01 MCU是什么？
MCU（MicrocontrollerUnit）即微掌握器，又称单片机，是把CPU的规格与频率做适当缩减，并将ROM、RAM、A/D转换、各式I/O接口以及Timer等功能整合在单一芯片上，形成芯片级的打算机。
不同于巨型化打算机在运算速率和处理能力的极限提升，我们生产生活中各种仪器设备在打算掌握方面的需求相对大略单纯，兼具微型化特色和全面功能的MCU应运而生。MCU具有高性能、低功耗和易扩展的特点，可以高效提升系统的可靠性，为不同场景供应掌握功能，同时得益于其精良的性价比，运用领域十分广泛，遍及消费电子、工业掌握、通信、医疗和汽车等市场。
MCU紧张由三部分组成，首先是包括运算器、掌握器和寄存器组，由运算部件和掌握部件两大部分组成的CPU（中心处理单元）；然后是包括ROM（程序存储器）和RAM（数据存储器）两种的存储器；再加上包括PO/P1/P2/P3等数字I/O接口，内部电路含端口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器等电路的外围功能电路。
范例的MCU芯片架构 资料来源：中微半导招股解释书
在实际利用中，常日由传感器输入旗子暗记——输入处理器放大处理——ADC模数转换至数字旗子暗记——MCU运算处理——DAC数模转换至仿照旗子暗记——功率驱动运用处景中的各项元件。
旗子暗记链运行过程资料来源：芯海科技招股解释书
目前，按总线或数据处理位数分类，MCU可被分为4位、8位、16位、32位乃至64位。个中位数是指每次CPU处理的二进制数的位数，位数越多，数据有效数越多，精确度越高，运算偏差越小，是衡量MCU性能的一个主要指标。
MCU的性能随着位数的增加而提高，适用场景也更加丰富，个中8位和16位MCU紧张用于一样平常的掌握领域，利用场景不涉及操作系统，而32位MCU多用于多媒体处理、网络操作等繁芜场景，一样平常须要利用嵌入式操作系统。
根据ICInsights预测，2022年环球MCU市场中32位占比将达到67％。而16位MCU的运算性能不如32位产品，性价比又无法与8位MCU比较，市场份额逐步萎缩。
资料来源：与非网
02 2021年回归高景气
MCU启动量价齐升
首先在汽车领域，MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一，汽车也是环球MCU第一大运用市场，占比超过1/3，均匀每辆汽车MCU需求量高达上百颗。随着汽车半导体行业技能演进和需求升级，智能化将逐步成为干系厂商竞争的主沙场，接力电动化成为主要驱动力，MCU作为核心算力芯片深度受益。
车规级MCU芯片在汽车电子中的运用处景正在不断丰富，涵盖逆变器掌握、发动机和电池管理、变速箱掌握、安全掌握、ADAS、主动悬架、LED照明、传感器领悟等几十个次系统中。
此背景下汽车MCU市场欣欣向荣。根据ICInsights数据，汽车MCU市场规模在经历了2018-2020年的低迷之后，在2021年迎来了23％的爆发式上涨，发卖额达到76亿美元。
目前车用MCU供需尚未完备缓解，自动驾驶等级提升以及车内外传感器数量增加都会提高MCU用量。新能源车及L2以上ADAS及自驾系统渗透率的提升，还会造成车用MCU（每增加一台自驾感测器，雷达，激光雷达毫米波雷达就须要一个MCU），电源管理芯片，电力功率等芯片短缺。机构估量2022和2023年车用MCU仍旧会保持16％的年复合增长率。
同时在AIOT领域，MCU+渐成风潮物联网场景下各种终端设备配置的功能呈现井喷之势，如智好手表须要兼具康健丈量、生物识别、移动支付、社交等多项功能，对付传统MCU而言，须要添加越来越多的外设器件才能知足这些新兴需求。
