摘要： MCU廣泛地應用于家電、工控、物聯網等各個領域，通過研究發(fā)現，我國MCU行業(yè)的發(fā)展趨勢與我國金融市場的發(fā)展趨勢高度吻合;市場規(guī)模方面，物聯網、汽車電子將成為未來MCU行業(yè)增長的主要驅動力;技術方面，32位MCU核心技術嚴重依賴國外，尚未形成自己的競爭優(yōu)勢。

MCU又稱微控制器或單片機，是將CPU、RAM、ROM等部件集成在一塊芯片上，實現各部件功能的集成應用，作為芯片級別的計算機，MCU能夠實現指令的讀取與執(zhí)行，并返回結果，主要應用于家電、工控、汽車電子、物聯網等領域。如圖1所示，MCU內部的功能部件主要是CPU、存儲器(包括程序和數據)、I/O端口、串行口、定時器、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MCU行業(yè)市場增速與全球背離，中國CAGR是同期全球CAGR的4倍

全球MCU行業(yè)市場規(guī)模以及市場增速呈現震蕩趨勢。如圖2所示，2008年金融危機席卷全球，給全球范圍內的實體經濟造成了沖擊，電子制造業(yè)也陷入低迷，2009年全球MCU市場規(guī)模萎縮30億美元，增速為-21.2%。由于2008、2009年市場的萎靡，行業(yè)需求的積蓄，導致2010年全球MCU市場規(guī)模有了跳躍式提升，增速達到了34.9%，之后的幾年里，全球MCU市場一直處于震蕩態(tài)勢，在2017年達到峰值170億美元。2008年到2018年全球MCU行業(yè)年平均復合增長率CAGR僅為1.8%。

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

(資料來源：中國半導體行業(yè)協(xié)會)

近10年我國MCU行業(yè)的發(fā)展，與我國金融市場的發(fā)展趨勢高度吻合。由于2008年我國金融市場還在初步探索階段，金融衍生工具市場還未發(fā)展起來，受美國次貸危機的波及較小，所以2009年在全球MCU市場規(guī)模不進反退的情況下，我國依然保持8.1%的增長速率，2010年延續(xù)增長態(tài)勢。2010年到2014年，我國經濟進入調整階段，股市一路向下，實體經濟表現萎靡，MCU行業(yè)也受到波及。2015年股市瘋漲將近2000點，大量資金涌入實體，助推了實體經濟的發(fā)展，2015年與2016年我國MCU市場增速均超過12%。2016年之后受國家去杠桿、企業(yè)去產能、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MCU行業(yè)年平均復合增長率CAGR為7.2%，是同期全球CAGR的4倍。

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

(資料來源：中國半導體行業(yè)協(xié)會)

物聯網及汽車電子將促進MCU行業(yè)產能爆發(fā)

我國MCU下游應用以消費電子為主。對比全球以及我國MCU應用市場結構可以明顯看出，全球范圍內，汽車電子以及工控/醫(yī)療對MCU的需求最大，合計占比48%。我國MCU行業(yè)應用最為廣泛的領域則是消費電子，需求占比26%，而全球范圍內消費電子僅占MCU行業(yè)下游應用的8%，我國汽車電子以及工控領域對MCU的需求占比合計27%，遠低于全球水平。

物聯網以及汽車電子將成為MCU行業(yè)增長的主要驅動力。隨著工業(yè)4.0的提出以及新能源汽車的發(fā)展，物聯網以及汽車電子必然形成產業(yè)化發(fā)展趨勢。MCU是物聯網的核心部件，在物聯網的終端模組中占比35%-45%，而物聯網未來將是萬億級市場，接入的設備高達百億，隨著物聯網的不斷發(fā)展，應用場景逐漸擴張，終端模組需求量龐大，MCU行業(yè)將迎來新一輪的產能釋放。我國汽車電子行業(yè)市場規(guī)模目前處于穩(wěn)步增長的態(tài)勢，2017年市場規(guī)模已達795億美元，2010到2017年汽車電子行業(yè)CAGR為11.7%，預計2020年市場規(guī)模將達到991億美元。物聯網以及汽車電子的發(fā)展將合力推動MCU行業(yè)產能擴張。

圖4 全球及中國MCU應用領域占比

(資料來源：iFind)

高端領域國內企業(yè)競爭力偏弱，32位MCU亟待發(fā)展

本土廠商逐步在中低端領域完成國產替代。如表1所示，不同位數的MCU適用于不同的領域，位數越高，MCU的數據處理能力越強，越能適用復雜的應用場景。4位MCU主要應用于傳統(tǒng)家電、儀器儀表等簡單控制領域，8位MCU主要應用于電動玩具、馬達控制器、電話錄音機等領域，16位MCU數據處理能力更強，適用于電話、數字相機等領域。目前我國4位、8位以及16位MCU的開發(fā)及應用已經十分完善，并且本土廠商利用成本低、服務強的優(yōu)勢實現了中低端領域的國產替代，比如中穎電子在微波爐適用單片機領域做到了全球市場份額第一。

高端領域以國外企業(yè)為主。隨著產品的更新換代以及應用領域的智能化發(fā)展，市場對于MCU的運算性能提出了更高的要求，32位MCU逐漸成為市場主流，目前全球32位MCU的出貨量已經超過4位、8位、16位MCU的綜合出貨量。在企業(yè)競爭格局方面，荷蘭的NXP、日本的Renesas、美國的Microchip、TI、Cypress、韓國的Samsung、法國的ST、德國的Infineon壟斷全球絕大部分市場份額，由于行業(yè)技術壁壘較高，國內數十家MCU公司在工控、物聯網、汽車電子等市場空間較大的領域競爭力偏弱，以MCU作為主業(yè)務上市的只有中穎電子及兆易創(chuàng)新，其中兆易創(chuàng)新已經開始進行32位MCU的布局與研發(fā)，目前基于國外的ARM架構推出了一系列產品。

表1 不同種類MCU及應用領域

(資料來源：公開資料整理)

技術壁壘短期難以打破，獨立自主任重道遠

國外MCU行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)完善，構成行業(yè)壁壘。目前，國外已經在MCU芯片架構、開發(fā)環(huán)境、指令集系統(tǒng)、應用解決方案等方面形成了一套十分成熟的生態(tài)系統(tǒng)，也構成了MCU行業(yè)壁壘，本土廠商依靠自主研發(fā)短期內在32位MCU產品上很難實現國產替代，所以目前國內大多數企業(yè)采取的策略是使用國外芯片架構及IP、與國外成熟產品保持管腳兼容，利用國外的先進技術與本土化的低成本優(yōu)勢搶占市場份額，比如國內多數32位MCU產品均選擇使用ST基于ARM Cortex-M3開發(fā)的生態(tài)體系。但是依賴于國外核心技術研發(fā)出的本土化產品始終缺乏自有技術，很難在32位MCU領域實現國產替代，國有MCU企業(yè)只有在芯片架構、指令集等核心技術等方面實現突破，才能真正實現獨立自主，具備核心競爭力。

結語

物聯網以及汽車電子等領域的崛起已成必然趨勢，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需求，尤其是高性能的32位MCU將成為市場主流。而當前國產32位MCU產品在核心技術方面嚴重依賴于國外，尚未形成自己的競爭優(yōu)勢，要想實現高端領域的國產替代，獨立自主是必經途徑。