摘要： MCU廣泛地應(yīng)用于家電、工控、物聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)領(lǐng)域，通過研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)MCU行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與我國(guó)金融市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)高度吻合;市場(chǎng)規(guī)模方面，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子將成為未來MCU行業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力;技術(shù)方面，32位MCU核心技術(shù)嚴(yán)重依賴國(guó)外，尚未形成自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

MCU又稱微控制器或單片機(jī)，是將CPU、RAM、ROM等部件集成在一塊芯片上，實(shí)現(xiàn)各部件功能的集成應(yīng)用，作為芯片級(jí)別的計(jì)算機(jī)，MCU能夠?qū)崿F(xiàn)指令的讀取與執(zhí)行，并返回結(jié)果，主要應(yīng)用于家電、工控、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。如圖1所示，MCU內(nèi)部的功能部件主要是CPU、存儲(chǔ)器(包括程序和數(shù)據(jù))、I/O端口、串行口、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分。 

圖1 典型MCU組成框圖

(資料來源：公開資料整理)

中國(guó)MCU行業(yè)市場(chǎng)增速與全球背離，中國(guó)CAGR是同期全球CAGR的4倍

全球MCU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模以及市場(chǎng)增速呈現(xiàn)震蕩趨勢(shì)。如圖2所示，2008年金融危機(jī)席卷全球，給全球范圍內(nèi)的實(shí)體經(jīng)濟(jì)造成了沖擊，電子制造業(yè)也陷入低迷，2009年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模萎縮30億美元，增速為-21.2%。由于2008、2009年市場(chǎng)的萎靡，行業(yè)需求的積蓄，導(dǎo)致2010年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模有了跳躍式提升，增速達(dá)到了34.9%，之后的幾年里，全球MCU市場(chǎng)一直處于震蕩態(tài)勢(shì)，在2017年達(dá)到峰值170億美元。2008年到2018年全球MCU行業(yè)年平均復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR僅為1.8%。

圖2 2008-2018年全球MCU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及增速(單位：億美元)

(資料來源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì))

近10年我國(guó)MCU行業(yè)的發(fā)展，與我國(guó)金融市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)高度吻合。由于2008年我國(guó)金融市場(chǎng)還在初步探索階段，金融衍生工具市場(chǎng)還未發(fā)展起來，受美國(guó)次貸危機(jī)的波及較小，所以2009年在全球MCU市場(chǎng)規(guī)模不進(jìn)反退的情況下，我國(guó)依然保持8.1%的增長(zhǎng)速率，2010年延續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2010年到2014年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入調(diào)整階段，股市一路向下，實(shí)體經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)萎靡，MCU行業(yè)也受到波及。2015年股市瘋漲將近2000點(diǎn)，大量資金涌入實(shí)體，助推了實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2015年與2016年我國(guó)MCU市場(chǎng)增速均超過12%。2016年之后受國(guó)家去杠桿、企業(yè)去產(chǎn)能、去庫存的影響，MCU行業(yè)增速放緩。綜合來看，2008年到2018年中國(guó)MCU行業(yè)年平均復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR為7.2%，是同期全球CAGR的4倍。

圖3 2008-2018年中國(guó)MCU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及增速(單位：億元)

(資料來源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì))

物聯(lián)網(wǎng)及汽車電子將促進(jìn)MCU行業(yè)產(chǎn)能爆發(fā)

我國(guó)MCU下游應(yīng)用以消費(fèi)電子為主。對(duì)比全球以及我國(guó)MCU應(yīng)用市場(chǎng)結(jié)構(gòu)可以明顯看出，全球范圍內(nèi)，汽車電子以及工控/醫(yī)療對(duì)MCU的需求最大，合計(jì)占比48%。我國(guó)MCU行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域則是消費(fèi)電子，需求占比26%，而全球范圍內(nèi)消費(fèi)電子僅占MCU行業(yè)下游應(yīng)用的8%，我國(guó)汽車電子以及工控領(lǐng)域?qū)CU的需求占比合計(jì)27%，遠(yuǎn)低于全球水平。

物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子將成為MCU行業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。隨著工業(yè)4.0的提出以及新能源汽車的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子必然形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。MCU是物聯(lián)網(wǎng)的核心部件，在物聯(lián)網(wǎng)的終端模組中占比35%-45%，而物聯(lián)網(wǎng)未來將是萬億級(jí)市場(chǎng)，接入的設(shè)備高達(dá)百億，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，應(yīng)用場(chǎng)景逐漸擴(kuò)張，終端模組需求量龐大，MCU行業(yè)將迎來新一輪的產(chǎn)能釋放。我國(guó)汽車電子行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模目前處于穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2017年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)795億美元，2010到2017年汽車電子行業(yè)CAGR為11.7%，預(yù)計(jì)2020年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到991億美元。物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子的發(fā)展將合力推動(dòng)MCU行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張。