传感器的升级提高了仿照旗子暗记的处理哀求，于是有了MCU+AFE的方案，无线运用的遍及催生了MCU+蓝牙/Wifi，MCU+办理方案提升了集成度，为客户降本增效，同时也提高了技能门槛，利于家当化发展，更加符合当下技能迭代和需求升级的背景。
再加上工业领域，工业设备繁芜度提升，工厂自动化、电机掌握、电源能源等主要驱动力，都匆匆使MCU需求长期量价双升。
正是受益于AIOT、工业掌握、汽车电子等运用的发达发展，环球MCU市场规模和出货量触底反弹。在行业高景气度的2021年，环球MCU出货量同比增长12％达到了近309亿颗的历史最高水平，同时受产能限定等成分影响，ASP强劲反弹10％达到0.64美元，且将保持高增态势有望于2026年打破0.75美元。
根据ICInsights数据及预测，2021年环球MCU市场规模约196亿美元，同比增长23.4％，估量至2026年将以6.7％的复合增速达到272亿美元；2021年环球MCU的出货量约为309亿颗，至2026年估量将达到358亿颗。
资料来源：ICInsights
与此同时，海内市场增速还高于环球市场。
根据IHS数据统计，2015-2020年中国MCU市场CAGR为8.4％，同期环球市场险些没有增长，2021年中国MCU市场增长了36％（高于环球市场增速的23.4％）至365亿元。
得益于海内物联网和新能源汽车市场在环球具有的高影响力和不断增长，未来数年MCU发展将迈入一个新的台阶。IHS预测至2026年，中国MCU市场规模或以约7％的CAGR提升至513亿元。
资料来源：IHS
03 缺芯潮造诣国产替代契机
当前MCU领域中，外洋企业霸占绝对领先地位。
根据Omdia统计，2021年环球前5大MCU生产厂商分别为NXP（17.3％）、瑞萨电子（16.8％）、意法半导体（15.4％）、英飞凌（13.9％）以及微芯科技（12.6％），CR5约76％。
我国MCU市场大部分份额同样被外洋巨子霸占。根据CSIA数据，2019年中国前5大MCU生产厂商分别为意法半导体（20.9％）、NXP（20.2％）、微芯科技（14.2％）、瑞萨电子（13.0％）以及英飞凌（6.2％），CR5约74％，海内厂商紧张在消费和中低端工控领域竞争，汽车、高端工控等市场国产化率较低破。
并且要知道的是，MCU行业本身变革烦懑，制程工艺等哀求并不高（40nm即可知足紧张需求），先发厂商凭借产能、技能、渠道、产品生态等的上风产生规模效应，不断加固护城河，新进入者很少有创新以及弯道超车的机会。
资料来源：英飞凌
但MCU国产化是必须打通的路，2021年供给缺口就带来了契机。
由于MCU是广泛运用的根本掌握芯片，位于电路系统的中枢位置，其性能参数对全体系统具有决定性浸染，搭建电路常日须要以其为核心选择元器件，这使得MCU每每具有更高的利用粘性和国产替代意义。
2021年缺芯涨价潮中国产厂商充分把握历史机遇，大幅推进了国产替代进程，在消费领域国产芯片已经积累了大量客户群体，对外洋厂商基本盘形成了全面深入的渗透，与各行各业的终端客户建立了深厚互助关系，积攒了较好的口碑和宝贵的客户验证履历，大幅推进了国产替代进程。2021年环球MCU发卖额前十的厂商中首次涌现中国大陆公司身影，兆易创新位列第八。
目前相称数量的国产厂商已经在工控、汽车等下贱运用中深度布局，海内厂商已在逐步推出车规MCU产品，开始以点带面逐步打破，MCU国产替代2.0时期依然拉开序幕。在供应链安全考量下，预期会有越来越多的国产终端验证国产芯片。
04 干系企业有哪些？
首先是代表型企业兆易创新，紧张业务为存储芯片（包括闪存产品和DRAM）、微掌握器（MCU）和传感器，产品运用于手机、平板电脑等消费类电子、物联网终端、汽车电子及工业掌握设备等领域。
