MCU 在海外是一個(gè)很成熟的行業(yè)，已經(jīng)形成非常穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)格局，全球前五大 MCU 廠商市占率合計(jì)超 75%，目前MCU大廠形成各有特色的市場(chǎng)布局。

▲圖1：2020 年全球市占率排名

來(lái)源：英飛凌

什么是MCU

微控制單元 (Microcontroller Unit；MCU) ，又稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī) (Single Chip Microcomputer ) 或者單片機(jī)，是把中央處理器 (Central Process Unit；CPU) 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。

8051單片機(jī)（MCU）誕生于20世紀(jì)末期，在2000年以前用的最多的單片機(jī)就是Intel 8051系列單片機(jī)，此后51單片機(jī)幾乎是每個(gè)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生的必修課程。基于8051內(nèi)核的單片機(jī)是8位的處理器，工作頻率相對(duì)較低，其處理能力也非常有限，但在過(guò)去能完全應(yīng)付絕大部分的嵌入式應(yīng)用了。

▲Intel P8051

隨著技術(shù)的進(jìn)步2005年ARM公司正式推出Cortex-M3芯片，Cortex-M3擁有更高處的理能力且價(jià)格比51單片機(jī)還低。目前現(xiàn)在基于Cortex-M系列ARM內(nèi)核的MCU已經(jīng)逐漸在應(yīng)用中取代了51單片機(jī)。

▲Arm® Cortex®-M3 方塊圖

根據(jù)其位數(shù)劃分，目前有 4位單片機(jī)、8位、16位、32位，乃至64位。最早還有1位。4位單片機(jī)，目前已經(jīng)多不常見(jiàn)。但是在我們以為看不到的地方還是在使用，比如吉利剃須刀，家電中用的東芝4位cpu。8位單片機(jī)，是目前最常見(jiàn)的，比如51系列，還有 AVR、pic、飛思卡爾8位系列、nec等公司都有、國(guó)內(nèi)的sst等，其通用性很好，適合十分廣闊的控制領(lǐng)域。16位單片機(jī)，比較典型的是MSP430，還有飛思卡爾的16位系列。32位單片機(jī)，目前比較火的是stm32。

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是不會(huì)過(guò)時(shí)，而且依舊具有很強(qiáng)大的生命力。

中國(guó) MCU 市場(chǎng)規(guī)模約 250-300 億元，國(guó)內(nèi) MCU 廠商市場(chǎng)份額較低

據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 268.8億元，2020-2022年中國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模 CAGR為8.99%，中國(guó) MCU 市場(chǎng)規(guī)模增速高于全球MCU市場(chǎng)規(guī)模增速。據(jù)CSIA數(shù)據(jù)，2019年瑞薩電子、恩智浦和微芯是中國(guó)MCU市場(chǎng)份額占比前三位的廠商，國(guó)內(nèi)MCU廠商在中國(guó)的市場(chǎng)份額較低，國(guó)產(chǎn)化率有待提升。

▲圖11：2015-2022 年中國(guó) MCU 市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)

來(lái)源：IHS

▲圖12：2019 年中國(guó) MCU 市場(chǎng)份額

來(lái)源：CSIA

我國(guó)有100多家MCU公司，總體呈現(xiàn)散而弱的局面，但營(yíng)收體量過(guò)億的不足15%，合計(jì)市占率亦不足15%。從下游應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，當(dāng)前國(guó)產(chǎn)MCU主要集中在中低端消費(fèi)領(lǐng)域，初步進(jìn)入工業(yè)級(jí)，汽車(chē)級(jí)MCU國(guó)產(chǎn)化率較低。消費(fèi)級(jí)MCU技術(shù)門(mén)檻較低，是MCU廠商產(chǎn)品切入的理想起點(diǎn)。全球消費(fèi)電子MCU市場(chǎng)主要被巨頭占據(jù)，僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)MCU廠商尚有一席之地，但是應(yīng)用還是以中低端為主，高端市場(chǎng)應(yīng)用率還需提高。

工業(yè)級(jí)MCU應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，國(guó)產(chǎn)廠商可逐步切入更多領(lǐng)域。MCU是工業(yè)控制系統(tǒng)的核心，工業(yè)電子有嚴(yán)格的產(chǎn)品要求，目前全球主要的工控MCU供應(yīng)商是各類(lèi)國(guó)外廠商。國(guó)內(nèi)MCU廠商的產(chǎn)品初涉工業(yè)控制領(lǐng)域，但市場(chǎng)份額還較小。

汽車(chē)級(jí)MCU要求嚴(yán)格，目前主要由國(guó)外MCU廠商壟斷，國(guó)產(chǎn)化率很低。安全是汽車(chē)的第一要義，汽車(chē)級(jí)MCU需要滿(mǎn)足嚴(yán)苛的要求。據(jù)英飛凌官網(wǎng)數(shù)據(jù)，2020年全球MCU前六大國(guó)外廠商占據(jù)的市場(chǎng)份額高達(dá)96%，國(guó)內(nèi)MCU廠商若想要進(jìn)入車(chē)規(guī)級(jí)領(lǐng)域，需要過(guò)硬的產(chǎn)品品質(zhì)以及較長(zhǎng)的驗(yàn)證時(shí)間，車(chē)廠一旦采用某個(gè)廠商的產(chǎn)品，一般不會(huì)輕易更換。

