时间: 2024-07-05 21:18:04 | 作者: 华体会app怎么样
中国MCU当前市场存量约250-300亿元，本土厂商超过100家，但合计市占率却不足15%，虽然在性价比方面有独特优势，但产品系列及生态建设方面差距不小，且大多数厂商集中在消费类市场，工控和汽车还有待拓展。国内MCU厂商该如何发力？
今年AI电堂陆续发布过关于MCU的与之相类似的文章。如果大家想了解STM32如何在这一年成为理财芯片的，可以阅读往期文章，《缺货涨价行情下，国产替代真的那么香吗？》《MCU的2020与2021》。
本篇为系列文章第三篇，MCU 产能增长相对有限，未来供需结构将趋于平衡。
MCU 在海外是一个很成熟的行业，已形成很稳定的竞争格局，全球前五大 MCU 厂商市占率合计超 75%，目前MCU大厂形成各有特色的市场布局。
▲表1：2020 年全球 MCU 市场占有率前五名公司 MCU 产品情况汇总 来源：ST，瑞萨，恩智浦，英飞凌，微芯（*系公司总客户数并非 MCU 客户数）
MCU 从上世 纪 70 年代推出，至今已有约 50 年的历史，不同时间段诞生了不同的 MCU 架构，助力不同的 MCU 大厂先后快速崛起。在 MCU 的发展过程中，也有部分厂家因为未能把握发展趋势、或调整经营战略、亦或经营不善等原因被其他厂家并购。如今，伴随着并购整合、下游应用拓宽及产品品类不断丰富，采用不一样 MCU 架构的厂家分别形成了自己的竞争优势。
MCU架构从8051发展到AVR再到各家自定义架构，直至如今大范围的使用在32位通用MCU 的 ARM 架构，每个阶段中，把握主流架构的 MCU 厂家都能快速抢占市场份额。
1990s-21 世纪初，各家架构百花齐放。进入上世纪 90 年代之后，基于哈佛架构的 AVR 单片机开发以其创新的系统架构、更高的集成度，同时搭配 Atmel 自有的 Flash 工艺，在性能和功耗上相较于之前的冯·诺依曼架构表现更佳。
21 世纪初，各厂商积极开发自有的架构及内核，百花齐放，如瑞萨采用自有内核、微芯的 PIC 系列、前 Atmel 的 AVR 系列、前飞思卡尔的 HC05 和 HC08 系列、Motorola 的 MC68HC 系列、TI 的 MSP430 系列等等。
2007 至今，ARM 架构异军突起，迅速占领 32 位 MCU 市场。应用侧对性能处理要求逐步提升，传统 8 位和 16 位 MCU 已经不能够满足市场需求，32 位 MCU 渐成主流。标准化的 ARM 架构因各种内核间具有代码兼容性和软件兼容性，用户能轻易在使用 ARM 架构的厂商间切换，因此大部分自研 32 位架构均被 ARM 架构取代。
最早采用ARM Cortex-M3 内核的是Luminary 公司，其产品 ARM-Stellaris 系列于 2006 年推出，但因当时市场应用多基于 x86 架构及自有架构MCU，反响平平。但手机市场的加快速度进行发展给了 ARM 处理器验证的机会，加之开放的商业模式，ARM架构通过移动产品得到快速应用。
同样注重 ARM 架构的还有 NXP 等厂商，NXP 在 ARM 架构不同内核首款产品发布上与 ST 你追我赶。NXP自2009 年推出基于 M0 内核的 LPC系列并不断拓展产品系列；2015年，NXP收购飞思卡尔后，产品线 内核的 Kinetis 系列加持，继承自飞思卡尔的跨界i.MX RT 系列融合了低功耗应用处理器和高性能微控制器的优势。
NXP 在实现 ARM 架构布局的同时，也积极拓展下游应用领域。NXP 于 2015 年收购飞思 卡尔，开始立足于汽车 MCU 业务；2019 年收购 Marvell 的无线连接业务，补充公司在 Wi-Fi 和蓝牙等无线领域的技术实力。
