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一、MCU應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

（一）MCU是廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)控制芯片，32位MCU占比逐年提高

MCU（Micro controller Unit）即微控制器，又稱(chēng)單片機(jī)，是把 CPU 的規(guī)格與頻率做適當(dāng) 縮減，并將 ROM、RAM、A/D 轉(zhuǎn)換、各式 I/O 接口以及 Timer 等功能整合在單一芯片上， 形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。不同于巨型化計(jì)算機(jī)在運(yùn)算速度和處理能力的極限提升，我們生 產(chǎn)生活中各種儀器設(shè)備在計(jì)算控制方面的需求相對(duì)簡(jiǎn)易，兼具微型化特征和全面功能的 MCU 應(yīng)運(yùn)而生。MCU 主要由三部分組成: 1) CPU（中央處理單元）：包括運(yùn)算器、控制器和寄存器組，由運(yùn)算部件和控制部件兩 大部分組成。其中，運(yùn)算部件能完成數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送 操作；而控制部件是按一定時(shí)序協(xié)調(diào)工作，用于分析和執(zhí)行指令。

2) 存儲(chǔ)器：包括 ROM 和 RAM 兩種。其中，ROM 是程序存儲(chǔ)器，即用來(lái)存放已編的 程序，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)掉電后不消失；RAM 是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，也被稱(chēng)為主存，可在程序運(yùn)行 過(guò)程中隨時(shí)寫(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在掉電后不能保持。ROM 和 RAM 都可分為 片內(nèi)存儲(chǔ)器和片外（擴(kuò)展）存儲(chǔ)器兩種。 3) 外圍功能電路：主要包括 PO/P1/P2/P3 等數(shù)字 I/O 接口，內(nèi)部電路含端口鎖存器、輸 出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器等電路。其中 PO 為三態(tài)雙向接口，P1/P2/P3 數(shù)字 I/O 端口， 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器為“開(kāi)路集電極”輸出電路，應(yīng)用時(shí)內(nèi)部或外部電路接有上拉電阻。每 個(gè)端口均可作為數(shù)字信號(hào)輸入或輸出口，并具有復(fù)用功能。除數(shù)字 I/O 端口外，還 有 ADC 模擬量輸入、輸出端口，輸入信號(hào)經(jīng)內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換電路，變換為數(shù)字信號(hào)， 再進(jìn)行處理；對(duì)輸出模擬量信號(hào)，則先經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后，再輸出至外部電路。

電路系統(tǒng)中樞，國(guó)產(chǎn)替代價(jià)值較高。MCU 具有高性能、低功耗和易擴(kuò)展的特點(diǎn)，可以高 效提升系統(tǒng)的可靠性，為不同場(chǎng)景提供控制功能，同時(shí)得益于其優(yōu)異的性?xún)r(jià)比，應(yīng)用領(lǐng) 域十分廣泛，遍及消費(fèi)電子、工業(yè)控制、通信、醫(yī)療和汽車(chē)等市場(chǎng)。一個(gè)完整信號(hào)鏈的 工作原理為：傳感器輸入信號(hào)——輸入處理器放大處理——ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號(hào)— —MCU 運(yùn)算處理——DAC 數(shù)模轉(zhuǎn)換至模擬信號(hào)——功率驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景中的各項(xiàng)元件。 MCU 位于中樞位置，其性能參數(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有決定性作用，搭建電路通常需要以其為 核心選擇元器件，這使得 MCU 往往具有更高的使用粘性和國(guó)產(chǎn)替代價(jià)值。

MCU 分類(lèi)方式眾多，較常見(jiàn)的有以下四種： 按存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：哈佛結(jié)構(gòu)和馮諾依曼結(jié)構(gòu)。馮諾伊曼結(jié)構(gòu)：又稱(chēng)為普林斯頓體系結(jié)構(gòu)， 最大的特點(diǎn)是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起，使用同一個(gè)存儲(chǔ)器，經(jīng)由同一個(gè) 總線傳輸。由于取指令和存取數(shù)據(jù)要從同一個(gè)存儲(chǔ)空間存取，并經(jīng)同一總線傳輸，無(wú)法 重疊執(zhí)行，因此影響了數(shù)據(jù)處理速度的提高。哈佛結(jié)構(gòu)：與馮諾依曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別是其將 程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)，數(shù)據(jù)和指令的儲(chǔ)存可以同時(shí)進(jìn)行，可以使指令和數(shù)據(jù)有 不同的數(shù)據(jù)寬度，并且各自有自己的總線，適合于數(shù)字信號(hào)處理。

按用途：將可開(kāi)發(fā)資源全部提供給用戶(hù)的通用型 MCU、按照某種特定用途而設(shè)計(jì)的專(zhuān) 用型 MCU、超低功耗 MCU、電機(jī)控制 MCU 等，根據(jù)芯知匯數(shù)據(jù)，2020 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上， 通用型 MCU 占比或達(dá)到 73%（本節(jié)中市占率口徑均為銷(xiāo)售額）。 按指令結(jié)構(gòu)：CISC（復(fù)雜指令集）類(lèi)和 RISC（精簡(jiǎn)指令集）類(lèi)，目前 RISC 指令架構(gòu) 占據(jù)主流市場(chǎng)，根據(jù)芯知匯數(shù)據(jù)，2020年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上采用RISC架構(gòu)的MCU占比或76%。

按總線或數(shù)據(jù)處理位數(shù)：可被分為 4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位 MCU。MCU 的 位數(shù)是指每次 CPU 處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，位數(shù)越多，數(shù)據(jù)有效數(shù)越多，精確度越高， 運(yùn)算誤差越小，在 CPU 運(yùn)算速度一樣的情況下，位數(shù)越多，處理速度越快，所以是衡量 MCU 性能的一個(gè)重要指標(biāo)。MCU 的性能隨著位數(shù)的增加而提高，適用場(chǎng)景也更加豐富， 其中 8 位和 16 位 MCU 主要用于一般的控制領(lǐng)域，使用場(chǎng)景不涉及操作系統(tǒng)，而 32 位 MCU 多用于多媒體處理、網(wǎng)絡(luò)操作等復(fù)雜場(chǎng)景，一般需要使用嵌入式操作系統(tǒng)。

32 位 MCU 占比逐年提高。得益于低功耗、低成本和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，8 位 MCU 依舊在 工控、消費(fèi)電子和汽車(chē)電子等領(lǐng)域維持著較高的占比；隨著工藝進(jìn)步帶來(lái)的成本下降， 32 位 MCU 的成本逐漸接近 8 位 MCU，并且擁有更高的運(yùn)算能力，份額逐年提高，根據(jù) IC Insights 預(yù)測(cè)，2022 年全球 MCU 市場(chǎng)中 32 位占比將達(dá)到 67%。而 16 位 MCU 的運(yùn)算 性能不如 32 位產(chǎn)品，性?xún)r(jià)比又無(wú)法與 8 位 MCU 相比，市場(chǎng)份額逐步萎縮。

（二）ARM——MCU架構(gòu)方舟

ARM 內(nèi)核——32 位 MCU 之心。MCU 中的中央處理單元通過(guò)內(nèi)置指令集實(shí)現(xiàn)規(guī)定的操 作運(yùn)算，承擔(dān)著系統(tǒng)中的控制與運(yùn)算職能，直接決定 MCU 整體性能。ARM 是 32 位 MCU的主流處理器架構(gòu)，采用 RISC 指令集，由計(jì)算邏輯單元（ALU）、寄存器（register bank）、 桶式移位器（barrel shifter）以及程序狀態(tài)寄存器（CPSR）組成。MCU 廠商取得 ARM 公司授權(quán)后即可在產(chǎn)品中使用 ARM 架構(gòu)的中央處理器，存儲(chǔ)器、外設(shè)、I/O 以及其它功 能塊則由 MCU 廠根據(jù)自身需求設(shè)計(jì)。

