全球和中国MCU市场趋势

01、什么是MCU

微控制器(又称微控制单元，MCU)是一种针对特定应用的控制处理而设计的微处理器芯片，其工作频率（在1MHz到200 MHz）和功耗一般比PC和手机的CPU/MPU都要低。现今的MCU都是系统级芯片(SoC)，在单个芯片上集成了多种功能模块和接口，包括存储器、I/O端口、时钟、A/D转换、PWM等，以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口。

 

按照位数来划分，MCU可分为4位、8位、16位、32位和64位微处理器，现在32位MCU已经成为主流，正在逐渐替代过去由8/16位MCU主导的应用和市场。若按照指令集架构(ISA)来划分，MCU类型包括8051、Arm、MIPS、RISC-V、POWER等微处理器。基于Arm Cortex-M系列内核IP的MCU已经成为32位MCU的市场主流，最近几年开源的RISC-V微处理器也开始流行起来，特别是在新兴的物联网领域。

02、MCU分类

按场景分

●数据中心级别芯片：主要应用于云计算数据中心：包含CPU、GPU、内存、存储控制器、固态硬盘等，主要要求高性能、高稳定性、高可靠性。

●消费类产品级别芯片：目前应用最广泛，市场占有率最高的芯片，应用于日常使用的电脑、手机等产品。

●工业类产品级别芯片：工业产品长期处于极高/低温、高湿、强盐雾和电磁辐射的恶劣环境，使用环境较苛刻，因此工业芯片必须具备稳定性、高可靠性和高安全性，且具备长服役寿命（以电力为例，要求工业芯片应用失效率。

●汽车电子级别芯片：主要是对温度环境要求严格，要在更宽泛的温度范围内都能使用。

●军工和国防级别芯片：跟国防军事工业领域有关的芯片，如卫星通信、制导、精准导航等。

按工艺制程分

90nm以上（包含90nm、128nm及以上）、60nm、45nm、28nm、14nm、12nm、7nm、7nm及以下。现在所谓的先进制程芯片，主要指的是12nm以下，比如12nm、9nm、7nm、5nm，甚至3nm。目前台积电已经实现了5nm芯片的量产及3nm的试产。

按功能类别分

●处理器类：主要在系统中承担具体计算、控制任务的芯片，比如 MCU、CPU、GPU、NPU等。

●存储类：主要在系统中承担对数据的存储的芯片，以及一些存储控制器类芯片，比如DRAM，SRAM，Flash等。

●通讯类（有线、无线）：主要在系统中承担通讯功能的芯片，比如一些以太网类芯片，交换类芯片，广域与局域网、点对点与自组网类芯片，以及辅助通讯的滤波、放大、功率等器件都可属于此类，大众通常所知道的WiFi、蓝牙、5G基带、GPS、NB-IoT、网卡、交换机等都可以被划分到这一类别中。

●交互类：在系统中主要承担信息的采集、呈现与交互的芯片，这一类包含非常广泛，比如一般意义下的传感器、输入输出设备、一部分的信号处理芯片等。大众通常所熟知的麦克风、显示芯片、动作传感器、一部分的AD/DA芯片，都可以划入这一类。

●电源管理与功率器件类：电子系统，需要提供源源不断的电能来维持，在系统中主要承担这部分功能的都可以划为这一类，比如PMIC、DC-DC、AC-DC、LDO和IGBT类都可以划入这一类别。

●阻容器件等：除了承担主要任务的芯片之外，在一个系统中，还有对整个电路起到实际调节作用的电阻、电容等。在一定情况下，也可以把无源器件（被动元器件）划入这一类。

除了上述分类方法之外，也有人按照芯片特征分为数字电路、模拟电路、射频、功率类器件等。

03、全球和中国MCU市场趋势

首先我们先来看一下全球MCU的市场趋势，根据IC Insights的最新数据，随着2021年经济强劲复苏，微控制器（MCU）销售额增长23%，达到创纪录的196亿美元。IC Insights预测，2022年全球MCU销售额将增长10%，达到215亿美元的历史新高，未来几年复合增长率可达 10%，2028 年将增至 360 亿美元。就MCU 的六大应用市场来看，国际 MCU 厂商主要以汽车和工业市场为主。

