和公开数据,挑选出30家国内,并对他们进行了适当的量化评估和总实力陈述。这是继《中国行业30家上市公司总实力排名》分析报告之后,China Fabless 100系列行业分析的又一重量级报告,相信会让读者更加全面而深入地了解中国MCU市场及国内MCU厂商的现状和未来发展趋势。
微控制器(又称微控制单元,MCU)是一种针对特定应用的控制处理而设计的,其工作频率(在1MHz到200 MHz)和功耗一般比PC和手机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慢慢的变成了主流,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慢慢的变成了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。
32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间,解决能力和执行效能比8/16位更好,其应用也更为宽泛。系统厂商出于自身产品研制效率和项目管理的需要,将倾向于选择性能好价格低、容易获取设计资源的内核处理器。因此,既满足厂商需求又有着非常丰富生态系统资源的Arm内核成为32位MCU的主流方向,其优势和市场占有率会慢慢的大。
此外,随着先进制程工艺的采用,32位MCU的成本逐年降低,其平均售价(ASP)正逐渐逼近8位MCU。早在2015年,全球32位MCU出货量就已超越4位、8位与16位MCU出货量总和,占到总体MCU市场的54%。预计32位MCU将继续保持快速地增长,在2020年市场占有率将超过60%。
低功耗是MCU器件的核心指标,因为很多MCU都是内置于电池供电的电子设备中,续航能力不够会极度影响消费领域的使用者真实的体验。而工业领域的要求更为严苛,如隧道或桥梁上用于检测位移变形的传感器节点,有些仅靠电池供电且要求正常工作长达十年以上。在新兴的AloT领域,传感节点数量众多,主控芯片的功耗和联网设备的续航能力直接影响产品的可用性。
汽车电子应用已经占据超过1/3的MCU市场,而汽车自动化、电动化、智能化、网联化正在推动着汽车电子行业加快速度进行发展,这将大幅拉动高集成度MCU器件的需求。同时因为系统复杂度日益增加,车用MCU逐渐由8/16位升级到32位,并且使用数量也在增加。以ADAS系统为例,Level 2车型就搭载了自适应巡航、车道保持、紧急制动刹车等功能,其中大量使用的车载传感器和车载摄像头需要高性能的MCU来做模拟数据的处理与驱动控制,未来更高级别的自动驾驶系统有望加速MCU市场的增长。
疫情影响带动了测温仪市场,一时需求迅速增加供不应求,带动了传感器、MCU及运算放大器等需求迅猛增长。预计2020年国内手持测温仪总产量达65万台,同比增长117%,全球红外MCU出货量将呈跳跃式增长。
据有关研究机构统计,2019年全球MCU整体市场规模为164亿美元,预计2019-2024年的年复合增长率(CAGR)为6%。MCU应用大多分布在在汽车电子、工控/医疗、计算机网络消费电子等领域,占比分别33%、25%、23%和10%。
今年上半年,受到全球电子供应链整体疲软、汽车销售放缓以及国际贸易环境的影响,MCU整体市场规模有所下滑;年中以来,市场出现稳定迹象,预计2020年出现适度反弹。根据ICInsights预测,2022年全球MCU销售额将达到240亿美元。
据 IHS数据统计,2008-2018 年间,中国 MCU 市场年平均复合增长率(CAGR)为 7.2%,是同期全球 MCU市场增长率的 4 倍,2019 年中国 MCU 市场规模达到256亿元。目前,中国物联网和新能源车行业的增长领先全球,预计2020年中国MCU市场规模将超过268亿元,市场上涨的速度仍将领先全球。
据有关研究机构统计,2019年中国MCU应用市场大多分布在在家电/消费电子、计算机网络和通信、汽车电子、智能卡,以及和工控/医疗等领域,市场占比分别为25.6%、18.4%、16.2%、15.3%和11.2%。其中汽车电子和工业控制应用对MCU的需求量开始上涨是最快的,预期到2023年工业/医疗电子的市场占有率将赶上消费电子,达到92亿块钱。
目前国内MCU厂商主要在消费电子、智能卡和水电煤气仪表等中低端应用领域竞争,但在市场潜力大且利润比较高的领域,比如工业控制、汽车电子和物联网市场,都被国外的MCU厂商垄断。预计2020年国产MCU厂商的销售额将达到148亿元人民币,占整个中国MCU市场的55%。2019-2020年由于ETC和5G市场对智能卡的需求量剧增,使得智能卡应用的市场占比超过15%,预期2021年后会逐渐放缓,占比逐渐下降。