目前公司MCU产品系列数、料号数增长逐年提速。2022年6月30日末，共有37个系列450余款，出货量累计超10亿颗。在汽车运用领域，公司工规级MCU已在汽车后装市场运用，并于2022年9月推出40nm车规级MCU产品，以车身电子、座舱和安全域作为切入点，覆盖ADAS、汽车照明、HVAC、DCDC车载充电、T-BOX、EDR、导航等运用。
同时，公司紧张面向工业自动化、能源电力、安防消防等主流工业运用的高性能MCU也在按操持进行中。
成立于2001年的国芯科技，则是一家聚焦于国产自主可控嵌入式CPU技能研发和家当化运用的芯片设计公司。公司为国家重大需求和市场需求领域客户供应IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品，紧张运用于信息安全、汽车电子和工业掌握、边缘打算和网络通信三大关键领域。
公司已成功开拓CCM3310S-T、CCM3310S-H和CCM3320S等三款车规级全安全MCU芯片产品，形成高、中、低产品系列。个中CCM3310S-T/CCM3310S-H已批量供货，CCM3320S正在进行客户验证阶段，紧张对标国际领先厂商有恩智浦和英飞凌干系产品，紧张运用包括车载T-BOX安全单元、车载诊断系统（OBD）安全单元、车联网C-V2X通信安全运用等。
公司上述芯片产品已得到车规级认证，并得到国家密码管理局的信息安全产品的型号认证，已进入汽车TBOX和OBD等领域的产品运用，成为公司大型汽车模组厂商的前装OBD、T-BOX和ETC等领域的产品序列，在海内车规安全芯片市场影响力逐步扩大。
中微半导是海内少有的以MCU为核心的平台型芯片设计企业。自2001年景立以来，公司环绕智能掌握器所需芯片及底层算法进行技能布局，具备8位和32位MCU、高精度仿照、功率驱动、功率器件、无线射频和底层核心算法的设计能力，积累的自主IP超过1000个。
目前在售产品紧张包括家电掌握芯片、消费电子芯片、电机与电池芯片、传感器旗子暗记处理芯片、功率器件芯片和汽车电子芯片等，运用于智能家电消费电子、电机与电池、医疗康健、物联网等领域。
2022年上半年，公司BAT32系列近10款产品运用于汽车前装市场的销量大幅增加，产品已经批量导入到长安、比亚迪、广汽、吉利等汽车终端客户。公司新一代车规级MCUBAT32A系列已经发布，符合AEC-Q100Grade1车规标准，将紧张用于汽车及高端工业市场，标志着公司在车规级32位MCU研发上实现打破。
成立于2003年的芯海科技，是一家集感知、打算、掌握、连接于一体的全旗子暗记链集成电路设计企业。经由近20年的发展，公司目前已经建立起三大产品线：仿照旗子暗记链、MCU以及康健丈量AIOT芯片，紧张产品运用于工业丈量与工业掌握、通信与打算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、聪慧家居、聪慧康健等领域。
公司的MCU芯片具有高集成度和高可靠性等特点，能够较好知足从8位到32位、从低本钱到高性能的不同MCU产品需求。截至2022年上半年，32位MCU占MCU的发卖占比超过50％。
公司于2021年末发布“汽车MCU芯片研发及家当化”可转债召募项目，拟召募不超过2.94亿元资金用于车规级端掌握和域掌握MCU的研发，该召募项目于2022年3月正式获证监会批准。目前，公司车规级MCU产品研发进展顺利，未来有望成为公司发展主要一极。
此外还有智能家电MCU供应商中颖电子，以及形成通用MCU、安全芯片以及射频芯片三条集成电路产品线的国民技能等企业。随着MCU需求逐步放量以及国产企业快速追赶，MCU国产化浪潮已然开启。
本文源自全景财经