圖4 全球及中國(guó)MCU應(yīng)用領(lǐng)域占比

(資料來源：iFind)

高端領(lǐng)域國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力偏弱，32位MCU亟待發(fā)展

本土廠商逐步在中低端領(lǐng)域完成國(guó)產(chǎn)替代。如表1所示，不同位數(shù)的MCU適用于不同的領(lǐng)域，位數(shù)越高，MCU的數(shù)據(jù)處理能力越強(qiáng)，越能適用復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景。4位MCU主要應(yīng)用于傳統(tǒng)家電、儀器儀表等簡(jiǎn)單控制領(lǐng)域，8位MCU主要應(yīng)用于電動(dòng)玩具、馬達(dá)控制器、電話錄音機(jī)等領(lǐng)域，16位MCU數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)，適用于電話、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域。目前我國(guó)4位、8位以及16位MCU的開發(fā)及應(yīng)用已經(jīng)十分完善，并且本土廠商利用成本低、服務(wù)強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了中低端領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代，比如中穎電子在微波爐適用單片機(jī)領(lǐng)域做到了全球市場(chǎng)份額第一。

高端領(lǐng)域以國(guó)外企業(yè)為主。隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代以及應(yīng)用領(lǐng)域的智能化發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于MCU的運(yùn)算性能提出了更高的要求，32位MCU逐漸成為市場(chǎng)主流，目前全球32位MCU的出貨量已經(jīng)超過4位、8位、16位MCU的綜合出貨量。在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局方面，荷蘭的NXP、日本的Renesas、美國(guó)的Microchip、TI、Cypress、韓國(guó)的Samsung、法國(guó)的ST、德國(guó)的Infineon壟斷全球絕大部分市場(chǎng)份額，由于行業(yè)技術(shù)壁壘較高，國(guó)內(nèi)數(shù)十家MCU公司在工控、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等市場(chǎng)空間較大的領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力偏弱，以MCU作為主業(yè)務(wù)上市的只有中穎電子及兆易創(chuàng)新，其中兆易創(chuàng)新已經(jīng)開始進(jìn)行32位MCU的布局與研發(fā)，目前基于國(guó)外的ARM架構(gòu)推出了一系列產(chǎn)品。

表1 不同種類MCU及應(yīng)用領(lǐng)域

(資料來源：公開資料整理)

技術(shù)壁壘短期難以打破，獨(dú)立自主任重道遠(yuǎn)

國(guó)外MCU行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)完善，構(gòu)成行業(yè)壁壘。目前，國(guó)外已經(jīng)在MCU芯片架構(gòu)、開發(fā)環(huán)境、指令集系統(tǒng)、應(yīng)用解決方案等方面形成了一套十分成熟的生態(tài)系統(tǒng)，也構(gòu)成了MCU行業(yè)壁壘，本土廠商依靠自主研發(fā)短期內(nèi)在32位MCU產(chǎn)品上很難實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，所以目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采取的策略是使用國(guó)外芯片架構(gòu)及IP、與國(guó)外成熟產(chǎn)品保持管腳兼容，利用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與本土化的低成本優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)份額，比如國(guó)內(nèi)多數(shù)32位MCU產(chǎn)品均選擇使用ST基于ARM Cortex-M3開發(fā)的生態(tài)體系。但是依賴于國(guó)外核心技術(shù)研發(fā)出的本土化產(chǎn)品始終缺乏自有技術(shù)，很難在32位MCU領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)有MCU企業(yè)只有在芯片架構(gòu)、指令集等核心技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)突破，才能真正實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主，具備核心競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子等領(lǐng)域的崛起已成必然趨勢(shì)，MCU是智能化終端模組中的核心部件，也將迎來廣闊的新增市場(chǎng)需求，尤其是高性能的32位MCU將成為市場(chǎng)主流。而當(dāng)前國(guó)產(chǎn)32位MCU產(chǎn)品在核心技術(shù)方面嚴(yán)重依賴于國(guó)外，尚未形成自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，要想實(shí)現(xiàn)高端領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代，獨(dú)立自主是必經(jīng)途徑。