從品牌商到“賣(mài)鏟人”，經(jīng)營(yíng)模式轉(zhuǎn)變及 MCU 產(chǎn)業(yè)分工細(xì)化促成 ARM 架構(gòu)普及。1990 年，ARM 在成立伊始將自身定位為 CPU 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)商，但此后與 Intel 等老玩家競(jìng)爭(zhēng)時(shí) 發(fā)現(xiàn)公司鮮有優(yōu)勢(shì)，遂決定轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)策略，不再生產(chǎn)芯片轉(zhuǎn)而以授權(quán)的方式將設(shè)計(jì)方案 轉(zhuǎn)賣(mài)給其它公司。2004 年，Arm 推出了第一款 Cortex-M 系列處理器 M3，ST 最先采用 并基于此內(nèi)核推出了 STM32 F1 系列 32 位 MCU，取得良好市場(chǎng)反饋。在 MCU 計(jì)算要求 日趨復(fù)雜的背景下，行業(yè)分工進(jìn)一步細(xì)化大勢(shì)所趨，MCU 廠商開(kāi)始外購(gòu)內(nèi)核并將主要精 力投入到外圍電路等其他部分的研發(fā)，為以 ARM 為代表的 IP 提供商打開(kāi)了市場(chǎng)空間。

性能穩(wěn)健、兼容性佳，Cortex-M 壟斷 32 位 MCU 內(nèi)核。ARM 將 ARM11 處理器以后的 處理器核心改用 Cortex 命名，按照應(yīng)用領(lǐng)域和性能水平分為 A、R、M 三大板塊，分別 對(duì)應(yīng)適用于應(yīng)用型處理器、實(shí)時(shí)處理器、MCU 的產(chǎn)品。ARM Cortex-M 系列內(nèi)核具有指 令執(zhí)行速度更快、尋址方式靈活簡(jiǎn)單、執(zhí)行效率高、指令長(zhǎng)度固定等特點(diǎn)，在產(chǎn)品兼具 低售價(jià)、低能耗、高性能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)做到了對(duì)各家 MCU 廠商軟件代碼層面的良好兼容 性。

2004 年后，ARM Cortex 系列產(chǎn)品迅速替代各家的自研 MCU 內(nèi)核占領(lǐng)市場(chǎng)，開(kāi)啟了 ARM作為微處理器標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)的時(shí)代。ARM 如今已成為全世界普及率最高的 32 位 MCU架構(gòu)，占據(jù) 32 位嵌入式處理器總市場(chǎng)的 75%。ST、NXP、TI、Infineon 等全球前十 MCU 供應(yīng)商大部分 32 位產(chǎn)品均使用 ARM Cortex-M 系列內(nèi)核，僅有瑞薩（80%左右）和 Microchip（50%左右）兩家的自研內(nèi)核使用比例超過(guò) 50%。國(guó)內(nèi)也只有少數(shù)廠商采用自 研核心，其余絕大多數(shù)均外購(gòu) ARM 內(nèi)核。截止 2022 年，ARM 的全球合作伙伴已超過(guò) 1000 家，處理器累計(jì)出貨超過(guò) 2250 億顆。

RISC-V 架構(gòu)：ARM 的有力挑戰(zhàn)者。RISC-V 架構(gòu)是基于 RISC 指令集建立的開(kāi)放指令 集架構(gòu)。RISC-V 完全開(kāi)源可規(guī)避 ARM 授權(quán)，采用模塊化設(shè)計(jì)方式，支持針對(duì)特定應(yīng)用 場(chǎng)景進(jìn)行定制化指令設(shè)計(jì)，因此采用 RISC-V 指令集設(shè)計(jì) MCU 可以讓芯片廠商快速完成 低門(mén)檻、低成本的芯片設(shè)計(jì)。并且同時(shí)由于沒(méi)有 x86 和 ARM 指令集背負(fù)的兼容性包袱， RISC-V 指令集在提升芯片性能、降低功耗方面更容易。目前 NXP、瑞薩、Microchip 等 國(guó)際 MCU 廠商以及兆易創(chuàng)新、中微半導(dǎo)、樂(lè)鑫科技等國(guó)內(nèi) MCU 廠均已推出 RISC-V 架 構(gòu) MCU，SiFive、芯來(lái)、平頭哥、晶心等廠商正在研發(fā) RISC-V 內(nèi)核。

（三）技術(shù)演進(jìn)&需求多元化推動(dòng)行業(yè)不斷邁進(jìn)，強(qiáng)者恒強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)穩(wěn)定

1、技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)：更低的功耗、更大的內(nèi)存、更新的工藝是永恒的主題。功耗方面，諸如可穿戴設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)終端以及工控場(chǎng)景，都對(duì)功耗要求有著非常嚴(yán)苛的 標(biāo)準(zhǔn)。如連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀要求電池續(xù)航 14 天以上、智能水表要求電池續(xù)航 6 年以上、山 體滑坡監(jiān)測(cè)器要求環(huán)境自供電永久續(xù)航等等。MCU 系統(tǒng)的功耗包括動(dòng)態(tài)功耗（工作狀態(tài)， 與處理器主頻成正比），以及靜態(tài)功耗（睡眠狀態(tài)，大部分是恒定的）。

32 位 MCU 通常 主頻更高，工作電流更大，單位時(shí)間動(dòng)態(tài)功耗稍遜于 8 位 MCU，但其處理速度更快，可 以通過(guò)更快地完成處理任務(wù)和更快地進(jìn)入睡眠模式來(lái)節(jié)省電量。隨著低功耗場(chǎng)景越來(lái)越 多，如何在特定應(yīng)用中兼顧到兩種模式下的綜合效能，成為了 MCU 廠商產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的 重要命題。STM32 的超低功耗型是非常龐大的產(chǎn)品系列，已成為 IoT、工業(yè)傳感器、可 穿戴設(shè)備或家庭自動(dòng)化等超過(guò) 20 億個(gè)應(yīng)用程序的核心。

內(nèi)存方面，隨著總線位數(shù)增加，內(nèi)存長(zhǎng)度必然增加。另外在 32 位 MCU 時(shí)代，軟件 API 調(diào)用大幅增加，內(nèi)存使用相應(yīng)提升，需要通過(guò)提高硬件性能補(bǔ)償程序效率的相對(duì)損失， 更大的內(nèi)存是基礎(chǔ)。 工藝方面不斷進(jìn)步，為高性能和低功耗提供硬件基礎(chǔ)。前段制造從最初的 0.5μm、0.4 μm 工藝，進(jìn)步到了主流的 90nm、55nm 工藝，目前主要是 40nm 及以上的成熟制程工 藝節(jié)點(diǎn)，先進(jìn)車(chē)規(guī)級(jí) MCU 已采用 28nm 制程。近年來(lái)全球 MCU 制程升級(jí)節(jié)奏放緩，主 要系：1）MCU 本身對(duì)算力要求有限；2）內(nèi)置的嵌入式存儲(chǔ)自身制程限制整體制程的提 升。