MCU 架构的发展带来产业格局的深刻变化，对于未能赶上主流架构发展浪潮的厂商渐行渐远，或逐渐退出竞争，或被其他厂商并购。
无论何种行业，扩充产品品类或攫取更大市场占有率，更直接更快速的方式是收购，MCU市场亦是如此。近十年，MCU领域的收购案此起彼伏。
自 2016 年起，微芯科技在通用 MCU 市场占有率从始至终保持第一位，深耕 8 位MCU，在产品稳定性与成本管控上尤其出色；同时于 2016 年通过并购 Atmel 加大 32 位 MCU 产品布局。
英飞凌于 2019 年并购赛普拉斯，加强完善汽车及消费 MCU 业务。
科技于 2020 年收购松下子公司，极大丰富了的 MCU 产品组合。
瑞萨于 2019 年完成对 IDT 的收购，增强了模拟芯片、传感器与 MCU 的组合，正在进行中的Dialog并购，将增强无线连接的实力；这两项并购，我们大家可以看到瑞萨布局工业及 IoT 等领域的用心。
近年为arm内核微控制器树立行业标杆的ST， 却采用了内生方式，通过完善自身生态，着力于中国区业务使通用 MCU 快速发展。
ST 作为目前最成功的 32 位 ARM 架构 MCU 厂商，很早就布局了 ARM 架构，自2007年第一款F1系列问世至今的十五年间，不断拓展产品品类、完善生态，为市场提供了产品系列最为齐全的 32 位通用 MCU 产品，并以其超强的软硬件兼容性，为用户在产品选择上有很大的灵活性。ST 着重建立 STM32ECO，在编译器、开发板、中间件上形成配套支持，并联合各类 IDH 和设计企业形成不同应用，结合第三方开发不同算法，不仅为用户更好的提供广泛的参考设计，还通过大量提供易于上手的开发板、学习资料、研讨会等等，聚集了大量熟悉 STM32 的开发者群体，获得高度的市场认同。据英飞凌官网数据，ST 通用 MCU 业务在 2019 年全球市占率已达到第二位。
ST 的 MCU 产品除了通用8为STM8系列和32位STM32系列，还有属汽车业务的SPC5系列车规MCU，在车身电子、网关等都有解决方案。请参见《意法半导体车用微控制器系列直播课》，点击链接，了解更多产品详情。
ST的MCU业务全年营收约在 25 亿-30 亿美元区间，2020 年营收创历史上最新的记录，大多数来源于 STM32产品系列及STM8系列的贡献，约占公司总营收的 25%-29%。
（2）瑞萨电子：全世界汽车 MCU 的带头大哥，外延并购加速拓展 IoT 版图
瑞萨电子是全球第一的汽车 MCU 供应商，其MCU产品涉及汽车、工业和 IoT 等领域。据HIS数据，瑞萨电子在 2020 年全球 MCU 和汽车 MCU 的市场占有率占比都是第一，市占率分别为 17.1%和 30%。
瑞萨电子深耕汽车 MCU 领域，公司产品具有极强竞争力。瑞萨先后在 2012 年和 2018 年率先推出了全球第一款搭载 40nm 和 28nm eFlash 技术的汽车级 MCU，2019 年更是推出了基于硅晶薄氧化物埋层 （SOTB） 工艺技术的 RE 系列新产品，实现了在运行和待机模式下以及低电压（1.62V）下的高速CPU运行（64MHz）时都可实现超低电流消耗，这是传统主体硅工艺无法达成的工艺技术，进而逐步扩大了汽车MCU的产品和市场优势。
瑞萨在工业及 IoT 领域相对薄弱，通过对IDT和Dialog的并购慢慢地增加自有内核MCU的产品能力，同时逐渐导入 ARM 架构。作为日系半导体厂商，瑞萨在日系电子厂商重有很独特的市场影响力和渗透度，通过IDT 的传感器、高性能互联及射频等产品与瑞萨自身 MCU、SoC 及电源管理 IC 等相结合，增强数据处理能力；又将通过并购 Dialog，增强瑞萨 MCU 无线连接实力，更好满足物联网领域的需求。
