國(guó)產(chǎn)MCU技術(shù)及廠商梳理（收藏）

MCU市場(chǎng)基本仍由海外龍頭，國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)廠商逐漸在細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，在國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速背景下份額有望快速提升。本文來自“國(guó)產(chǎn)MCU技術(shù)及廠商梳理”。

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國(guó)產(chǎn)MCU技術(shù)及廠商梳理

預(yù)計(jì)全球MCU市場(chǎng)空間將持續(xù)增長(zhǎng)，2019年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模達(dá)164億美元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到200億美元；

需求端來看，汽車電氣化提升、IoT加速滲透、家電智能變頻化需求提升、可穿戴設(shè)備快速迭代、工控領(lǐng)域穩(wěn)定增長(zhǎng)持續(xù)拉動(dòng)MCU行業(yè)快速成長(zhǎng)；（以車用MCU為例，2020年-2023年全球市場(chǎng)復(fù)合增速為7.7%，至2023年預(yù)計(jì)市場(chǎng)空間81億美金）?

供給端來看，受到2020年疫情影響，MCU行業(yè)呈現(xiàn)出持續(xù)型缺貨狀況；英飛凌，NXP和ST等海外MCU大廠陸續(xù)出現(xiàn)價(jià)格上漲幾倍至數(shù)十倍，交期拉長(zhǎng)至50周以上等情況；我們預(yù)計(jì)持續(xù)型缺貨將至少持續(xù)到2021年年底至2022年一季度，后續(xù)隨著明年晶圓廠持續(xù)性擴(kuò)產(chǎn)，未來MCU行業(yè)缺貨狀況將持續(xù)緩解；

賽道壁壘來看，按照MCU產(chǎn)品環(huán)境溫度，良率以及使用壽命等參數(shù)來看，MCU下游領(lǐng)域中汽車賽道要求最高，工業(yè)、家電賽道其次，消費(fèi)電子相對(duì)要求略低；

行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，國(guó)產(chǎn)MCU廠商市占率較低，短期受益于缺貨導(dǎo)致的加速替代，長(zhǎng)期受益于提升空間充足：

• 全球MCU市場(chǎng)格局較為集中，微芯、意法半導(dǎo)體、瑞薩、TI、NXP、英飛凌等廠商占據(jù)80%以上市場(chǎng)份額；
• 中國(guó)MCU市場(chǎng)約250億元，國(guó)產(chǎn)MCU廠商合計(jì)市占率不足12%，主要集中在消費(fèi)類市場(chǎng)，可拓展空間充足；
• 缺貨導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)MCU廠商導(dǎo)入節(jié)奏加速，在汽車、工業(yè)乃至消費(fèi)類賽道，國(guó)產(chǎn)MCU認(rèn)證節(jié)奏持續(xù)加快；

MCU是Micro Control Unit（微控制器）的簡(jiǎn)稱，又稱單片機(jī)，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制；

MCU在信號(hào)鏈中起核心處理作用，信號(hào)鏈?zhǔn)沁B接真實(shí)世界和數(shù)字世界的橋梁，是電子產(chǎn)品智能化、智慧化的基礎(chǔ)；

MCU內(nèi)部組成主要包括CPU（包括運(yùn)算器、控制器和寄存器組）、存儲(chǔ)器（包括ROM和RAM）、輸入、輸出I/O接口、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、特殊寄存器等；處理功能類似于小型CPU。

MCU主要分類方法為應(yīng)用領(lǐng)域和位數(shù)：

• 按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為：通用型和專用型，通用型MCU將可開發(fā)的資源（ROM、RAM、I/O、 EPROM）等全部提供給用戶，功能相對(duì)更全面；專用型MCU其硬件和指令是按照某種特定用途設(shè)計(jì)的，功能略有閹割；

• 按照位數(shù)，MCU可以分為4位、8位、16位、32位、64位。

MCU位數(shù)指的是MCU每次處理數(shù)據(jù)的寬度或者總線以及數(shù)據(jù)暫存器的寬度，處理器位數(shù)越高，其運(yùn)算速度越快，支持的存儲(chǔ)空間越大，越能適應(yīng)更為復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景；