2、需求端：近年來(lái)隨著 AIOT 和汽車(chē)電子等的蓬勃發(fā)展，MCU+漸成風(fēng)潮。物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下各種終端設(shè)備配置的功能呈現(xiàn)井噴之勢(shì)，如智能手表需要兼具健康測(cè)量、 生物識(shí)別、移動(dòng)支付、社交等多項(xiàng)功能，對(duì)于傳統(tǒng) MCU 而言，需要添加越來(lái)越多的外 設(shè)器件才能滿(mǎn)足這些新興需求。傳感器的升級(jí)提高了模擬信號(hào)的處理要求，于是有了 MCU+AFE 的方案，無(wú)線應(yīng)用的普及催生了 MCU+藍(lán)牙/Wifi，MCU+解決方案提升了集 成度，為客戶(hù)降本增效，同時(shí)也提高了技術(shù)門(mén)檻，利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，更加符合當(dāng)下技術(shù) 迭代和需求升級(jí)的背景。

物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景和外購(gòu)內(nèi)核驅(qū)動(dòng) MCU 安全性要求提高。物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，如智能門(mén)鎖、 智能表計(jì)等都有天然的安全性要求，且 AIOT 時(shí)代有大量碎片化設(shè)備，增加了黑客攻擊 的潛在風(fēng)險(xiǎn)。早期 8 位和 16 位 MCU 盛行時(shí)，主流公司基本都是采用自研內(nèi)核，之后隨 著計(jì)算要求越來(lái)越復(fù)雜，內(nèi)核廠商開(kāi)始出現(xiàn)，ARM Cortex M 系列占據(jù)市場(chǎng)主流地位， 各大設(shè)計(jì)廠商在利用 Arm 內(nèi)核自身的安全性之余，也會(huì)加入非常多自研的安全性設(shè)計(jì)進(jìn) 去。

MCU+AI 加速器正在變得越來(lái)越流行。在現(xiàn)行 AI 運(yùn)作流程中，云端/服務(wù)器端執(zhí)行了核 心的計(jì)算功能，高性能/算力的 GPU、CPU 及其他特定芯片為主力芯片，而在執(zhí)行端， 這部分設(shè)備或終端所需要的算力并不太高，利用 MCU/嵌入式系統(tǒng)去配合執(zhí)行 AI 算法變 得行之有效。 AIOT 場(chǎng)景下，各種終端在滿(mǎn)足低功耗要求以外，對(duì)無(wú)線連接同樣具有較高的訴求。集 成無(wú)線連接功能及對(duì)各種無(wú)線協(xié)議（藍(lán)牙、WiFi、Zigbee 等）的支持將是決定 MCU 芯 片在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)能否成功的關(guān)鍵。

3、供給端：強(qiáng)者恒強(qiáng)，格局相對(duì)穩(wěn)定。MCU 行業(yè)本身變化不快，制程工藝等要求并不高（40nm 即可滿(mǎn)足主要需求），先發(fā)廠 商憑借產(chǎn)能、技術(shù)、渠道、產(chǎn)品生態(tài)等的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，不斷加固護(hù)城河，新進(jìn)入 者很少有創(chuàng)新以及彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)。 產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。同等條件下，下游客戶(hù)會(huì)優(yōu)先考慮具有穩(wěn)定產(chǎn)能供給的 IDM 公司， 對(duì) Fabless 公司的交期有較高要求，2021 年全球 MCU 前七的廠商均采用 IDM 模式，前 十中僅兆易創(chuàng)新和 silicon lab 為 fabless，其余均為 IDM 運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，巨頭之間的兼并收 購(gòu)也是 MCU 行業(yè)的常態(tài)，NXP 2015 年收購(gòu)飛思卡爾、英飛凌 2020 年收購(gòu)賽普拉斯。

經(jīng)銷(xiāo)為主，同時(shí)直銷(xiāo)力度加大。MCU 行業(yè)具有客戶(hù)眾多、訂單少量多樣的特點(diǎn)，一般廠 商多采取經(jīng)銷(xiāo)為主的銷(xiāo)售模式，尤其對(duì)于 Fabless 運(yùn)營(yíng)的中小規(guī)模設(shè)計(jì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，耗費(fèi)巨 大精力培育直銷(xiāo)團(tuán)隊(duì)經(jīng)濟(jì)效益未必劃算。近年來(lái)國(guó)際領(lǐng)先廠商對(duì)于直銷(xiāo)渠道重視程度加 大，德州儀器強(qiáng)化直銷(xiāo)渠道，19Q1 至 21Q1，其直銷(xiāo)比重由 35%提升至 63%，效果顯著， 凈利率由 34%提升至約 40%。在中國(guó)，瑞薩電子的戰(zhàn)略客戶(hù)和大客戶(hù)占據(jù)直銷(xiāo)資源超過(guò) 80%。龍頭廠商大刀闊斧改善銷(xiāo)售策略，進(jìn)一步拉開(kāi)了與中小競(jìng)爭(zhēng)者的差距。

產(chǎn)品生態(tài)是終端客戶(hù)的使用習(xí)慣，需要培養(yǎng)。缺貨行情之前，客戶(hù)對(duì)于國(guó)產(chǎn) MCU 使用 意愿較低的很大一部分原因在于軟件易用程度較差，一旦出問(wèn)題，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且解決效果 不佳，客戶(hù)寧可接受價(jià)格更高的 ST MCU。軟件能力在產(chǎn)品生態(tài)中舉足輕重，國(guó)產(chǎn)廠商 大多采取 pin to pin 國(guó)外芯片的策略，客戶(hù)軟件若不是基于國(guó)產(chǎn)廠商的軟件開(kāi)發(fā)，再轉(zhuǎn)回 其他兼容 ST 產(chǎn)品會(huì)比較容易。為了提高用戶(hù)粘性，需要廠商提高軟件能力，促使客戶(hù)基于自身軟件工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，構(gòu)筑自身軟硬件生態(tài)就顯得尤為重要。MCU 龍頭意法半導(dǎo) 體近年來(lái)實(shí)現(xiàn)口碑與銷(xiāo)量雙豐收，生態(tài)系統(tǒng)功不可沒(méi)，其以 STM32Cube 為核心，搭建了 涵蓋軟硬件開(kāi)發(fā)和合作伙伴計(jì)劃的強(qiáng)大的生態(tài)，兆易創(chuàng)新在生態(tài)發(fā)展方面走在了國(guó)產(chǎn)前 列，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)方面，國(guó)產(chǎn)廠商較國(guó)際大廠，需要具備差異化競(jìng)爭(zhēng)思路。存儲(chǔ)是否可以做到足夠大 以及 ADC 的精度和速度能否符合要求、是否能做特殊的通信接口、應(yīng)用和服務(wù)是否足 夠好（易于設(shè)計(jì)），這些都將成為國(guó)產(chǎn)替代浪潮中的加分項(xiàng)。