瑞萨车用 MCU 具有完整的产品线 产品家族为例，该系列专为车规级打造，具有高可扩展性、高性能、低能耗、高可靠性等优点，产品应用于内燃机转换、电动汽车、汽车仪表盘、汽车网络、底盘控制、ADAS 等领域。
2020 年瑞萨电子 MCU 营收占全年营收约 44.2%，汽车业务对营收贡献最大。2020 年公 司营收约 67 亿美元，汽车领域业务占比 48%，其余的工业、通信基础设施和 IoT 合计占比约 51%。如果以2020 年全球 MCU 市场占有率中瑞萨电子占比17.1%倒算，瑞萨电子MCU营收约为 29.6 亿美元，约占2020全年营收的 44.2%。
恩智浦半导体（NXP）的产品布局十分普遍，涵盖工控领域、汽车和消费电子MCU及处理器业务，2019年收购Marvell的Wi-Fi和蓝牙连接业务后，又完善了无线 余款 MCU 型号，覆盖 ARM 架构和其他内核。基于ARM 内核的产品组合有i.MX RT 系列跨界处理器、经典的LPC系列、源自前飞思卡尔的Kinetis 系列、以及面向电机控制和数字电源的KV系列，共有 1277 款，占比约 45%，覆盖 M0/M0+、M3、M4、 M33、M7 内核，工艺集中于 28nm/40nm 及以上。在汽车 MCU 方面，NXP 共有近 90 款型号，占比约 3%。
NXP 2020 年营收为 86 亿美元，其中汽车（占 44%）、工控和 IoT（占 21%）、通信和其他（占 20%）及手机（占 14%），而汽车和 IoT 业务的迅速增加带动整体营收增速上行。自 20Q3 以来，NXP 的 MCU 业务实现快速复苏，并且叠加本轮 MCU 尤其是汽车 MCU 的缺货涨价行情，预测 NXP 的 MCU 业务营收在 21H1将保持较高增长率。
NXP 拥有广泛的产品品类，采用的策略是提供强大的产品组合，比如既提供 MCU 产品， 又提供围绕 MCU 打造的不同模拟器件进行组合；同时 NXP 在 IoT 领域实力强大，选择改造其 MCU 平台来使产品更具通用性，进而使 MCU 产品面向 IoT 众多分散的客户， 推向更广阔的市场。
NXP在汽车电子MCU上具有较为完善的产品布局，用于汽车的MCU数量达到接近100 款型号，涵盖仪表盘、安全网关等车内设备和车身区域控制类产品，而用于车载雷达和无人驾驶的 MCU 也已经处于样品阶段。
合并后的英飞凌在汽车、物联网和 5G 通信等高增长应用领域，可提供更先进的解决方案，同时 Cypress 在美国和日本市场上的稳固地位，也加强完善了英飞凌的客户结构。
英飞凌的 MCU 产品主要是基于 ARM Cortex 内核的 32 位产品，应用领域包含汽车、工业、消费电子和物联网等领域。英飞凌 MCU 最重要的包含 AURIX、PSoC、Traveo 和 XMC 等产品家族，AURIX 为自研 RISC 内核，主要使用在于汽车和工业领域；PSoC 产品系列较多，产品型号也最多，多达 1500+款；Traveo 以高性能的 M4 和 M7 内核为主，可应用于电气化、暖通空调、照明和汽车集群显示等应用；XMC 以 M0 和 M4F 内核为主，大多数都用在工业和家电等；英飞凌还有别的的传统产品，全部的产品型号合计多达约 2000 款。
微芯 8 位 MCU 实力强大，目前逐渐布局 32 位 MCU。微芯目前产品型号达 1000+，8位MCU就有PIC和AVR两种结构，PIC架构拥有体积小、功耗低、具有精简指令集、抗干扰性高、可靠性好等特点；AVR 架构也是嵌入式设计的行业领先架构。微芯在8位MCU市场深耕多年，同时由于自有架构的用户难以轻易切换，为微芯积累了大量忠诚的 PIC 及 AVR 架构的客户，因而在 8 位 MCU 拥有极强竞争力。
