即将破500亿市场规模的MCU 市场规模550亿

  疫情缺芯困局促使国内企业崛起的MCU市场,仍有汽车智能化、工业自动化、消费电子基本盘等强力驱动。

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  MCU是什么?

  MCU(MicrocontrollerUnit)即微控制器,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,形成芯片级的招股说明书

  在实际运用中,通常由传感器输入信号——输入处理器放大处理——ADC模数转换至数字信号——MCU运算处理——DAC数模转换至模拟信号——功率驱动应用场景中的各项元件。

  即将破500亿市场规模的MCU 正在上演国产替代大戏丨黄金眼

  信号链运行过程资料来源:芯海科技招股说明书

  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位甚至64位。其中位数是指每次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,运算误差越小,是衡量MCU性能的一个重要指标。

  MCU的性能随着位数的增加而提高,适用场景也更加丰富,其中8位和16位MCU主要用于一般的控制领域,使用场景不涉及操作系统,而32位MCU多用于多媒体处理、网络操作等复杂场景,一般需要使用嵌入式操作系统。

  根据ICInsights预测,2022年全球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相比,市场份额逐步萎缩。

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  资料来源:与非网

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  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,汽车也是全球MCU第一大应用市场,占比超过1/3,平均每辆汽车MCU需求量高达上百颗。随着汽车半导体行业技术演进和需求升级,智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场,接力电动化成为重要驱动力,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应用场景正在不断丰富,涵盖逆变器控制、发动机和电池管理、变速箱控制、安全控制、ADAS、主动悬架、LED照明、传感器融合等几十个次系统中。

  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,销售额达到76亿美元。

  目前车用MCU供需尚未完全缓解,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需要一个MCU),电源管理芯片,位列第八。

  目前相当数量的国产厂商已经在工控、汽车等下游应用中深度布局,国内厂商已在逐步推出车规MCU产品,开始以点带面逐步突破,MCU国产替代2.0时代依然拉开序幕。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。

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  相关企业有哪些?

  首先是代表型企业兆易创新,主要业务为存储芯片(包括闪存产品和DRAM)、微控制器(MCU)和传感器,产品应用于手机、平板电脑等消费类电子、物联网终端、汽车电子及工业控制设备等领域。

  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。在汽车应用领域,公司工规级MCU已在汽车后装市场应用,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、导航等应用。

  同时,公司主要面向工业自动化、能源电力、安防消防等主流工业应用的高性能MCU也在按计划进行中。

  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技术研发和产业化应用的芯片设计公司。公司为国家重大需求和市场需求领域客户提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品,主要应用于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域。

  公司已成功开发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。其中CCM3310S-T/CCM3310S-H已批量供货,CCM3320S正在进行客户验证阶段,主要对标国际领先厂商有恩智浦和英飞凌相关产品,主要应用包括车载T-BOX安全单元、车载诊断系统(OBD)安全单元、车联网C-V2X通信安全应用等。

  公司上述芯片产品已获得车规级认证,并获得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等领域的产品应用,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,在国内车规安全芯片市场影响力逐步扩大。

  中微半导是国内少有的以MCU为核心的平台型芯片设计企业。自2001年成立以来,公司围绕智能控制器所需芯片及底层算法进行技术布局,具备8位和32位MCU、高精度模拟、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。

  目前在售产品主要包括家电控制芯片、消费电子芯片、电机与电池芯片、传感器信号处理芯片、功率器件芯片和汽车电子芯片等,应用于智能家电消费电子、电机与电池、医疗健康、物联网等领域。

  2022年上半年,公司BAT32系列近10款产品应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,将主要用于汽车及高端工业市场,标志着公司在车规级32位MCU研发上实现突破。

  成立于2003年的芯海科技,是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业。经过近20年的发展,公司目前已经建立起三大产品线:模拟信号链、MCU以及健康测量AIOT芯片,主要产品应用于工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智慧健康等领域。

  公司的MCU芯片具有高集成度和高可靠性等特点,能够较好满足从8位到32位、从低成本到高性能的不同MCU产品需求。截至2022年上半年,32位MCU占MCU的销售占比超过50%。

  公司于2021年末发布“汽车MCU芯片研发及产业化”可转债募集项目,拟募集不超过2.94亿元资金用于车规级端控制和域控制MCU的研发,该募集项目于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重要一极。

  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术等企业。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。