同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，傳感器智能化的信息處理能力也變得越加重要。因?yàn)椴豢赡軐⑺羞\(yùn)算都放到云端完成，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也要完成各自的運(yùn)算任務(wù)。

因此，傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器成為主要發(fā)展方向。

今天我們重點(diǎn)來解讀一下國內(nèi)MCU產(chǎn)業(yè)發(fā)展。讓讀者更加全面而深入地了解中國MCU市場及國內(nèi)MCU廠商的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。

一、什么是MCU？

微控制器(又稱微控制單元，MCU)是一種針對特定應(yīng)用的控制處理而設(shè)計(jì)的微處理器芯片，其工作頻率（在1MHz到200 MHz）和功耗一般比PC和手機(jī)的CPU/MPU都要低。現(xiàn)今的MCU都是系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，在單個(gè)芯片上集成了多種功能模塊和接口，包括存儲(chǔ)器、I/O端口、時(shí)鐘、A/D轉(zhuǎn)換、PWM等，以及SPI、I2C、ISP等數(shù)據(jù)傳輸接口。

按照位數(shù)來劃分，MCU可分為4位、8位、16位、32位和64位微處理器，現(xiàn)在32位MCU已經(jīng)成為主流，正在逐漸替代過去由8/16位MCU主導(dǎo)的應(yīng)用和市場。若按照指令集架構(gòu)(ISA)來劃分，MCU類型包括8051、Arm、MIPS、RISC-V、POWER等微處理器。基于Arm Cortex-M系列內(nèi)核IP的MCU已經(jīng)成為32位MCU的市場主流，最近幾年開源的RISC-V微處理器也開始流行起來，特別是在新興的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

二、2020年MCU產(chǎn)品及應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

● 32位成主流，低功耗是關(guān)鍵

32位MCU工作頻率大多在100-350MHz之間，處理能力和執(zhí)行效能比8/16位更好，其應(yīng)用也更為寬泛。系統(tǒng)廠商出于自身產(chǎn)品研發(fā)效率和項(xiàng)目管理的需要，將傾向于選擇性價(jià)比高、容易獲取設(shè)計(jì)資源的內(nèi)核處理器。因此，既滿足廠商需求又具有豐富生態(tài)系統(tǒng)資源的Arm內(nèi)核成為32位MCU的主流方向，其優(yōu)勢和市場占有率會(huì)越來越大。

此外，隨著先進(jìn)制程工藝的采用，32位MCU的成本逐年降低，其平均售價(jià)(ASP)正逐漸逼近8位MCU。早在2015年，全球32位MCU出貨量就已經(jīng)超過4位、8位與16位MCU出貨量總和，占到總體MCU市場的54%。預(yù)計(jì)32位MCU將繼續(xù)保持高速增長，在2020年市場占有率將超過60%。

低功耗是MCU器件的核心指標(biāo)，因?yàn)楹芏郙CU都是內(nèi)置于電池供電的電子設(shè)備中，續(xù)航能力不足會(huì)嚴(yán)重影響消費(fèi)領(lǐng)域的用戶體驗(yàn)。而工業(yè)領(lǐng)域的要求更為嚴(yán)苛，如隧道或橋梁上用于檢測位移變形的傳感器節(jié)點(diǎn)，有些僅靠電池供電且要求正常工作長達(dá)十年以上。在新興的AloT領(lǐng)域，傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，主控芯片的功耗和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的續(xù)航能力直接影響產(chǎn)品的可用性。

● 汽車電子成為MCU長期發(fā)展的最大驅(qū)動(dòng)力

汽車電子應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)超過1/3的MCU市場，而汽車自動(dòng)化、電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化正在推動(dòng)著汽車電子行業(yè)快速發(fā)展，這將大幅拉動(dòng)高集成度MCU器件的需求。同時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)雜度日益增加，車用MCU逐漸由8/16位升級(jí)到32位，并且使用數(shù)量也在增加。