目前全球市場(chǎng)來看，32位MCU由于其更高的規(guī)格和性能以及不斷降低的成本已經(jīng)成為市場(chǎng)主流，廣泛應(yīng)用于汽車電子、工控/醫(yī)療等領(lǐng)域；但由于仍有大量應(yīng)用場(chǎng)景只需簡(jiǎn)單控制，而低位MCU具備成本優(yōu)勢(shì)，因此仍占據(jù)較大市場(chǎng)；

MCU產(chǎn)品未來提升方向主要集中在六個(gè)維度：

?更強(qiáng)計(jì)算性能：MCU朝著500Mhz主頻，MPU增加更多處理器內(nèi)核；

?更多無線連接功能：集成更多射頻模塊

?高能效比，低功耗：集成模擬芯片，以及低功耗模擬外設(shè)

?硬件加速器的持續(xù)加持：算法與工具的高度集成

?安全性：提高抗干擾能力以及安全性?性價(jià)比：降低成本

MCU市場(chǎng)空間廣闊，行業(yè)增速穩(wěn)定，據(jù)IC Insights顯示，2019年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模約為164億美元，到2023年可達(dá)200億美元左右；

國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)2019年規(guī)模約256億元，占全球市場(chǎng)26%左右，其中2015-2019年復(fù)合增速達(dá)9%；

從全球市場(chǎng)來看，汽車賽道以占到全球MCU市場(chǎng)33%的市場(chǎng)份額；根據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)顯示，車用MCU市場(chǎng)空間將在2023年達(dá)到81億美元，整體增速可觀；

從格局來看，2020年全球車用MCU市場(chǎng)份額占比前五名分別為瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器和微芯占比合計(jì)達(dá)87%。

工業(yè)MCU單機(jī)使用數(shù)量持續(xù)提升

工業(yè)MCU產(chǎn)品主要用于電機(jī)控制，儀器儀表，低壓配電，電動(dòng)工具，工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景，主要用于電機(jī)控制運(yùn)算，數(shù)據(jù)采集控制等功能；

隨著工業(yè)設(shè)備復(fù)雜度的提升，工業(yè)MCU單機(jī)使用數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，以工業(yè)機(jī)器人為例，單機(jī)至少使用十余顆MCU產(chǎn)品。

家電MCU：廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)MCU市場(chǎng)

MCU在家電中應(yīng)用廣泛，主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、電機(jī)控制、面板顯示控制等功能；

家電市場(chǎng)主要分為小家電和大家電，小家電包括廚房家電（微波爐、電磁爐、豆?jié){機(jī)等）、家居家電（吸塵器、電風(fēng)扇、電暖器等）、個(gè)人生活小家電（電動(dòng)牙刷、電吹風(fēng)等），大家電主要為空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等白色家電。

滲透率提升是大家電MCU成長(zhǎng)核心動(dòng)能

大家電中MCU主要包括主控MCU、變頻MCU和其他MCU（顯示、觸控等），其中主控MCU占比一半以上，變頻和其他MCU則分別在20%左右；主控MCU市場(chǎng)主要由Renesas和Cypress主導(dǎo)，兩家廠商即占據(jù)70%以上份額；而變頻MCU則是Renesas、Cypress和TI三家市占率超過70%。

瑞薩電子-全球第一汽車MCU廠商

瑞薩是成立于2003年，由日立制作所半導(dǎo)體部門和三菱電機(jī)半導(dǎo)體部門合并而成，主營(yíng)覆蓋汽車、工業(yè)、通信等領(lǐng)域，是全球第一的汽車MCU廠商，2020年汽車MCU市占率高達(dá)30%。

瑞薩車用MCU具有完整的產(chǎn)品線，覆蓋EV/HEV、動(dòng)力系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、汽車儀表盤、汽車網(wǎng)絡(luò)、底盤控制、ADAS等應(yīng)用領(lǐng)域。