（四）MCU市場(chǎng)需求旺盛，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

市場(chǎng)需求持續(xù)向好。受益于 AIOT、工業(yè)控制、汽車(chē)電子等應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，全球 MCU 市場(chǎng)規(guī)模和出貨量觸底反彈。在行業(yè)高景氣度的 2021 年，全球 MCU 出貨量同比增長(zhǎng) 12% 達(dá)到了近 309 億顆的歷史最高水平，同時(shí)受產(chǎn)能限制等因素影響，ASP 強(qiáng)勁反彈 10%達(dá) 到 0.64 美元，且將保持高增態(tài)勢(shì)有望于 2026 年突破 0.75 美元。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)及 預(yù)測(cè)，2021 年全球 MCU 市場(chǎng)規(guī)模約 196 億美元，同比增長(zhǎng) 23.4%，預(yù)計(jì)至 2026 年將以 6.7%的復(fù)合增速達(dá)到 272 億美元；2021 年全球 MCU 的出貨量約為 309 億顆，至 2026 年預(yù)計(jì)將達(dá)到 358 億顆。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增速高于全球市場(chǎng)。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015-2020 年中國(guó) MCU 市場(chǎng) CAGR 為 8.4%，同期全球市場(chǎng)幾乎沒(méi)有增長(zhǎng)，同時(shí)該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì) 2021 年中國(guó) MCU 市場(chǎng)增長(zhǎng) 36% （高于全球市場(chǎng)增速的 23.4%）至 365 億元。得益于國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車(chē)市場(chǎng)在全 球具有的高影響力和不俗增長(zhǎng)，未來(lái)數(shù)年 MCU 發(fā)展將邁入一個(gè)新的臺(tái)階，IHS 預(yù)測(cè)至 2026 年中國(guó) MCU 市場(chǎng)規(guī)模或以約 7%的 CAGR 提升至 513 億元。

海外企業(yè)占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)先地位，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。根據(jù) Omdia 數(shù)據(jù)，全球競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看， MCU 龍頭廠商保持了較高的市占率，行業(yè)集中度相對(duì)較高。根據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì)，2021 年 全球前 5 大 MCU 生產(chǎn)廠商分別為 NXP（17.3%）、瑞薩電子（16.8%）、意法半導(dǎo)體 （15.4%）、英飛凌（13.9%）以及微芯科技（12.6%），CR5 約 76%。我國(guó) MCU 市場(chǎng)大 部分份額同樣被海外巨頭占據(jù)。根據(jù) CSIA 數(shù)據(jù)，2019 年中國(guó)前 5 大 MCU 生產(chǎn)廠商 分別為意法半導(dǎo)體（20.9%）、NXP（20.2%）、微芯科技（14.2%）、瑞薩電子（13.0%） 以及英飛凌（6.2%），CR5 約 74%，國(guó)內(nèi)廠商主要在消費(fèi)和中低端工控領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)，汽車(chē)、 高端工控等市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率較低，兆易創(chuàng)新等企業(yè)已開(kāi)始突破。

汽車(chē)是全球 MCU 市場(chǎng)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域。2019 年全球 MCU 下游應(yīng)用主要分布在汽 車(chē)電子(33%)、工控/醫(yī)療 (25%)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（23%）和消費(fèi)電子（11%）四大領(lǐng)域。2020年中國(guó) MCU 市場(chǎng)銷(xiāo)售額前五大領(lǐng)域依次為消費(fèi)電子(26%)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（19%）、汽車(chē)電 子（15%）、IC 卡（15%）和工控（10%），隨著中國(guó)汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)的快速發(fā)展，相關(guān) 領(lǐng)域的 MCU 芯片需求將顯著增長(zhǎng)，需求結(jié)構(gòu)進(jìn)一步向全球靠攏。

二、汽車(chē)/工控/新興消費(fèi)驅(qū)動(dòng)，MCU行業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展期

（一）汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化驅(qū)動(dòng)汽車(chē)MCU市場(chǎng)加速擴(kuò)張

MCU 是執(zhí)行 ECU 運(yùn)算和處理的大腦。隨著新能源汽車(chē)智能化程度及邊界的不斷拓展， 車(chē)規(guī)級(jí) MCU 芯片在汽車(chē)電子中的應(yīng)用場(chǎng)景也不斷豐富，涵蓋逆變器控制、發(fā)動(dòng)機(jī)和電 池管理、變速箱控制、安全控制、ADAS、主動(dòng)懸架、LED 照明、傳感器融合等幾十個(gè) 次系統(tǒng)中。ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）是汽車(chē) EE 架構(gòu)的基本單位， 每個(gè) ECU 負(fù)責(zé)不同的功能，ECU 一般由 MCU、擴(kuò)展內(nèi)存、擴(kuò)展 IO 口、CAN/LIN 總線 收發(fā)控制器等設(shè)備組成。當(dāng)傳感器輸入信號(hào)，輸入處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、放大等 處理后，傳遞給 MCU 進(jìn)行運(yùn)算處理，然后輸出處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換 等，使其驅(qū)動(dòng)如電池閥、電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)等被控元件工作。

車(chē)規(guī)級(jí)電子設(shè)備的技術(shù)要求要遠(yuǎn)高于一般性電子產(chǎn)品，具有顯著的工藝技術(shù)和客戶(hù)認(rèn)證 壁壘。車(chē)規(guī)級(jí)半導(dǎo)體對(duì)產(chǎn)品的可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性要求較高，產(chǎn) 品整體研發(fā)周期長(zhǎng)、投資規(guī)模大，企業(yè)需要較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)沉淀實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，形成了較高的行業(yè)壁壘；車(chē)規(guī)級(jí)半導(dǎo)體對(duì)汽車(chē)的安全性和功能性起到至關(guān)重要的作 用，認(rèn)證周期和供貨周期較長(zhǎng)，因此車(chē)企與芯片廠商在形成穩(wěn)定的合作關(guān)系后，就很難 在原有車(chē)型上再次更換供應(yīng)商。

汽車(chē) MCU市場(chǎng)欣欣向榮。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，汽車(chē) MCU市場(chǎng)規(guī)模在經(jīng)歷了 2018~2020 年的低迷之后，在 2021 年迎來(lái)了 23%的爆發(fā)式上漲，銷(xiāo)售額達(dá)到 76 億美元，該機(jī)構(gòu)預(yù) 計(jì) 2022 和 2023 年仍然會(huì)保持 16%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。 車(chē)用 MCU 以 32 位芯片為主。車(chē)載 MCU 位數(shù)越多對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 處理能力越強(qiáng)，可 實(shí)現(xiàn)的功能越多。8 位 MCU 主要用于簡(jiǎn)單車(chē)身控制，如空調(diào)、雨刷、門(mén)窗、座椅、低 端儀表盤(pán)等；16 位 MCU 主要用于中端的底盤(pán)和低端發(fā)動(dòng)機(jī)控制，如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸 架、剎車(chē)等；32 位 MCU 主要用于高端的發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)身控制，如高端儀表盤(pán)、高端發(fā) 動(dòng)機(jī)、多媒體信息系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。在 76 億美元的全球市場(chǎng)銷(xiāo)售額中超過(guò) 3/4 是由 32 位 MCU 貢獻(xiàn)的，達(dá)到了 58 億美元，16 位 MCU 的收入為 13 億美元，8 位 MCU 的收入 為 4.41 億美元。未來(lái)預(yù)計(jì) 32 位 MCU 還會(huì)繼續(xù)蠶食 16 位和 8 位 MCU 市場(chǎng)份額。

信息娛樂(lè)系統(tǒng)占汽車(chē) MCU 銷(xiāo)售額的 10%。根據(jù) IC Insights 預(yù)測(cè)，汽車(chē)信息娛樂(lè)（娛樂(lè) 和信息系統(tǒng)，如檢索數(shù)字地圖、識(shí)別位置以及從互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星傳輸訪問(wèn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)）預(yù) 計(jì)將占 2021 年汽車(chē) MCU 銷(xiāo)售額的 10%，而用于車(chē)輛的其他部分（發(fā)動(dòng)機(jī)控制、動(dòng)力系 統(tǒng)、剎車(chē)、轉(zhuǎn)向、電動(dòng)車(chē)窗、電池管理、安全功能、ESD、ADAS 等）預(yù)計(jì)將占全年銷(xiāo) 售額的 90%。

