn)品型號(hào)， 針對(duì)每個(gè)系列產(chǎn)品 Flash、SRAM、接口和封裝類型等參數(shù)差異進(jìn)行具體型號(hào)分類。

2、8 位 MCU 自研架構(gòu)百花齊放，ST 借助 32 位 ARM 架構(gòu)后來居上

綜合來看，MCU 當(dāng)前競爭格局的形成主要是架構(gòu)變化+并購整合帶來的。MCU 從上世 紀(jì) 70 年代推出，至今已有約 50 年的歷史，不同時(shí)間段誕生了不同的 MCU 架構(gòu)，助力 了不同的 MCU 大廠先后快速崛起。在 MCU 的發(fā)展過程中，也有部分廠家因?yàn)闆]有把 握住發(fā)展方向或者因?yàn)榻?jīng)營不善等原因被其他廠家并購。如今，伴隨著并購整合、下游 應(yīng)用拓寬及產(chǎn)品品類不斷豐富，采用不同 MCU 架構(gòu)的廠家分別形成了自己的競爭優(yōu)勢。

MCU架構(gòu)從8051發(fā)展到AVR再到各家自定義架構(gòu)，直至如今廣泛用于32位通用MCU 的 ARM 架構(gòu)，每個(gè)階段中，把握主流架構(gòu)的 MCU 廠家都能快速搶占市場份額。

1970s-1980s，MCU 初露萌芽，Intel 架構(gòu)主導(dǎo)。MCU 起源于 1971 年，率先由 Intel 設(shè)計(jì)出集成度為 2000 只晶體管/片的 4 位微處理器 Intel 4004，而后又推出了 8 位微處 理器 Intel 8008；在 1981 年，Intel 推出 8051 MCU，從此 MCU 逐漸成為主流產(chǎn)品， 主要應(yīng)用于小型計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域。從上世紀(jì) 70 年代到 90 年代初，市場主流 MCU 采用 Intel 架構(gòu)，架構(gòu)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，支持 8 位 MCU 蓬勃發(fā)展。在當(dāng)時(shí)，飛 利浦的邏輯 IC 事業(yè)部（后于 2006 年成立 NXP）等老牌 MCU 廠商都是 Intel 架構(gòu)的受 益者。

1990s-21 世紀(jì)初，各家架構(gòu)百花齊放。進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代之后，基于哈佛架構(gòu)的 AVR 單片機(jī)開發(fā)成功，主要應(yīng)用于計(jì)算及外部設(shè)備、工業(yè)控制、儀表、家電、通訊設(shè)備等，AVR 單片機(jī)最先得到 Atmel 支持，AVR 單片機(jī)具有創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)、更高的集成度、 同時(shí)搭配 Atmel 自有的 Flash 工藝，在性能和功耗上相較于之前的馮·諾依曼架構(gòu)產(chǎn)品 均有較好表現(xiàn)。

與此同時(shí)，各家積極開發(fā)自有的架構(gòu)及內(nèi)核，成立于 2003 年的瑞薩采用自有的瑞薩內(nèi) 核，此外還有微芯的 PIC 系列、前 Atmel 的 AVR 系列、前飛思卡爾的 HC05 和 HC08 系列、Motorola 的 MC68HC 系列、TI 的 MSP430 系列等。

2007 至今，ARM 架構(gòu)異軍突起，迅速占領(lǐng) 32 位 MCU 市場。應(yīng)用側(cè)對(duì)性能處理要求 逐步提升，傳統(tǒng) 8 位和 16 位 MCU 已經(jīng)不能滿足市場需求，32 位 MCU 漸成主流。最 初，各家基于自身架構(gòu)開發(fā) 32 位 MCU，但之后由于標(biāo)準(zhǔn)化的 ARM 架構(gòu)推出，ARM 架構(gòu)各種內(nèi)核間具有代碼兼容性和軟件兼容性，用戶能夠輕易在使用 ARM 架構(gòu)的廠商 間切換，因此大部分自研 32 位架構(gòu)均被 ARM 架構(gòu)取代。

