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国产MCU技术梳理
摘要：
国产MCU技术及厂商梳理
国产MCU技术及厂商梳理
预计全球MCU市场空间将持续增长，2019年全球MCU市场规模达164亿美元，预计2023年将达到200亿美元；
需求端来看，汽车电气化提升、IoT加速渗透、家电智能变频化需求提升、可穿戴设备快速迭代、工控领域稳定增长持续拉动MCU行业快速成长；（以车用MCU为例，2020年-2023年全球市场复合增速为7.7%，至2023年预计市场空间81亿美金）
供给端来看，受到2020年疫情影响，MCU行业呈现出持续型缺货状况；英飞凌，NXP和ST等海外MCU大厂陆续出现价格上涨几倍至数十倍，交期拉长至50周以上等情况；我们预计持续型缺货将至少持续到2021年年底至2022年一季度，后续随着明年晶圆厂持续性扩产，未来MCU行业缺货状况将持续缓解；
赛道壁垒来看，按照MCU产品环境温度，良率以及使用寿命等参数来看，MCU下游领域中汽车赛道要求最高，工业、家电赛道其次，消费电子相对要求略低；
行业竞争格局来看，国产MCU厂商市占率较低，短期受益于缺货导致的加速替代，长期受益于提升空间充足：
- 全球MCU市场格局较为集中，微芯、意法半导体、瑞萨、TI、NXP、英飞凌等厂商占据80%以上市场份额；
- 中国MCU市场约250亿元，国产MCU厂商合计市占率不足12%，主要集中在消费类市场，可拓展空间充足；
- 缺货导致国产MCU厂商导入节奏加速，在汽车、工业乃至消费类赛道，国产MCU认证节奏持续加快；
MCU是Micro Control Unit（微控制器）的简称，又称单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制；
MCU在信号链中起核心处理作用，信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁，是电子产品智能化、智慧化的基础；
MCU内部组成主要包括CPU（包括运算器、控制器和寄存器组）、存储器（包括ROM和RAM）、输入、输出I/O接口、定时器、中断系统、特殊寄存器等；处理功能类似于小型CPU。
MCU主要分类方法为应用领域和位数：
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按照应用领域可分为：通用型和专用型，通用型MCU将可开发的资源（ROM、RAM、I/O、 EPROM）等全部提供给用户，功能相对更全面；专用型MCU其硬件和指令是按照某种特定用途设计的，功能略有阉割；
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按照位数，MCU可以分为4位、8位、16位、32位、64位。
MCU位数指的是MCU每次处理数据的宽度或者总线以及数据暂存器的宽度，处理器位数越高，其运算速度越快，支持的存储空间越大，越能适应更为复杂的应用场景；
目前全球市场来看，32位MCU由于其更高的规格和性能以及不断降低的成本已经成为市场主流，广泛应用于汽车电子、工控/医疗等领域；但由于仍有大量应用场景只需简单控制，而低位MCU具备成本优势，因此仍占据较大市场；
MCU产品未来提升方向主要集中在六个维度：
✓更强计算性能：MCU朝着500Mhz主频，MPU增加更多处理器内核；
✓更多无线连接功能：集成更多射频模块
✓高能效比，低功耗：集成模拟芯片，以及低功耗模拟外设
✓硬件加速器的持续加持：算法与工具的高度集成
✓安全性：提高抗干扰能力以及安全性✓性价比：降低成本
MCU市场空间广阔，行业增速稳定，据IC Insights显示，2019年全球MCU市场规模约为164亿美元，到2023年可达200亿美元左右；
国内MCU市场2019年规模约256亿元，占全球市场26%左右，其中2015-2019年复合增速达9%；
从全球市场来看，汽车赛道以占到全球MCU市场33%的市场份额；根据IC Insights数据显示，车用MCU市场空间将在2023年达到81亿美元，整体增速可观；