图1  来源于：IC Insights

我们再来看国内MCU市场。据 IHS数据统计，2008-2018 年间，中国 MCU 市场年平均复合增长率(CAGR)为 7.2%，是同期全球 MCU市场增长率的 4 倍。2019 年中国 MCU 市场规模达到256亿元，2020年达到269亿元，但主要被海外大厂霸占，国产MCU渗透率较低。

中国MCU应用市场主要集中在家电/消费电子、计算机网络和通信、汽车电子、智能卡，以及工控/医疗等领域。其中汽车电子和工业控制应用对MCU的需求增长是最快的，预期到2023年工业/医疗电子的市场份额将赶上消费电子，达到92亿元人民币。 国产MCU厂商主要集中在消费电子和家电等细分市场，而汽车和工业控制等中高端市场则被国际大厂垄断。然而，在新兴的物联网应用领域，国产MCU厂商跟国际大厂几乎站在同一起步线上。

04、MCU行业链分析

产业链上游：

MCU产业链上游可分为原材料供应商和代工厂商。 原材料主要为圆晶以及来自于ARM等的内核授权；代工厂商主要包括台积电、格罗方德、联电、中芯国际、华虹半导体等。代工厂商行业集中度较高，成寡头竞争格局。2020年头部的台积电、格罗方德、联电、中芯国际等厂商市占率超过90%，其中台积电市占率高达58.6%。 由于原材料的不可替代性与代工厂商的高度集中性，上游厂商议价能力较强。

产业链中游全球MCU供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高。全球MCU厂商主要为瑞萨电子（日本）、恩智浦（荷兰）、英飞凌（德国）、微芯科技（美国）、意法半导体等，TOP7头部企业市占率超过80%。国内MCU芯片厂商在中低端市场具备较强竞争力，市占率稳步上升。国外厂商IDM模式为主，国内厂商Fabless模式为主。产业链下游MCU应用领域全球汽车电子占比最高，中国集中在消费领域：2020年汽车电子是全球MCU第一大应用领域，占比为33%，其次是工业控制、医疗、计算机网络、消费电子等领域。 2020年中国MCU市场销售额第一的应用领域为消费电子，其次是计算机网络，而汽车电子及工业控制领域的MCU占比则显著低于全球水平，中国MCU应用仍主要集中在消费、家电等品类。

05、国产MCU厂商

 

06、车规MCU厂商进展

因为缺芯和本土化供应需求，国内众多汽车品牌开始对引入国产品牌MCU表现积极。整体而言，虽然国产芯片在汽车市场应用和技术仍远不及海外MCU巨头仍是事实，但国产MCU在汽车应用市场加快引进也是现实。 在市场端的积极情绪下，国产MCU企业也在加快市场进程。据不完全统计，国内芯片企业中比亚迪半导体、芯旺微、四维图新等等公布其车规MCU产品的商业化进程。

07、高性能MCU精选

2022年，在消费电子市场需求持续疲软的压力传导之下，MCU市场供货紧张的情况已经得到缓解。但中高端市场的替代空间依然巨大，国产MCU还有很长的一段路要走。以下是参评第四届“硬核中国芯”的知名企业中精选的20款国产高性能MCU，可为市场MCU替换做参考。（点击图片可放大）  

08、MCU生态

在消费行业，对于MCU耳熟能详，感知、计算、控制，无处不在，数量巨大，但，对于成本控制也是要求极高，客户攻入快，也意味着退出也很快。 在工业行业，相对于消费行业，数量差几个数量级，但客户一旦选用，不太轻易更换，这个成本占比不太敏感，但对于稳定性要求，持续供货的要求，较高。 在汽车行业，随着智能网联汽车的发展，新型汽车相对于传统汽车而言，对于传感器和MCU的需求以数量级方式上升。 这三个赛道，对于MCU厂家和渠道商而言，都是面临着选择问题。对于技术要求，从消费、工业、汽车需求一个比一个要求高。汽车电子是MCU最大市场，工业次之，消费行业和计算机行业总量在后。在追求规模化还是利润率等方向上，每家公司各有不同的打算。国产替代，是不可逆的大趋势。在这大背景下，如果不做工业和汽车行业的MCU，将在中高端市场上失声。但对于传统消费行业如鱼得水的MCU厂家和渠道们，对于工业和汽车行业的市场开拓、品牌重新宣传、生态构建，可能才刚刚开始。  

审核编辑：郭婷