以ADAS系統(tǒng)為例，Level 2車型就搭載了自適應(yīng)巡航、車道保持、緊急制動(dòng)剎車等功能，其中大量使用的車載傳感器和車載攝像頭需要高性能的MCU來做模擬數(shù)據(jù)的處理與驅(qū)動(dòng)控制，未來更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)有望加速M(fèi)CU市場的增長。

● 受疫情影響，測溫儀意外帶動(dòng)MCU需求猛增

疫情影響帶動(dòng)了測溫儀市場，一時(shí)需求快速增長供不應(yīng)求，帶動(dòng)了傳感器、MCU及運(yùn)算放大器等需求迅猛增長。預(yù)計(jì)2020年國內(nèi)手持測溫儀總產(chǎn)量達(dá)65萬臺(tái)，同比增長117%，全球紅外MCU出貨量將呈跳躍式增長。

三、全球MCU市場規(guī)模及增長預(yù)測

據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2019年全球MCU整體市場規(guī)模為164億美元，預(yù)計(jì)2019-2024年的年復(fù)合增長率(CAGR)為6%。MCU應(yīng)用主要集中在汽車電子、工控/醫(yī)療、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域，占比分別33%、25%、23%和10%。

今年上半年，受到全球電子供應(yīng)鏈整體疲軟、汽車銷售放緩以及國際貿(mào)易環(huán)境的影響，MCU整體市場規(guī)模有所下滑；年中以來，市場出現(xiàn)穩(wěn)定跡象，預(yù)計(jì)2020年出現(xiàn)適度反彈。根據(jù)IC Insights預(yù)測，2022年全球MCU銷售額將達(dá)到240億美元。

在2020年全球各類MCU市場份額預(yù)測中，32位MCU將占據(jù)62%，16位占23%，4/8位占比15%。預(yù)計(jì)到2024年，32位MCU將達(dá)到71%，而4/8/16位MCU會(huì)逐年下降。

而具體到中國MCU市場。據(jù) IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008-2018 年間，中國 MCU 市場年平均復(fù)合增長率(CAGR)為 7.2%，是同期全球 MCU市場增長率的 4 倍，2019 年中國 MCU 市場規(guī)模達(dá)到256億元。目前，中國物聯(lián)網(wǎng)和新能源車行業(yè)的增長領(lǐng)先全球，預(yù)計(jì)2020年中國MCU市場規(guī)模將超過268億元，市場增長速度仍將領(lǐng)先全球。

據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2019年中國MCU應(yīng)用市場主要集中在家電/消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信、汽車電子、智能卡，以及和工控/醫(yī)療等領(lǐng)域，市場占比分別為25.6%、18.4%、16.2%、15.3%和11.2%。其中汽車電子和工業(yè)控制應(yīng)用對MCU的需求增長是最快的，預(yù)期到2023年工業(yè)/醫(yī)療電子的市場份額將趕上消費(fèi)電子，達(dá)到92億元人民幣。

四、從30家MCU廠商，看國內(nèi)MCU市場競爭力幾何？

目前國內(nèi)MCU廠商主要在消費(fèi)電子、智能卡和水電煤氣儀表等中低端應(yīng)用領(lǐng)域競爭，但在市場潛力大且利潤比較高的領(lǐng)域，比如工業(yè)控制、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)市場，都被國外的MCU廠商壟斷。預(yù)計(jì)2020年國產(chǎn)MCU廠商的銷售額將達(dá)到148億元人民幣，占整個(gè)中國MCU市場的55%。2019-2020年由于ETC和5G市場對智能卡的需求量劇增，使得智能卡應(yīng)用的市場占比超過15%，預(yù)期2021年后會(huì)逐漸放緩，占比逐漸下降。

美國對中國的芯片出口限制雖然對華為等OEM廠商有負(fù)面影響，但卻間接帶動(dòng)了“國產(chǎn)替代”熱，為國內(nèi)MCU廠商創(chuàng)造了大好商機(jī)。預(yù)計(jì)到2023年國內(nèi)MCU廠商的出貨量將增長到256億元，其中在消費(fèi)電子MCU市場的占比將達(dá)到86%。