ARM 起初參股投資 Luminary 公司，由其設(shè)計(jì)開發(fā)并在 2006 年推出基于 Cortex-M3 內(nèi) 核的 ARM-Stellaris 系列 MCU。由于當(dāng)時(shí)市場上多應(yīng)用 x86 架構(gòu)及自有架構(gòu)的 MCU， 而 ARM 架構(gòu)為通用 MCU 設(shè)計(jì)，廠商不愿輕易更換架構(gòu)加上 ARM 架構(gòu)未經(jīng)市場檢驗(yàn)， 32 位 ARM 內(nèi)核產(chǎn)品初推時(shí)反響平平，合作廠商難以尋找。但手機(jī)市場的快速發(fā)展給了 ARM 處理器驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，ARM 具有開放的商業(yè)模式，能快速導(dǎo)入手機(jī) MCU 中。

在此背景下，ST 于 2007 年 6 月 11 日在中國北京率先推出基于 ARM Cortex-M3 內(nèi)核 的 STM32F1 產(chǎn)品。ST 選擇合作基于 M3 內(nèi)核優(yōu)秀的性能，相較之前的 ARM7 TDMI 內(nèi)核，Cortex-M3 擁有更小的基礎(chǔ)內(nèi)核，使其速度更快、價(jià)格更低，采用 M3 內(nèi)核的通 用 MCU 開發(fā)時(shí)間更短。

同樣注重 ARM 架構(gòu)的還有 NXP 等廠商，NXP 在 ARM 架構(gòu)不同內(nèi)核首款產(chǎn)品發(fā)布上 與 ST 你追我趕，在 2007 年 ST 率先推出基于 M3 內(nèi)核的 STM32F1 系列后，2009 年 3 月，NXP率先推出基于 M0 內(nèi)核的 LPC1100系列；2010 年 8 月，飛思卡爾半導(dǎo)體（2015 年被 NXP 并購）率先推出基于 M4 內(nèi)核的 K 系列；2012 年 11 月，NXP 率先推出第一 款基于 M0+內(nèi)核的 LPC800 系列；2014 年 9 月，ST 率先推出第一款基于 M7 內(nèi)核的 STM32 F7 系列。

MCU 架構(gòu)的發(fā)展帶來產(chǎn)業(yè)格局的深刻變化，沒能成功趕上主流架構(gòu)發(fā)展浪潮的企業(yè)逐 漸退出競爭，被其他廠家并購。

NXP 在實(shí)現(xiàn) ARM 架構(gòu)布局同時(shí)，也積極拓展下游應(yīng)用領(lǐng)域。NXP 于 2015 年收購飛思 卡爾，開始立足于汽車 MCU 業(yè)務(wù)；2019 年收購 Marvell 的無線連接業(yè)務(wù)，補(bǔ)充公司在 Wi-Fi 和藍(lán)牙等無線領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。

自 2016 年起，微芯科技在通用 MCU 市場份額一直保持第一位。目前，微芯深耕 8 位MCU，在產(chǎn)品穩(wěn)定性與成本管控上尤其出色，同時(shí)微芯于 2016 年通過并購 Atmel 加大 32 位 MCU 產(chǎn)品布局。

英飛凌于 2019 年并購賽普拉斯，進(jìn)一步完善汽車及消費(fèi) MCU 業(yè)務(wù)。

新唐科技于 2020 年收購松下子公司，極大豐富了新唐的 MCU 產(chǎn)品組合。

瑞薩于 2019 年完成對(duì) IDT 的收購，增強(qiáng)了模擬芯片、傳感器與 MCU 的組合，同時(shí)目 前正計(jì)劃并購 Dialog，增強(qiáng)無線連接的實(shí)力；通過兩次并購，瑞薩希望加速進(jìn)軍工業(yè)及 IoT 等領(lǐng)域。

ST 在 MCU 業(yè)務(wù)上沒有進(jìn)行并購，而是通過完善自身生態(tài)，著力于中國區(qū)業(yè)務(wù)使通用 MCU 快速發(fā)展。

3、MCU 國產(chǎn)化率不足 15%，缺貨漲價(jià)等多因素加速替代進(jìn)程

中國 MCU 市場規(guī)模約 250-300 億元，國內(nèi) MCU 廠商市場份額較低。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)， 2020 年中國 MCU 市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 268.8 億元，2020-2022 年中國 MCU 市場規(guī)模 CAGR 為 8.99%，中國 MCU 市場規(guī)模增速高于全球 MCU 市場規(guī)模增速。據(jù) CSIA 數(shù) 據(jù)，2019 年瑞薩電子、恩智浦和微芯是中國 MCU 市場份額占比前三位的廠商，國內(nèi) MCU 廠商在中國的市場份額較低，國產(chǎn)化率有待提升。