微芯科技-8位MCU主力特色，收購Atmel補(bǔ)充32位MCU實(shí)力

微芯科技公司(Microchip)成立于1989年，微芯科技是全球領(lǐng)先的單片機(jī)和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商。公司主營(yíng)為微控制器，存儲(chǔ)器產(chǎn)品，模擬接口與混合信息產(chǎn)品，技術(shù)授權(quán)等。

產(chǎn)品主要應(yīng)用于嵌入式控制系統(tǒng)與IOT相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，包括數(shù)據(jù)處理，醫(yī)療互聯(lián)網(wǎng)+（IoT）,智能城市，工業(yè)4.0，智能醫(yī)療等。主要客戶有英特爾，戴爾，洛克希德馬丁，惠普，波音公司等。

意法半導(dǎo)體-ARM架構(gòu)MCU王者

意法半導(dǎo)體(ST)成立于1987年，產(chǎn)品主要運(yùn)用于汽車產(chǎn)品，電腦周邊設(shè)備，通訊系統(tǒng)，消費(fèi)產(chǎn)品，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等方面。其主要客戶包括蘋果，黑莓，博世，思科，孔蒂，惠普，諾基亞，歐貝特，三星和西部數(shù)據(jù)等。

MCU車規(guī)級(jí)產(chǎn)品占公司營(yíng)收比重32.13%。意法半導(dǎo)體占有目前MCU市場(chǎng)的8.5%，是細(xì)分32bitMCU市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)者。

ST在汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域深耕多年，加上公司擁有完備的產(chǎn)業(yè)鏈，其產(chǎn)品有著極高的性價(jià)比，在車規(guī)級(jí)MCU中占有主導(dǎo)地位。其客戶廠商包括日產(chǎn)，奧迪，上汽，特斯拉等多家公司。

恩智浦-全球領(lǐng)先的汽車MCU老牌廠商

恩智浦半導(dǎo)體公司成立于2006年。其前身為飛利浦公司的半導(dǎo)體事業(yè)部。恩智浦主營(yíng)業(yè)務(wù)為MCU和MPU等產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)控制、智慧城市，智能家居，可穿戴產(chǎn)品領(lǐng)域。其推出的基于S32汽車平臺(tái)的MCU/MPU在安全性與效率方面優(yōu)勢(shì)明顯，已被全球主流OEM廠商采用；

恩智浦自主研發(fā)的業(yè)界首款跨界MCU：i.MX RT系列。此類產(chǎn)品以高集成度，性價(jià)比和安全性，得到了諸多互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的認(rèn)可（如Amazon）；

恩智浦2015年收購Freescale（由摩托羅拉創(chuàng)立）深度布局汽車行業(yè)。2020年其營(yíng)收有47%來自車規(guī)級(jí)MCU。目前公司在全球汽車MCU行業(yè)占比27.8%，位列全球第二。恩智浦為智能汽車提供完整的半導(dǎo)體解決方案包括汽車娛樂系統(tǒng)，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。

中穎電子-國(guó)產(chǎn)最大的家電MCU廠商

中穎電子是一家單片機(jī)（MCU）產(chǎn)品集成電路設(shè)計(jì)公司，產(chǎn)品主要包括8-bit Flash MCU、8-bit OTP/Mask MCU、16-bit DSP、4-bit OTP/Mask MCU，廣泛運(yùn)用于家電、汽車、工業(yè)控制、安防等領(lǐng)域；

公司在小家電領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要為韓國(guó)ABOV、中國(guó)臺(tái)灣盛群，白色家電領(lǐng)域主要是歐美競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，包含瑞薩、NEC、TI、STM等。

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國(guó)產(chǎn)MCU技術(shù)及廠商梳理

ARM行業(yè)重點(diǎn)跟蹤（2021）

ARM行業(yè)研究框架（2021）

ARM架構(gòu)參考手冊(cè)及文檔

ARM的體系結(jié)構(gòu)與編程.pdf

ARM架構(gòu)參考手冊(cè).pdf

ARM架構(gòu)參考手冊(cè)ARM V9.pdf

CPU之戰(zhàn)：ARM vs Intel.pdf

ARM系列處理器應(yīng)用技術(shù)完全手冊(cè)。

CPU和GPU研究框架合集

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