从格局来看，2020年全球车用MCU市场份额占比前五名分别为瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器和微芯占比合计达87%。
工业MCU单机使用数量持续提升
工业MCU产品主要用于电机控制，仪器仪表，低压配电，电动工具，工业机器人等应用场景，主要用于电机控制运算，数据采集控制等功能；
随着工业设备复杂度的提升，工业MCU单机使用数量持续增长，以工业机器人为例，单机至少使用十余颗MCU产品。
家电MCU：广泛应用的传统MCU市场
MCU在家电中应用广泛，主要用于实现系统控制、电机控制、面板显示控制等功能；
家电市场主要分为小家电和大家电，小家电包括厨房家电（微波炉、电磁炉、豆浆机等）、家居家电（吸尘器、电风扇、电暖器等）、个人生活小家电（电动牙刷、电吹风等），大家电主要为空调、冰箱、洗衣机等白色家电。
渗透率提升是大家电MCU成长核心动能
大家电中MCU主要包括主控MCU、变频MCU和其他MCU（显示、触控等），其中主控MCU占比一半以上，变频和其他MCU则分别在20%左右；主控MCU市场主要由Renesas和Cypress主导，两家厂商即占据70%以上份额；而变频MCU则是Renesas、Cypress和TI三家市占率超过70%。
瑞萨电子-全球第一汽车MCU厂商
瑞萨是成立于2003年，由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并而成，主营覆盖汽车、工业、通信等领域，是全球第一的汽车MCU厂商，2020年汽车MCU市占率高达30%。
瑞萨车用MCU具有完整的产品线，覆盖EV/HEV、动力系统、电动汽车、汽车仪表盘、汽车网络、底盘控制、ADAS等应用领域。
微芯科技-8位MCU主力特色，收购Atmel补充32位MCU实力
微芯科技公司(Microchip)成立于1989年，微芯科技是全球领先的单片机和模拟半导体供应商。公司主营为微控制器，存储器产品，模拟接口与混合信息产品，技术授权等。
产品主要应用于嵌入式控制系统与IOT相关的产业，包括数据处理，医疗互联网+（IoT）,智能城市，工业4.0，智能医疗等。主要客户有英特尔，戴尔，洛克希德马丁，惠普，波音公司等。
意法半导体-ARM架构MCU王者
意法半导体(ST)成立于1987年，产品主要运用于汽车产品，电脑周边设备，通讯系统，消费产品，工业自动化控制系统等方面。其主要客户包括苹果，黑莓，博世，思科，孔蒂，惠普，诺基亚，欧贝特，三星和西部数据等。
MCU车规级产品占公司营收比重32.13%。意法半导体占有目前MCU市场的8.5%，是细分32bitMCU市场中的领导者。
ST在汽车半导体领域深耕多年，加上公司拥有完备的产业链，其产品有着极高的性价比，在车规级MCU中占有主导地位。其客户厂商包括日产，奥迪，上汽，特斯拉等多家公司。
恩智浦-全球领先的汽车MCU老牌厂商
恩智浦半导体公司成立于2006年。其前身为飞利浦公司的半导体事业部。恩智浦主营业务为MCU和MPU等产品，可广泛应用于汽车电子、工业控制、智慧城市，智能家居，可穿戴产品领域。其推出的基于S32汽车平台的MCU/MPU在安全性与效率方面优势明显，已被全球主流OEM厂商采用；
恩智浦自主研发的业界首款跨界MCU：i.MX RT系列。此类产品以高集成度，性价比和安全性，得到了诸多互联网平台的认可（如Amazon）；
恩智浦2015年收购Freescale（由摩托罗拉创立）深度布局汽车行业。2020年其营收有47%来自车规级MCU。目前公司在全球汽车MCU行业占比27.8%，位列全球第二。恩智浦为智能汽车提供完整的半导体解决方案包括汽车娱乐系统，高级驾驶辅助系统（ADAS）。
中颖电子-国产最大的家电MCU厂商
中颖电子是一家单片机（MCU）产品集成电路设计公司，产品主要包括8-bit Flash MCU、8-bit OTP/Mask MCU、16-bit DSP、4-bit OTP/Mask MCU，广泛运用于家电、汽车、工业控制、安防等领域；
公司在小家电领域竞争对手主要为韩国ABOV、中国台湾盛群，白色家电领域主要是欧美竞争对手，包含瑞萨、NEC、TI、STM等。
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