從下游廠商來看，我國有 100 多家 MCU 公司，但營收體量過億的不足 15%，合計(jì)市 占率亦不足 15%，總體呈現(xiàn)散而弱的局面。從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，當(dāng)前國產(chǎn) MCU 主要 集中在中低端消費(fèi)領(lǐng)域，初步進(jìn)入工業(yè)級(jí)，汽車級(jí) MCU 國產(chǎn)化率較低。

消費(fèi)級(jí) MCU 是較好的切入口，目前國內(nèi) MCU 廠商仍以中低端市場產(chǎn)品為主。消費(fèi)級(jí) MCU 技術(shù)門檻較低，是 MCU 廠商產(chǎn)品切入的理想起點(diǎn)。全球消費(fèi)電子 MCU 市場主要 被巨頭占據(jù)，對(duì)于國內(nèi)市場，國產(chǎn) MCU 廠商占有一席之地，但是目前國內(nèi)廠商生產(chǎn)的 MCU 主要還是以中低端為主，高端市場應(yīng)用率還需提高。

工業(yè)級(jí) MCU 應(yīng)用場景廣泛，國產(chǎn)廠商可逐步切入更多領(lǐng)域。MCU 是工業(yè)控制系統(tǒng)的 核心，工業(yè)電子產(chǎn)品同樣有著嚴(yán)格的要求。目前全球主要的工控 MCU 供應(yīng)商是國外的 微芯、德州儀器、意法半導(dǎo)體、恩智浦等國外廠商。國內(nèi) MCU 廠商的產(chǎn)品初步進(jìn)入工 業(yè)控制中，但是仍未占據(jù)較大市場份額。

汽車級(jí) MCU 要求嚴(yán)格，目前主要由國外 MCU 廠商壟斷，國產(chǎn)化率較低。安全是汽車 的第一要義，汽車級(jí) MCU 需要滿足嚴(yán)苛的要求，國際汽車電子協(xié)會(huì)制定了車規(guī)級(jí) MCU 的三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：AEC-Q100 可靠性標(biāo)準(zhǔn)、IATF 16949 規(guī)范和 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)。按照 英飛凌官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，2020 年全球 MCU 前六大國外廠商占據(jù)的市場份額達(dá) 96%，國內(nèi) MCU 廠商若想要進(jìn)入車規(guī)級(jí)領(lǐng)域，需要過硬的產(chǎn)品品質(zhì)以及較長的驗(yàn)證時(shí)間，車廠一 旦采用某個(gè)廠商的產(chǎn)品，一般不會(huì)輕易更換。

我國 MCU 國產(chǎn)化率較低，主要原因系：

1）MCU 在終端整機(jī)成本占比非常低，且 MCU 又是嵌入式設(shè)備的核心，整個(gè)系統(tǒng)都是 圍繞 MCU 進(jìn)行配置，因此客戶在選擇上極為謹(jǐn)慎，不會(huì)因?yàn)樾》某杀緝r(jià)格優(yōu)勢 切換 MCU 廠商；

2）海外 MCU 廠商產(chǎn)品歷史悠久，終端廠商已經(jīng)適應(yīng)海外巨頭 MCU 產(chǎn)品及其生態(tài)， 切換國內(nèi) MCU 廠商意愿較低；

3）國內(nèi) MCU 廠商數(shù)量多，但是營收體量過億元的非常少，而終端廠商會(huì)優(yōu)先選擇產(chǎn) 品線齊全、生態(tài)完備的廠商，國內(nèi) MCU 小廠商優(yōu)勢不明顯；

4）MCU 需要客戶二次開發(fā)，產(chǎn)品導(dǎo)入周期長，新產(chǎn)品上量慢。

全球 MCU 市場空間超過 150 億美金，且預(yù)計(jì)到 2025 年將超過 200 億美金。當(dāng)前國產(chǎn) 化率較低，存在巨大的國產(chǎn)替代缺口，20Q3 以來海外 MCU 廠商的缺貨漲價(jià)有望加速 MCU 的國產(chǎn)替代。

1）ST 采取多級(jí)代理模式，交期普遍延長，且今年缺貨漲價(jià)已經(jīng)威 脅到國內(nèi)很多客戶供應(yīng)鏈安全，下游客戶紛紛將 MCU 平臺(tái)切換至國內(nèi)廠商；