汽車(chē) MCU 市場(chǎng)具備較高的市場(chǎng)集中度。從全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，國(guó)際廠商在車(chē)規(guī)級(jí) 半導(dǎo)體領(lǐng)域中占據(jù)領(lǐng)先地位，根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，2021 年全球 MCU 市場(chǎng) TOP5 瑞薩電子、 恩智浦、英飛凌（包含賽普拉斯）、德州儀器、微芯科技市占率超過(guò) 90%。國(guó)內(nèi)車(chē)規(guī)級(jí) MCU 起步較晚，目前市場(chǎng)份額尚低，兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微、芯?？萍?、中穎電子、國(guó)芯科 技、杰發(fā)科技、芯旺微、比亞迪半導(dǎo)體等廠商均在發(fā)力車(chē)規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品并已陸續(xù)通過(guò) AEC-Q100 認(rèn)證，領(lǐng)先廠商已量產(chǎn)或即將推出車(chē)規(guī)級(jí) MCU 產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)廠商有望逐步取得 突破。

MCU 是汽車(chē)從電動(dòng)化向智能化深度發(fā)展的關(guān)鍵元器件之一。電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化 是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向。汽車(chē)電動(dòng)化對(duì)執(zhí)行層中動(dòng)力、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、變速等系 統(tǒng)的影響更為直接，其對(duì)功率半導(dǎo)體、執(zhí)行器的需求相比傳統(tǒng)燃油車(chē)增長(zhǎng)明顯。汽車(chē)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化帶來(lái)的新型器件需求主要在感知層和決策層，包括攝像頭、雷達(dá)、IMU/GPS、 V2X、ECU 等，直接拉動(dòng)各類(lèi)傳感器芯片和計(jì)算芯片的增長(zhǎng)。電動(dòng)化是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)從燃油 車(chē)時(shí)代走向節(jié)能環(huán)保時(shí)代的基本的要求，可以視為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的上半程，近年來(lái)已取 得不俗進(jìn)展，而下半程智能化是提升用戶(hù)體驗(yàn)的核心，隨著汽車(chē)半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)演進(jìn)和 需求升級(jí)，智能化將逐步成為相關(guān)廠商競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，接力電動(dòng)化成為重要驅(qū)動(dòng)力，MCU 作為核心算力芯片有望深度受益。

單車(chē) MCU 價(jià)值量提升核心邏輯：1）配置區(qū)域增加，應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)底盤(pán)延伸至整車(chē)， 隨著汽車(chē)電子化發(fā)展，ECU 逐漸占領(lǐng)整個(gè)汽車(chē)，遍布車(chē)身控制、座艙、動(dòng)力總成、底盤(pán) 安全、新能源三電、ADAS 智能駕駛等域；2）芯片算力和集成度提升，高性能 MCU 占 比提高，產(chǎn)品升級(jí)驅(qū)動(dòng) ASP 增長(zhǎng)。

新能源汽車(chē) MCU 用量更多。與燃油車(chē)相比，新能源汽車(chē)以電機(jī)替代了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)并增 加了動(dòng)力電池，電池管理系統(tǒng)和整車(chē)控制器應(yīng)用的增加將驅(qū)動(dòng) MCU 用量的增長(zhǎng)。以 BMS 為例，動(dòng)力電池是整車(chē)的核心部件之一，其充放電情況、溫度狀態(tài)、單體電池間的均衡 均需要進(jìn)行控制，因此電動(dòng)車(chē)需額外配備一個(gè)電池管理系統(tǒng)（BMS），每個(gè) BMS 的主 控制器中需要增加一顆 MCU 芯片，BMS 中的 MCU 芯片起到處理模擬前端芯片 （BMS AFE 芯片）采集的信息并計(jì)算荷電狀態(tài)（SOC）的作用。SOC 是電池管理系統(tǒng) 中較為重要的參數(shù)，其余參數(shù)均以 SOC 為基礎(chǔ)計(jì)算得來(lái)，因此對(duì) MCU 芯片的性能要 求較高。 根據(jù) Gartner 和國(guó)際汽車(chē)制造商協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，平均單車(chē)配置約 25 顆 MCU。通過(guò) IHS 拆解數(shù) 據(jù)，我們可以看到部分汽車(chē)整機(jī)廠對(duì)于車(chē)規(guī)級(jí) MCU 的采購(gòu)情況：本田雅閣 20 顆，雪佛 蘭 Equinox 27 顆 MCU，奧迪 Q7 39 顆。比亞迪燃油車(chē) F3 裝有 12 顆 MCU，而其電動(dòng)車(chē) 型唐的 MCU 數(shù)量增加到了 55 顆，用量大幅增加。

汽車(chē)電子電氣架構(gòu)（E/E）重構(gòu)下 MCU ASP 有望穩(wěn)步上行。傳統(tǒng)汽車(chē)使用的分布式 ECU 架構(gòu)大多基于成熟工藝的 MCU 芯片，靠增加 ECU 的數(shù)量或針對(duì)單個(gè) ECU 進(jìn)行 MCU 芯 片的替代來(lái)提升汽車(chē)性能，在全球晶圓廠資本開(kāi)支向高階制程和工藝傾斜的今天，供應(yīng) 鏈安全難以得到有效保障。為了突破 ECU 的性能瓶頸，博世在 2015 年描繪出了全新的 汽車(chē)電子電氣架構(gòu)技術(shù)路線圖，并率先提出 DCU（Domain Control Unit，域控制器）這 一概念，即將汽車(chē)電子部件功能由整車(chē)劃分為動(dòng)力總成，智能座艙和自動(dòng)駕駛等幾個(gè)區(qū) 域，利用處理能力更強(qiáng)的控制器芯片相對(duì)集中地控制每個(gè)域，以取代目前分布式電子電 氣架構(gòu)。DCU 的出現(xiàn)，標(biāo)志著以 ECU 為主的分布式電氣架構(gòu)出現(xiàn)本質(zhì)進(jìn)化。

傳統(tǒng)架構(gòu)下，ECU 與所需 MCU 的數(shù)量基本上為 1：1，在域集中架構(gòu)下，DCU 的算力需 求顯著提升，一塊 DCU 配置的計(jì)算芯片將超過(guò) 2 顆，其中高性能 MCU（兼具跨域功能） 和各式異構(gòu) SoC 將蠶食過(guò)去低端 MCU 的市場(chǎng)。而在核心計(jì)算模塊以外的各細(xì)分車(chē)域執(zhí) 行端，MCU 必不可少?？梢灶A(yù)見(jiàn)到的趨勢(shì)是單車(chē) MCU 在用量保持基本穩(wěn)定的同時(shí)，高 端品類(lèi)占比將逐步提升，整體汽車(chē) MCU ASP 穩(wěn)步向上。奧迪 A8 使用的 zFAS 共搭載四 枚異構(gòu)式 SoC 芯片，包括：Mobileye EyeQ3（ASIC），英偉達(dá) Tegra K1（GPU+CPU）， 英特爾 Cyclone V（FPGA），英飛凌 Aurix TC297T 芯片（MCU）。英飛凌在其法說(shuō)會(huì)文 件中披露，受益于分層軟件、故障操作配電、電源管理優(yōu)化、線束減少、智能執(zhí)行器/傳 感器增加、更高冗余度、電子設(shè)備可靠性提升等架構(gòu)升級(jí)帶來(lái)的積極變化，公司 MCU業(yè)務(wù)有望在未來(lái) 5 年保持 20%以上的復(fù)合增速。

