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“大起大落”后,2023年MCU将如何走向?

来 源:  时 间:2023-09-22

MCU是一种针对特定应用的控制处理而设计的微处理器芯片,其工作频率和功耗一般比PC和手机的CPU/MPU都要低。现今的MCU都是系统级芯片(SoC),在单个芯片上集成了多种功能模块和接口,包括存储器、I/O端口、时钟、A/D转换、PWM等,以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口。

按照位数来划分,MCU可分为4位、8位、16位、32位和64位微处理器,现在32位MCU已经成为主流,正在逐渐替代过去由8/16位MCU主导的应用和市场。若按照指令集架构(ISA)来划分,MCU类型包括8051、Arm、MIPS、RISC-V、POWER等微处理器。基于Arm Cortex-M系列内核IP的MCU已经成为32位MCU的市场主流,最近几年开源的RISC-V微处理器也开始流行起来,特别是在新兴的物联网领域。

不过,近两年来以智能手机和PC为代表的消费电子市场增长乏力,反观新能源汽车领域却成为了拉动半导体增长的重要动力。受产业爆发以及供需关系的紧张,全球车用微控制器(MCU)规模也出现大幅度提升,2022年市场规模为82.86亿美元,年成长11.4%。展望2023年,随着新能源汽车继续成长和智慧化持续推进,全球车用MCU将继续成长到86.46亿美元,较2022年成长4.35%。

强者恒强,五大巨头引领MCU市场

根据ICInsights数据显示,2021年全球MCU销售额为196亿美元,同比增长23%,预计2021-2026年复合增长率为6.7%,2026年销售额将达到272亿美元,足以见得MCU市场的广阔前景。

从整个业界来看,全球MCU市场主要由欧洲、美国与日本主导。以2022年营收来看,前五名厂商分别是意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、恩智浦(NXP)、瑞萨(Renesas)、微芯(Microchip),从各自的营收情况分析来看:

意法半导体2022年营收161.28亿美元,年成长26.39%,其中MDG部门营收与前一年度相比成长37.5%,达到59.67亿美元,营运利润率也从23.9%提高到35%,主要是汽车产业与工业领域对MCU和射频产品需求的提升推动;

英飞凌去年营收150.09亿美元,年成长38.14%,来自汽车业务的营收为68.78亿美元,年成长35%,贡献总营收45.83%;此外,英飞凌来自车用MCU营收为15.73亿美元,较前一年成长88%;

恩智浦去年营收132.05亿美元,年成长19.36%,其中汽车业务成为核心增长动力,年收入68.8亿美元,年成长25%。由于在中国新能源汽车增长迅猛,因此恩智浦在中国的汽车晶片订单存在积压情况,在全球其他地方供需已得到缓和;

瑞萨电子去年营收114.96亿美元,年成长51.12%,增长动力来自2021年8月收购Dialog后的财务报表合并,以及汽车业务快速增长。去年瑞萨电子来自汽车业务的营收为49.35亿美元,年成长42.93%;

微芯方面尚未公布去年营收,不过其2022会计年度第4季营收情况显示,微芯在第一季度的营收年增25.7%(季增4.9%),达到18.44亿美元,再创历史新高。微芯主要是MCU和以太网物理层与交换机,以太网物理层与交换机业务增长不错。除触摸屏外,微芯车载MCU供应还是比较紧张。

不难发现,除了通用MCU以外,意法半导体、英飞凌、恩智浦、瑞萨等都在持续发力车用MCU业务。这也是因为欧洲、美国、日本等海外车企起步早,且全球占有率高,其在崛起成长阶段就与这些厂商建立了长期合作关系,双方在技术方面合作已久,且上述厂商的产品线已十分成熟且完备,加上MCU具有专属架构,因此新入局者很难打破既有格局。

目前,车用MCU市场集中度很高。五大MCU巨头就占据了将近70%的市场占比。

国产MCU具备一定竞争力

相比于海外巨头的全方位布局,中国本土MCU厂商早期几乎都从消费类市场切入,通过消费级市场积累后,再开始向工业级甚至车规级切入。

目前,国内MCU发展最为成熟的场景落在了小家电等产业,再然后是智能表计、传感触控等,随后便是工业控制、安全加密等。而车规级MCU需要的可靠性要求极高,具有十分严苛的认证标准,因此这一领域也是目前国产替代最难突破的阵地。

不过,也有部分厂商进入该领域布局并取得一定的成绩,比如比亚迪半导体、兆易创新、华大半导体等等,均有通过车规验证的产品。

以下为笔者整理汇总的50家国产MCU企业及其核心技术和关键产品信息:

整理自各企业官网资料)

从过去只能依赖进口,到如今部分领域可实现“国产替代”,本土MCU发展迅速的原因有很多,最主要还是本土化的替代优势。

众所周知,不管是消费电子产品还是工业电子汽车电子,我国都拥有全球最大的市场规模,近几年国际形势的变化,让国内的应用端企业对于国产半导体厂商的接受度增加,国产MCU企业自然也就有了更多获得合作的机会;第二点是产能问题,前两年的疫情黑天鹅导致全球产能分布不均,而“缺芯”困扰持续了近一年半的时间,无疑给国产MCU厂商创造了良好的市场需求和环境。尤其是不少具有车规级MCU设计能力的厂商抓住机会,在过去一年多时间里推出车规级MCU产品,目前这些产品有的在车规认证中,有的已进入量产供货阶段。整体而言,过去几年中国MCU产业发展迅速,已具备一定竞争力。

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