2）全球 MCU 漲價(jià)潮導(dǎo)致成本上升，更具性價(jià)比的國內(nèi)產(chǎn)品具有吸引力；

3）國內(nèi)多數(shù) MCU 廠 商可以直接對(duì)接終端客戶，交期相較海外廠商大幅縮短，且技術(shù)支持也非常滿足本土化 客戶需求。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，國內(nèi) MCU 廠商基本具備國產(chǎn)替代的基本條件。

1）中國具有廣泛 的 MCU 下游市場，消費(fèi)、工控等領(lǐng)域具有較強(qiáng)的產(chǎn)品定義權(quán)；

2）MCU 人才在過去十 余年得到了培養(yǎng)和積累，中國 MCU 企業(yè)能為國內(nèi)公司提供更為便捷的服務(wù)，可逐步搭建更為完善的產(chǎn)品生態(tài)，為各個(gè)領(lǐng)域的用戶提供更多定制化產(chǎn)品。3）國產(chǎn) MCU 廠商 了解國內(nèi)產(chǎn)品生態(tài)，更易滿足客戶的定制化需求，同時(shí)產(chǎn)品兼顧性價(jià)比優(yōu)勢，逐步展示 出競爭力。

從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，國內(nèi) MCU 廠商擁有多條做大做強(qiáng)的路徑。

1）消費(fèi)級(jí)：物聯(lián)網(wǎng)興起產(chǎn)生更多需求，借助中國獨(dú)具優(yōu)勢的消費(fèi)領(lǐng)域迅速崛起。雖然 國產(chǎn)低端 MCU 競爭加劇，消費(fèi)行業(yè)賽道擁擠，但是國內(nèi) MCU 公司可以借助中國 是消費(fèi)品制造大國的優(yōu)勢，充分發(fā)掘國內(nèi)市場需求，掌握產(chǎn)品定義權(quán)，利用特定應(yīng) 用定制化提供差異化競爭。同時(shí)利用消費(fèi)產(chǎn)品生命周期短的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) MCU 產(chǎn)品 的快速迭代開發(fā)，用原位替換的手段，縮短應(yīng)用周期，在 AIoT 等新興領(lǐng)域迅速搶 占市場；

2）工業(yè)級(jí)：針對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品，積極投資工業(yè)級(jí)高品質(zhì) MCU 產(chǎn)品線。工業(yè)級(jí) MCU 有鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)特定技術(shù)指標(biāo)要求有突出的性能表現(xiàn)，包括超高可靠性與質(zhì) 量保證、超長工作年限等要求。當(dāng)前市場上工業(yè)級(jí) MCU 還是歐美以及日系擁有技 術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品特色，工控 MCU 品類繁多，國產(chǎn) MCU 應(yīng)用進(jìn)入門檻高，但是當(dāng)前 對(duì)于部分“卡脖子”的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，高端需求逐步釋放，國內(nèi) MCU 廠商可通過加大 研發(fā)投入，強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量控制，打造出可靠耐用的MCU產(chǎn)品進(jìn)一步切入工業(yè)級(jí)MCU 應(yīng)用。

3）汽車級(jí)：積極響應(yīng)國家政策，針對(duì)車企需求逐步切入汽車級(jí) MCU 供應(yīng)鏈。盡管全 球汽車級(jí) MCU 主要由巨頭壟斷，同時(shí)國內(nèi)汽車級(jí) MCU 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)仍較為薄弱，汽 車電子技術(shù)要求高，研發(fā)周期長，投入大，對(duì)于大部分 MCU 公司來說難以承擔(dān)失 敗的風(fēng)險(xiǎn)。但是目前中國是全球最大的汽車市場，現(xiàn)在國家高度重視汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，國內(nèi)車企主動(dòng)拓展國內(nèi)供應(yīng)鏈，有技術(shù)實(shí)力的 MCU 公司應(yīng)該在工業(yè)級(jí) MCU 的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)汽車級(jí) MCU，對(duì)接車企需求，優(yōu)先開發(fā)車企需求對(duì)口的產(chǎn)品型號(hào)，逐步切入汽車供應(yīng)鏈。

國內(nèi)擁有上百家 MCU 公司，產(chǎn)品主要集中在消費(fèi)及工控領(lǐng)域。今日半導(dǎo)體統(tǒng)計(jì)了中國 62 家 MCU 公司及主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

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精選報(bào)告來源：【未來智庫官網(wǎng)】。