（二）工業(yè)設(shè)備復(fù)雜度提升，MCU需求長(zhǎng)期量?jī)r(jià)雙升

工業(yè)級(jí) MCU 應(yīng)用十分廣泛，其功能主要是電機(jī)控制運(yùn)算和數(shù)據(jù)采集控制等，一個(gè)完整 的工業(yè)控制系統(tǒng)通常分為監(jiān)視層、控制層、現(xiàn)場(chǎng)層三層架構(gòu)，而其中位于控制層的可編 輯邏輯控制器（PLC）、現(xiàn)場(chǎng)層的儀表和電機(jī)/變頻器被稱(chēng)之為三大核心支柱，工控系統(tǒng)的 整體性能往往伴隨著上述部件的優(yōu)化升級(jí)而提升，而在其中發(fā)揮核心“大腦”作用的 MCU 更是首要升級(jí)目標(biāo)（MCU 搭配 FPGA、預(yù)驅(qū)、IGBT 等即可構(gòu)成典型工控場(chǎng)景電氣架構(gòu) 中的核心控制模塊），增加系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、提高控制精度、提升通信連接安全性、降低功耗等 需求在工業(yè)控制領(lǐng)域具有長(zhǎng)期可持續(xù)性，工業(yè)級(jí) MCU 市場(chǎng)穩(wěn)步向好。

工業(yè)客戶(hù)主要考慮可靠性、模擬性能、供貨穩(wěn)定性、方案成熟度。工業(yè)控制主要分為現(xiàn) 場(chǎng)層和控制層兩個(gè)層次，相對(duì)應(yīng)的，MCU 需要具備豐富外設(shè)、超低功耗、高控制力三項(xiàng) 條件。工業(yè)類(lèi) MCU 的關(guān)鍵特性有 EMI（電磁干擾）、EMC（電磁兼容性），從功能上來(lái) 說(shuō)，在理想環(huán)境中表現(xiàn)不出這些特性，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的穩(wěn)定性測(cè)試可以測(cè)出。

1、工廠自動(dòng)化帶來(lái)效率品質(zhì)雙提升，MCU 功不可沒(méi)。工廠自動(dòng)化驅(qū)動(dòng) PLC 用 MCU 性能提升。工廠自動(dòng)化帶來(lái)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升， 并有效解決了有限人力的困境。根據(jù)雅特力官網(wǎng)介紹，傳統(tǒng)工廠升級(jí)成為智能工廠需要 將老舊的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行可程序化邏輯控制器（PLC）和傳感器（Sensor）對(duì)接，利用 Sensor 前端采集資料，可視化的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過(guò)通訊設(shè)備將資料傳輸至控制器做實(shí)時(shí) 監(jiān)控，最后回傳到云端管理，形成完整的工業(yè)聯(lián)網(wǎng)。從上述路徑可知，用于信號(hào)擷取和 驅(qū)動(dòng)控制的 PLC 對(duì)系統(tǒng)處理的要求與日俱增，PLC 發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在向高速度/大容量演進(jìn)、 超大型場(chǎng)景增加、聯(lián)網(wǎng)通信能力增強(qiáng)、外部故障的檢測(cè)與處理能力提升，以及編程語(yǔ)言 多樣化。與之對(duì)應(yīng)的，傳統(tǒng) 8 位 MCU 已無(wú)法滿(mǎn)足制造商的需求，采用 32 位 MCU 能達(dá) 到更好的性能要求。

中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)增速創(chuàng)新高，MCU 廠商與工業(yè)客戶(hù)相輔相成推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。近年來(lái)， 隨著我國(guó)制造業(yè)的逐漸升級(jí)，傳統(tǒng)的低技術(shù)含量、勞動(dòng)力密集型制造業(yè)逐漸外遷至東南 亞等發(fā)展中國(guó)家，包括數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)械、鋰電設(shè)備、3C 電子、新能源汽車(chē)、機(jī)器人 等科技含量更高的新興產(chǎn)業(yè)逐漸成為國(guó)內(nèi)制造業(yè)的重要成分。新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為我 國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)提供了廣闊的空間，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用有了很大 發(fā)展。根據(jù) MIR DATABANK 數(shù)據(jù)，2021 年中國(guó)整體自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模為 2923 億元，同 比增長(zhǎng) 16.8%，同時(shí)內(nèi)資廠商市場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)提升，本土化供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)逐漸展現(xiàn)， 市場(chǎng)份額有所提升，根據(jù) MIR DATABANK 數(shù)據(jù)表明，2021 年在中國(guó)低壓變頻器、伺服、 傳感器、小 PLC 市場(chǎng)中，本土品牌份額均有提升，其中伺服市場(chǎng)份額提升最快。MCU 作為重要的上游電子零部件，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先廠商已與國(guó)內(nèi)自動(dòng)化客戶(hù)建立了深厚的合作關(guān) 系，未來(lái)有望不斷打開(kāi)新的發(fā)展局面。

2、MCU 是電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制應(yīng)用中不可或缺的核心器件。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)工作裝置。電 機(jī)在現(xiàn)代生活中無(wú)處不在，除汽車(chē)領(lǐng)域外，根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，電機(jī)占全球總電力 消耗的 45％，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子產(chǎn)品的可靠性和能效會(huì)對(duì)下游各種應(yīng)用的舒適性、便利 性和環(huán)境產(chǎn)生影響。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)控制的精準(zhǔn)度具有極高的要求，比如控制位置、扭矩和速度都需要實(shí)時(shí)電機(jī)控制的信號(hào)處理，這對(duì)作為核心控制元器件的 MCU 提出了很 高的要求，同時(shí)能耗、可靠性、效率以及使用壽命等指標(biāo)都與 MCU 的性能息息相關(guān)。 正因?yàn)橄掠涡枨蟮亩鄻踊?，在電機(jī)控制領(lǐng)域更易出現(xiàn)專(zhuān)門(mén)針對(duì)一類(lèi)行業(yè)/應(yīng)用去開(kāi)發(fā)的 MCU 產(chǎn)品，根據(jù)主要應(yīng)用場(chǎng)景的功能需求差異，主要有側(cè)重高能效的家電類(lèi)、側(cè)重控制 精度和安全性的工控類(lèi)、側(cè)重集成度與性?xún)r(jià)比的電動(dòng)工具&高端消費(fèi)類(lèi)，受益于電機(jī)控 制領(lǐng)域的百花齊放特征，國(guó)產(chǎn) MCU 廠商根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)深耕特定客戶(hù)/行業(yè)，在部分細(xì)分 領(lǐng)域已初步完成國(guó)產(chǎn)替代。