根據(jù)2019年國內(nèi)MCU廠商的上市公司財(cái)報(bào)，中穎電子以7.79億元的MCU銷售額占據(jù)第一的位置；兆易創(chuàng)新的MCU收入為4.43億元；上海貝嶺的MCU營收為2.31億元；東軟載波為2.12億元。以兆易創(chuàng)新為例，2018年該公司MCU業(yè)務(wù)在國內(nèi)整體MCU市場上占率為2.09%。而在國內(nèi)MCU高端市場，兆易創(chuàng)新市占率為9.4%。該公司積極布局32位通用型MCU市場，目前已經(jīng)形成近20個(gè)系列、300多款芯片的產(chǎn)品矩陣，以ARM Cortex-M4系列為代表的新產(chǎn)品躋身高端市場，同時(shí)也開始量產(chǎn)基于RISC-V內(nèi)核的MCU芯片。像兆易創(chuàng)新這樣的國內(nèi)MCU廠商，未來增長空間仍然很大，特別是在新興的物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子，以及工業(yè)控制領(lǐng)域。

30家國內(nèi)MCU廠商基本信息及統(tǒng)計(jì)分布：

● 員工中位數(shù)：150人

● 上市公司：12家，其中包括2家在新三板上市，以及3家上市公司的子公司

● 總部：上海10家、深圳7家、北京3家、珠海3家、蘇州2家，青島、南京、杭州、重慶和安徽蕪湖各1家

以下是26家國內(nèi)MCU公司在線提交調(diào)查問卷的信息綜合統(tǒng)計(jì)。

1. 2019年?duì)I業(yè)收入

2. 2019年?duì)I業(yè)利潤

3. 研發(fā)投入占比

4. MCU采用的微處理器內(nèi)核架構(gòu)

MCU六大應(yīng)用領(lǐng)域及TOP廠商：

在中國市場，MCU的應(yīng)用主要在以下六個(gè)領(lǐng)域。我們根據(jù)這30家MCU廠商的產(chǎn)品特性和出貨量，分布?xì)w入相應(yīng)應(yīng)用類別，但這并非意味著一個(gè)公司只提供一個(gè)應(yīng)用的行業(yè)方案。國內(nèi)MCU廠商多集中在家電和消費(fèi)電子應(yīng)用領(lǐng)域，該市場的競爭已經(jīng)十分激烈。而在汽車電子和工業(yè)控制領(lǐng)域，國內(nèi)MCU廠商的技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用方案跟國際大廠還有不小的差距，有能力提供車規(guī)級(jí)MCU芯片的廠商還不多。

● 家電和消費(fèi)電子：炬芯、建榮、中微、中穎、雅特力、芯圣、匯春、靈動(dòng)、晟矽

● 物聯(lián)網(wǎng)：芯海、樂鑫、貝特萊、兆易、云間

●智能表計(jì)、IC卡及安全：國民、復(fù)旦、貝嶺

● 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信：國芯、極海、東軟、沁恒、華芯

● 工業(yè)控制：華大、萬高、時(shí)代、航順、賽元

● 汽車電子：賽騰、杰發(fā)、芯旺

30家MCU廠商綜合實(shí)力對比：

我們從如下五個(gè)角度對每家公司進(jìn)行高度概括性陳述和對比：主要產(chǎn)品、核心技術(shù)、關(guān)鍵應(yīng)用、主要客戶、競爭優(yōu)勢。雖然公司員工人數(shù)和研發(fā)人員比例、申請專利數(shù)量和財(cái)報(bào)等數(shù)據(jù)可以更為直觀地對比，但因?yàn)榇蟛糠謴S商都是非上市公司，我們獲取的數(shù)據(jù)還不能全面而客觀地反應(yīng)這些公司的綜合實(shí)力，因此我們在此沒有列出這些量化指標(biāo)。