MCU 是微芯的第一大营收来源，亚洲是微芯的主要营收地，产品毛利率保持比较高水平。从产品线 亿美元，其中 MCU 占比最大达 54.5%，即 MCU 营收约为 30 亿美元；亚洲贡献了 55.3%的营收，是微芯的第一大营收来源地；微芯的毛利率始终保持在 50% 以上的较高水准。
微芯的 32 位 ARM 架构通用 MCU 覆盖 M0+/M4/M4F/M23/M7/MIPS 内核，搭载 Flash 容量最高为 2Mb，主频覆盖 48-300MHz。工控和消费电子是微芯 MCU 的主体业务，覆盖领域包括无线互连、安全、图像、电机控制、安防、触控和超低功耗等，其中搭载 M7 内核的主要应用于对于性能有较高要求的领域，M0+、M23 和 M4F 内核应用较广，相 应的主频也较低。汽车 MCU 微芯也有布局，比如其中的 SAM V7x 系列采用 M7 内 核，大多数都用在汽车音频系统，汽车 MCU 的性能也有从低到高的布局，适合不同水平的车规应用。
（6）德州仪器：16 位自有架构 MCU 厂商，32 位 MCU 加强布局
传统 16 位自有架构产品实力强劲，ARM 架构时代表现欠佳。TI 的16位自有架构MCUMSP430 系列诞生于 1996 年，后续为加强低功耗技术又推出了补充系列，共计 572 款型号。MSP430 系列一度非常成功，得益于 TI的强大专属架构和自研架构积累了一批忠实客户。但后续16 位 MCU 市场占有率被 8 位及 32 位 MCU侵蚀，MSP430 应用场景范围逐渐缩小，加之公司向模拟产品转型，TI 在通用 MCU 领域市场占有率也被 ST 等厂商超越。
TI的另一条特色 C2000 产品线配备 DSP 内核增强技术。C2000 推出已有 20 余年，目前拥有 180 款型号，主要面向高性能处理领域，下游市场覆盖电机控制、太阳能及电力通信等。得益于 TI 在 DSP 芯片领域的强大实力，C2000 系列将数字信号处理内核的性能和 MCU 的集成化及易用性结合起来，C2000 系列采用 C28x DSP 内核及 ARM Cortex-M3 内核，提供完整的控制及连接性能。
科技是由华邦电的逻辑IC事业部分拆而来，从1992 年涉足 8051 MCU 开始，极具 MCU 行业先发优势的特征，不仅享受了 90 年代中国台湾半导体产业高质量发展的红利，同时紧随2006 年 ARM 架构 MCU 产品推出，采用 M0 内核产品布局消费电子领域，并在后来消费电子加快速度进行发展之时壮大 MCU 品类。在 IoT 与可穿戴设备快速崛起之时，又推出基于 M23 内核的超低功耗产品。
最早采用 8051 架构，后来向 ARM 架构逐步拓展，目前在基于 M0/M0+内核低功耗 MCU 领域有丰富经验， 既 包 含 主 流 M0 内 核 Nano100/102/103/110/112/120 系列（共 51 款），还有更先进的基于 M23 内核的 M25x/M26x/M48x 系列（近 90 款）；另外，部分车规 MCU 已经通过 AEC-Q100 认证，大多数都用在车窗、电池动力、智能座椅、汽车照明、毫米波雷达等。
中国 MCU 市场规模约 250-300 亿元，国内 MCU 厂商市场占有率较低
据 IHS 数据， 2020 年中国 MCU 市场规模预计达到 268.8 亿元，2020-2022 年中国 MCU 市场规模 CAGR 为 8.99%，中国 MCU 市场规模增速高于全球 MCU 市场规模增速。据 CSIA 数 据，2019 年瑞萨电子、恩智浦和微芯是中国 MCU 市场占有率占比前三位的厂商，国内 MCU 厂商在中国的市场占有率较低，国产化率有待提升。