無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。與其他類(lèi)型電機(jī)相比，無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）具 有電機(jī)效率高、驅(qū)動(dòng)控制方式多樣化、驅(qū)動(dòng)控制算法復(fù)雜、可靠性高、噪音低、能耗低 等優(yōu)勢(shì)，可在較寬調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快響應(yīng)、高精度的變速效果，充分契合終端應(yīng)用領(lǐng)域 對(duì)節(jié)能降耗、智能控制、用戶(hù)體驗(yàn)等越來(lái)越高的要求，BLDC 下游應(yīng)用市場(chǎng)廣泛且不斷 擴(kuò)展。根據(jù) Grandview research 數(shù)據(jù)，全球 BLDC 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將由 2021 年的 179 億美 元增長(zhǎng)到 2028 年的 263 億美元，復(fù)合增速約 5.7%。以峰岹科技招股書(shū)中對(duì)日本電產(chǎn) 2016-2020 五個(gè)會(huì)計(jì)年度平均毛利率 23.82%、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片成本占 BLDC 電機(jī)成本 比例 25%兩項(xiàng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)算，目前全球 BLDC 驅(qū)動(dòng)控制芯片市場(chǎng)規(guī)模在 34 億美 元左右，通用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中除主控制芯片 MCU 外還包含 LDO、運(yùn)放、比較器、 預(yù)驅(qū)動(dòng)，以及部分 MOS，考慮到在整套系統(tǒng)中的核心地位，MCU 應(yīng)為價(jià)值量最大品類(lèi)。

電機(jī)芯片平臺(tái)化及一體化解決方案大勢(shì)所趨，國(guó)產(chǎn)廠商尋求突破。板級(jí)器件的精簡(jiǎn)化程度，以及平臺(tái)軟件的完善程度和開(kāi)發(fā)便捷性，逐漸成為電機(jī) MCU 廠商新的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。 為提高電機(jī)控制芯片的可靠性、控制性能，降低控制系統(tǒng)體積以適應(yīng) BLDC 電機(jī)小型化、 定制化的發(fā)展趨勢(shì)，BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制架構(gòu)由完全分立逐步向全集成模塊發(fā)展。而在 軟件方面，國(guó)產(chǎn)廠商致力于完善開(kāi)發(fā)平臺(tái)，針對(duì)不同下游需求搭建產(chǎn)品方案，以及完善 的支持調(diào)試文檔及上位機(jī)輔助開(kāi)發(fā)，助力于電機(jī)方案開(kāi)發(fā)，加快國(guó)產(chǎn)替代步伐。

3、能源革命推動(dòng) MCU 不斷迭代升級(jí)。智能表計(jì)市場(chǎng)高速發(fā)展，驅(qū)動(dòng) MCU 需求抬升。表計(jì)是國(guó)計(jì)民生配套產(chǎn)品，市場(chǎng)份額相 對(duì)穩(wěn)定且持續(xù)，有其穩(wěn)定的輪換周期及用量需求，行業(yè)的波動(dòng)起伏不大。目前我國(guó)表計(jì) 市場(chǎng)仍處于傳統(tǒng)機(jī)械表和智能表共存的局面，MCU 芯片作為主控芯片，在智能表計(jì)中 發(fā)揮控制、協(xié)調(diào)及調(diào)度的功能。長(zhǎng)期來(lái)看，從機(jī)械表到機(jī)電一體式、再到純電子表的演 進(jìn)，使得表計(jì)行業(yè)經(jīng)歷了從不用 MCU、到用簡(jiǎn)單的 MCU、再到整體電子化 MCU 扮演 主導(dǎo)角色的變化；短期來(lái)看，表計(jì)從普通功能表向智能電表、物聯(lián)網(wǎng)表的演進(jìn)，對(duì)于性 能要求的提升亦推動(dòng)了 MCU 從 8 位向 32 位進(jìn)行升級(jí)。表計(jì)智能化浪潮驅(qū)動(dòng)了 MCU 的 用量和迭代升級(jí)。

IR46 標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)電表 MCU 價(jià)值量迅速提升。水表和燃?xì)獗懋a(chǎn)品功能相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì) MCU 的要求主要體現(xiàn)在低功耗方面。而智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端產(chǎn)品之一，承 擔(dān)著原始電能數(shù)據(jù)采集、計(jì)量和傳輸?shù)娜蝿?wù)，是實(shí)現(xiàn)信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化具有重要支撐作用，電表對(duì) MCU 要求最 高，對(duì)測(cè)量精度要求嚴(yán)苛，可兼容的通信方式也更多，需要 MCU 產(chǎn)品具備更好的處理 性能、更高精度的 ADC 模塊和更大的存儲(chǔ)空間。

IR46 標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)量誤差要求、功率因素、 環(huán)境適應(yīng)性、諧波影響、負(fù)載平衡等方面均有更高要求，基于 IR46 標(biāo)準(zhǔn)的智能物聯(lián)電 能表升級(jí)需求將成為智能電表市場(chǎng)未來(lái)擴(kuò)容的主要驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)鉅泉科技招股說(shuō)明書(shū)中 引用國(guó)電招標(biāo)數(shù)據(jù)，2020 至 2022 年，國(guó)家電網(wǎng)分別試點(diǎn)招標(biāo)智能物聯(lián)表 1.95 萬(wàn)只、 13.05 萬(wàn)只和 137.51 萬(wàn)只，招標(biāo)量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。IR46 物聯(lián)表設(shè)計(jì)上最大的變化是采 用雙芯模組方案，計(jì)量芯片升級(jí)為計(jì)量+MCU 的 SoC 芯片，管理芯 MCU 從 M0 升級(jí) 到 M3/4 規(guī)格，整體套片價(jià)值量顯著提升。

MCU 逆變器市場(chǎng)高景氣。逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備，據(jù) Wood Mackenzie 統(tǒng)計(jì)， 全球光伏逆變器出貨量從 2015 年的 59.7GW，上升至 2021 年的 225.4GW，年復(fù)合增長(zhǎng) 率達(dá)到 24.8%。逆變器在光伏系統(tǒng)發(fā)揮著交/直流轉(zhuǎn)換、功率控制、并/離網(wǎng)切換等重要功 能，主控 MCU 硬件處理性能和軟件算法共同決定了 MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤，起“大腦” 作用）的工作效率，同時(shí)也是決定光伏逆變器發(fā)電量的關(guān)鍵因素。

因此為了滿(mǎn)足光伏逆 變器高效率、高可靠性要求，主控 MCU 需要配備多路高精度 ADC 用于采集電壓和電流 信號(hào)、高精度定時(shí)器用于輸出 PWM 控制及頻率捕獲功能、并支持硬件乘除法器、浮點(diǎn) 運(yùn)算、三角函數(shù)加速器等模塊高效運(yùn)行控制算法。此外，MCU 還被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)監(jiān)控、 通訊傳輸、人機(jī)交互、拉弧檢測(cè)快速關(guān)斷、效能優(yōu)化、BMS 監(jiān)測(cè)保護(hù)、光伏配件等在內(nèi) 的多種應(yīng)用場(chǎng)景，隨著全球光伏與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，MCU 需求呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