中國(guó)MCU廠商與國(guó)際一流企業(yè)差距較大，總體占比較小，高端MCU滲透率不足。

目前消費(fèi)級(jí)MCU技術(shù)門(mén)檻較低，中低端消費(fèi)領(lǐng)域是MCU廠商產(chǎn)品切入的理想起點(diǎn)。而汽車(chē)級(jí)MCU技術(shù)要求嚴(yán)格，目前主要由國(guó)外MCU廠商壟斷，國(guó)產(chǎn)化率很低。國(guó)內(nèi)MCU廠商若想要進(jìn)入車(chē)規(guī)級(jí)領(lǐng)域，需要過(guò)硬的產(chǎn)品品質(zhì)以及較長(zhǎng)的驗(yàn)證時(shí)間，車(chē)廠一旦采用某個(gè)廠商的產(chǎn)品，一般不會(huì)輕易更換。為什么國(guó)產(chǎn)MCU在高端市場(chǎng)使用率很低？主要原因是國(guó)內(nèi)MCU行業(yè)領(lǐng)域人才缺口巨大，且在工業(yè)級(jí)別和汽車(chē)級(jí)別還未達(dá)到較高的技術(shù)水準(zhǔn)。

近年來(lái)我國(guó)在政策層面為行業(yè)給予多重利好。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的 發(fā)展和國(guó)家安全保障，一直受到國(guó)家的關(guān)注和重點(diǎn)扶持。尤其是中美貿(mào)易摩擦以后，半導(dǎo)體的發(fā)展 更是受到了全社會(huì)的關(guān)注，而且企業(yè)融資變得相對(duì)更容易，這樣有利于初創(chuàng)企業(yè)的成長(zhǎng)，也利于產(chǎn)品升級(jí)與技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)，終端廠商也愿意給國(guó)內(nèi)廠商更多機(jī)會(huì)，讓國(guó)內(nèi)廠商逐步從中低端介入， 再到中高端。

不管從消費(fèi)類(lèi)的玩具、手機(jī)周邊、家居家電，到工業(yè)類(lèi)的電機(jī)控制、汽車(chē)電子、無(wú)線通訊，甚至物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，在中國(guó)都有大量的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì) 和配套的支持體系，以及廣泛的消費(fèi)群體和應(yīng)用場(chǎng)景。這使得 MCU 產(chǎn)品及方案的“定義權(quán)”逐步 移到中國(guó)來(lái)。國(guó)內(nèi)企業(yè)更能提供貼近本土化的產(chǎn)品和服務(wù)，同時(shí)具備成本優(yōu)勢(shì)。此外，國(guó)內(nèi) MCU 產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸成熟，國(guó)內(nèi)的晶圓代工廠、封測(cè)廠已經(jīng)成熟，IP 庫(kù)的豐富和技術(shù)的沉淀，為提高 MCU 產(chǎn)品的性能表現(xiàn)和可靠性打下了扎實(shí)的基礎(chǔ) 。

外資MCU廠商過(guò)去30年在國(guó)內(nèi)的發(fā)展培養(yǎng)了大量人才，為國(guó)產(chǎn) MCU 的發(fā)展提供了軟實(shí)力的支持。例如：華大半導(dǎo)體 MCU 的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中 80%成員有一二十年的外企設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

不同于手機(jī) SOC 技術(shù)幾乎每年在更新?lián)Q代，MCU 用于控制的運(yùn)算量較小，且在每個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)靜態(tài)性，技術(shù)更新速度相對(duì)較慢。因此，國(guó)外具備技術(shù)壟斷的公司針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品其功能和性能的提升和優(yōu)化相對(duì)較慢，疊加天時(shí)地利人和的優(yōu)勢(shì)，給國(guó)內(nèi)公司提供了在某些特定的技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)慢慢突破并趕超的機(jī)會(huì)。

MCU的發(fā)展如何

隨著AI和IoT的發(fā)展與融合，MCU的設(shè)計(jì)也更加復(fù)雜，逐漸從傳統(tǒng)單一功能的微控制器轉(zhuǎn)向集成更多功能特性、計(jì)算性能更強(qiáng)的系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）。ASPENCORE《電子工程專(zhuān)輯》分析師團(tuán)隊(duì)識(shí)別出如下六個(gè)MCU設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

1. 更加智能（AI）

2. 更強(qiáng)性能（Performance）

3. 更低功耗（Power）

4. 更加安全（Security）

5. 無(wú)線連接（Wireless）

6. 更小尺寸（Area）

因?yàn)槟壳皣?guó)家非常重視國(guó)產(chǎn)MCU的發(fā)展，出臺(tái)了許多對(duì)行業(yè)有力的政策，由于目前行業(yè)人才空缺巨大，很多地方都出現(xiàn)無(wú)人可用的情況，更多公司都愿意給出更高的薪酬來(lái)吸引人才。行業(yè)內(nèi)MCU工程師平均月薪為17.7k，20k-30k占比為31.9%。部分公司甚至提出30k-50的高薪。