我国有 100 多家 MCU 公司，总体呈现散而弱的局面，但营收体量过亿的不足 15%，合计市占率亦不足 15%。从下游应用领域来看，当前国产 MCU 大多分布在在中低端消费领域，初步进入工业级，汽车级 MCU 国产化率较低。
消费级 MCU 是较好的切入口，目前国内 MCU 厂商仍以中低端市场产品为主。消费级 MCU 技术门槛较低，是 MCU 厂商产品切入的理想起点。全球消费电子 MCU 市场主要被巨头占据，仅在国内市场，国产 MCU 厂商尚有一席之地，但是应用还是以中低端为主，高端市场应用率还需提高。
工业级 MCU 应用场景广泛，国产厂商可逐步切入更多领域。MCU 是工业控制管理系统的核心，工业电子有严格的产品要求，目前全球主要的工控 MCU 供应商是微芯、意法半导体、恩智浦、德州仪器等国外厂商。国内 MCU 厂商的产品初涉工业控制领域，但市场占有率还较小。
汽车级 MCU 要求严格，目前主要由国外 MCU 厂商垄断，国产化率很低。安全是汽车的第一要义，汽车级 MCU 需要满足严苛的要求，国际汽车电子协会制定了车规级 MCU 的三种标准规范：AEC-Q100 可靠性标准、IATF 16949 规范和 ISO26262 标准。据英飞凌官网数据，2020 年全球 MCU 前六大国外厂商占据的市场占有率高达 96%，国内 MCU 厂商若想要进入车规级领域，需要过硬的产品的质量以及较长的验证时间，车厂一旦采用某个厂商的产品，正常情况下不会轻易更换。
1）消费级：物联网兴起产生更多需求，借助中国独具优势的消费领域迅速崛起。虽然国产低端 MCU 竞争加剧，消费行业赛道拥挤，但是国内 MCU 公司能借助中国是消费品制造大国的优势，充分发掘国内市场需求，掌握产品定义权，利用特定应用定制化进行差异化竞争。同时利用消费产品生命周期短的特点，实现 MCU 产品的快速迭代开发，用原位替换的手段，缩短应用周期，在 AIoT 等新兴领域迅速抢占市场；
2）工业级：针对关键节点的产品，积极投资工业级高品质 MCU 产品线。工业级 MCU 有鲜明的技术特点，对特定技术指标要求有突出的性能表现，包括超高可靠性与质量保证、超长工作年限等要求。当前市场上工业级 MCU 还是欧美以及日系拥有技术优势和产品特色，工控 MCU 品类繁多，国产 MCU 应用进入门槛高，但是当前对于部分“卡脖子”的关键节点，高端需求逐步释放，国内 MCU 厂商可通过加大研发投入，强化产品质量控制，打造出可靠耐用的MCU产品进一步切入工业级MCU 应用；
3）汽车级：积极做出响应国家政策，针对车企需求逐步切入汽车级 MCU 供应链。尽管全世界汽车级 MCU 主要由巨头垄断，同时国内汽车级 MCU 产业基础仍较为薄弱，汽车电子技术方面的要求高、研发周期长、投入大，对于大部分 MCU 公司来说难以承担失败的风险。但是目前中国是全球最大的汽车市场，现在国家格外的重视汽车产业链发展，国内车企主动拓展国内供应链，有技术实力的 MCU 公司应该在工业级 MCU 的基础上进一步开发汽车级 MCU，对接车企需求，优先开发车企需求对口的产品型号，逐步切入汽车供应链。
MCU 作为众多电子科技类产品的核心主芯片，全球市场规模 150-200 亿美金，且随着汽车、IoT 等下游需求拉动而持续增长。从供给侧来看，MCU 主要停留在 0.18/0.13um、90/55/40nm 等成熟制程，且海外 IDM/代工厂商在此制程范围扩产相对有限，因此 MCU 长期供需关系将保持健康态势。国内 MCU 厂商有 100 多家，数量上较多，但总体国产化率不足 15%且大多分布在在消费领域。这一轮 ST 等海外 MCU 厂商缺货涨价对下游厂商的供应链安全造成相当大的影响，下游厂商纷纷将 MCU 品牌切换至国内厂商，加速 MCU 的国产替代。