（三）新興應(yīng)用層出不窮，消費(fèi)市場(chǎng)欣欣向榮

在目前國(guó)內(nèi)的 MCU 市場(chǎng)中，消費(fèi)電子仍是最大的下游。MCU 憑借其低功耗、性?xún)r(jià)比和 穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)在泛消費(fèi)電子領(lǐng)域有非常豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，包括 PC、手機(jī)、平板、智能 穿戴和 TWS 耳機(jī)等。隨著 IoT 技術(shù)的不斷發(fā)展，在萬(wàn)物互聯(lián)的需求推動(dòng)下，各類(lèi)新興智 能終端為 MCU 提供了成長(zhǎng)空間。 MCU 在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中扮演核心角色，在遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)收集、監(jiān)控和分析方面發(fā)揮關(guān)鍵 作用，具有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接口的 MCU 可以為汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、醫(yī)療和保 健設(shè)備、家用電器、消費(fèi)產(chǎn)品和可穿戴電子產(chǎn)品提供物聯(lián)網(wǎng)連接。目前先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)傳 感器節(jié)點(diǎn)整合了傳感器功能，并使用 8/32 位 MCU 來(lái)運(yùn)行 RF 協(xié)議棧。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷優(yōu)化，智能家居市場(chǎng)如火如荼，但大多各自為戰(zhàn)打造自家生態(tài)， 出現(xiàn)了平臺(tái)之間無(wú)法互聯(lián)的痛點(diǎn)?！八槠钡氖褂皿w驗(yàn)也導(dǎo)致了這一市場(chǎng)與最初萬(wàn)物互 聯(lián)的設(shè)想背道而馳。為解決這一問(wèn)題，2021 年 Google、Apple、Amazon 等科技巨頭聯(lián)合 推出了一項(xiàng)新的物聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議 Matter，旨在打破家居設(shè)備跨平臺(tái)互聯(lián)的壁壘，提高智 能設(shè)備互聯(lián)的簡(jiǎn)單性、互操性、可靠性和安全性。越來(lái)越多的軟硬件廠商加入了支持 Matter 協(xié)議的陣營(yíng)。 除了底層協(xié)議的進(jìn)一步統(tǒng)一，硬件廠商在跨平臺(tái)互聯(lián)問(wèn)題上做出了努力，英飛凌就智能 家居的新舊設(shè)備和跨平臺(tái)互聯(lián)問(wèn)題，推出了一系列的軟硬支持。英飛凌主要是對(duì)已采用 AIROC Wi-Fi、AIROC Bluetooth 和 PSoC 6 系列 MCU 的硬件產(chǎn)品提供免費(fèi)的固件升級(jí)服 務(wù)，可添加 Matter 功能支持，增加設(shè)備的互操性。

根據(jù) Grandview research 數(shù)據(jù)，2021 年物聯(lián)網(wǎng)相關(guān) MCU 的總銷(xiāo)售額達(dá)到 46.9 億美元， 同時(shí)預(yù)計(jì)至 2030 年，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān) MCU 的收入將以 12.7%的復(fù)合增速達(dá)到約 122 億美元。 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、海量數(shù)據(jù)以及場(chǎng)景融合（醫(yī)療、消費(fèi)、工控等領(lǐng)域協(xié)同），更強(qiáng) 大的計(jì)算處理能力呼之欲出，推動(dòng)設(shè)備向32 位高端MCU 升級(jí)。根據(jù) Iot analytics 的展望， 到 2025 年，全球?qū)⒂谐^(guò) 300 億終端連接到物聯(lián)網(wǎng)，人均近 4 臺(tái)設(shè)備，較 2019 年這一 數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)超兩倍的增長(zhǎng)。

智能手表/手環(huán)為迅速崛起的新興智能應(yīng)用場(chǎng)景。智能手表、手環(huán)等通常標(biāo)配一顆 MCU 用于通訊、感知、音頻 DSP 等功能。受制于終端產(chǎn)品體積，往往無(wú)法承載大容量電池和 過(guò)多元器件，目前智能穿戴設(shè)備主要采?。旱凸?MCU+低功耗藍(lán)牙通訊方案+傳感器+ 電源的集成解決方案。該方案主要依靠 MCU 為主控芯片，控制藍(lán)牙、傳感器、電源、 LED 屏等諸多器件。以用于智能手表的恩智浦 i.MX RT 500/600 MCU 為例，其集成了 TenSilicon Fusion 1 或 HiFi 4 DSP，可提供高性能音頻 DSP 功能，支持智能手表實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音 助手和語(yǔ)音呼叫功能；集成 2D GPU 以呈現(xiàn)圖形，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，適 用于低功耗應(yīng)用。根據(jù) GlobalNewsWire 數(shù)據(jù)，2020 年全球智能手表市場(chǎng)規(guī)模約為 186.2 億美元，該市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以 14.9%的 CAGR，從 2021 年的 220.2 億美元增長(zhǎng)到 2028 年的 582.1 億美元。

三、庫(kù)存持續(xù)消化，供需改善可期

MCU 價(jià)格跌幅趨緩。根據(jù)與非網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，10 月份中國(guó)本土市場(chǎng) MCU 熱度榜（按近一 月用戶(hù)搜索次數(shù)）Top100 料號(hào)中，價(jià)格上升型號(hào)數(shù)量明顯增多。而根據(jù)芯片超人統(tǒng)計(jì)的 數(shù)據(jù)，全球 MCU 代表 ST 意法、臺(tái)系 MCU 代表新唐科技、國(guó)產(chǎn) MCU 代表兆易創(chuàng)新， 各類(lèi) MCU 的渠道價(jià)格向常態(tài)價(jià)不斷靠近，跌幅收窄，走勢(shì)逐步企穩(wěn)。渠道庫(kù)存情況有所改善。在與非網(wǎng)在近一個(gè)月需求（搜索）熱度榜中，選取 Top10 型號(hào)， 在第三方平臺(tái)檢視其庫(kù)存近一年來(lái)的變化，其中有 5 個(gè)型號(hào)渠道庫(kù)存數(shù)低于近一年來(lái) 50 分位，整體來(lái)看，10 月庫(kù)存持續(xù)改善。

貨期有所縮短。進(jìn)入 2022 年四季度以來(lái)，多數(shù)產(chǎn)品的貨期縮短到兩年以來(lái)新低，MCU 的貨期也有所縮短，但仍處于較高水平。根據(jù)富昌電子數(shù)據(jù)，在 2022 Q4 最新的 MCU 貨期統(tǒng)計(jì)中，僅有英飛凌的汽車(chē)芯片仍呈“配貨”狀態(tài)，瑞薩、意法半導(dǎo)體、恩智浦等 汽車(chē)芯片跳轉(zhuǎn)至“緊缺”狀態(tài)，供貨環(huán)比有所緩解。MCU 緊缺與否與芯片整體行情強(qiáng)相 關(guān)，通用、消費(fèi)類(lèi)及低端工業(yè)類(lèi) MCU 原廠價(jià)格趨于穩(wěn)定，汽車(chē)、高端工控相關(guān)的 MCU 仍然存在緊缺情況。

原廠庫(kù)存持續(xù)消化，板塊進(jìn)入筑底期。主打消費(fèi)類(lèi) MCU 的盛群 2022 年 11 月單月?tīng)I(yíng)收 約 3.28 億新臺(tái)幣，同比下滑 49%，為歷史第三大單月跌幅，僅次于 2022 年 9 月的 51% 和 2009 年 1 月的 57%。庫(kù)存方面，公司法說(shuō)會(huì)披露預(yù)期將調(diào)整到明年第三季，屆時(shí)有望 回到合理水位，同時(shí)考慮到下游需求疲軟，2022Q4 投片數(shù)預(yù)計(jì)季減 45%。同時(shí)，另一 MCU 臺(tái)企松翰亦在法說(shuō)會(huì)中表示受困于需求端低迷，公司投片量已逐步調(diào)整，庫(kù)存有望 陸續(xù)下降。整體來(lái)看，板塊庫(kù)存隨著 2023 年 H1 庫(kù)存狀況逐步改善，疊加代工廠價(jià)格松 動(dòng)帶來(lái)的成本優(yōu)化，2023H2 MCU 公司毛利率有望回溫。

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