美国对中国的芯片出口限制虽然对华为等OEM厂商有负面影响,但却间接带动了“国产替代”热,为国内MCU厂商创造了大好商机。预计到2023年国内MCU厂商的出货量将增长到256亿元,其中在消费电子MCU市场的占比将达到86%。
根据2019年国内MCU厂商的上市公司财报,中颖电子以7.79亿元的MCU销售额占据第一的位置;兆易创新的MCU收入为4.43亿元;上海贝岭的MCU营收为2.31亿元;东软载波为2.12亿元。以兆易创新为例,2018年该公司MCU业务在国内整体MCU市场上占率为2.09%。而在国内MCU高端市场,兆易创新市占率为9.4%。该公司积极布局32位通用型MCU市场,目前已形成近20个系列、300多款芯片的产品矩阵,以ARM Cortex-M4系列为代表的新产品跻身高端市场,同时也开始量产基于RISC-V内核的MCU芯片。像兆易创新这样的国内MCU厂商,未来增长空间仍然很大,特别是在新兴的物联网、汽车电子,以及工业控制领域。
总部:上海10家、深圳7家、北京3家、珠海3家、苏州2家,青岛、南京、杭州、重庆和安徽芜湖各1家
在中国市场,MCU的应用主要在以下六个领域。我们根据这30家MCU厂商的产品特性和出货量,分布归入相应应用类别,但这并非意味着一个公司只提供一个应用的行业方案。国内MCU厂商多集中在家电和消费电子应用领域,该市场的竞争已经十分激烈。而在汽车电子和工业控制领域,国内MCU厂商的技术、产品和应用方案跟国际大厂还有不小的差距,有能力提供车规级MCU芯片的厂商还不多。
我们从如下五个角度对每家公司做高度概括性陈述和对比:基本的产品、核心技术、关键应用、主要客户、竞争优势。虽然公司员工人数和研发人员比例、申请专利数量和财报等数据可以更为直观地对比,但因为大部分厂商都是非上市公司,我们获取的数据还不能全面而客观地反应这一些企业的总实力,因此我们在此没有列出这些量化指标。
主要客户:服务全球两万多家客户,比如海康,大华,宇视,诺瓦,大疆,小米生态链,科沃斯,石头科技,讯飞,新北洋等。
主要产品:工业控制级别的微控制器芯片和OLED显示驱动芯片。公司微控制器系统主控单芯片大多数都用在家电主控、锂电池管理、电机控制、智能电表及物联网领域。OLED显示驱动芯片大多数都用在手机和可穿戴产品的屏幕显示驱动。
核心技术:架构血压计微处理器、驱动电路及驱动电流操控方法和处理器。公司产品以高性价比,高可靠性,低不良率,高直通率为核心竞争力,是国产家电微控制器主控芯片的龙头企业。
关键应用:白色家电、生活家电及厨房家电、电瓶车、电动工具、风机、电脑周边(键鼠)、电力电表、锂电池管理和AMOLED手机、手表、手环显示驱动芯片。
主要客户:美的,格兰仕,九阳,苏泊尔,老板,志高,博世,欣旺达,联想,OPPO,奥克斯,小天鹅,海尔,鱼跃,九安等。
竞争优势:超高的性价比,高可靠性,低不良率,高直通率,根植中国,贴近中国市场及客户。
主要产品:Wi-FiMCU通信芯片、ESP32-S2(搭载单核32位处理器,并集成RISC-V协处理器)
主要产品:智能计量SoC、电源管理、非挥发存储器、高速高精度ADC、工控半导体
主要产品:安全芯片、通用MCU、可信计算、智能卡、金融支付终端、蓝牙、RCC及其他创新产品
关键应用:网络安全认证、金融IC卡、电子证照、可信计算、移动支付与移动安全、物联网、工业控制、智能家电及智能家庭物联网终端、智能表计、安防、医疗电子、电机驱动、电池及能源管理、生物识别、通讯、传感器、机器自动化等行业应用。
主要客户:智能卡客户包括银行金融机构、政府机构、水电气公司、家电厂商等。
竞争优势:提供业内领先的高集成度、高可靠性、低功耗、安全的全系列MCU、安全芯片产品及解决方案。
主要产品:低功耗MCU、智能卡金融IC卡芯片、智能电表芯片、EEPROM
核心技术:PUF(物理不可克隆)芯片技术、内嵌国密SM9算法的安全芯片技术
关键应用:智能电表,智能水气热表,安防消防,健康医疗,智能家居,智能家居
主要客户:威胜集团,林洋,三川智慧,杭州三星,正泰,蚌埠依爱,金盾电子,威星,新奥,安居宝,凯迪仕,金卡,安吉尔等等
竞争优势:从1999年开始MCU的研发与设计,深耕智能电表二十余载,市场占有率超6成;水气热、物联网、家电等领域多点开花。
核心技术:安全与智能卡芯片技术、超低功耗工业控制和车规级微处理器技术、工控和汽车电子的核心功率器件、第三代SiC功率半导体技术
竞争优势:凝聚中电集团(CEC)旗下集成电路企业,国内半导体研发技术、人才、应用方案和资本均具有极强实力。
关键应用:智能家居、智慧家电、智能楼宇、智慧社区、智慧医疗、车载电子、无人机、工业控制、智能互联网、智慧农业等。
主要客户:国家电网公司、海尔集团、小米、苏泊尔、AUPU、OPPLE等等。
竞争优势:为客户提供从芯片到系统的整体解决方案,引领客户步入智能物联时代。
主要产品:微控制器、触摸感应、电机驱动、健康测量、电源管理、无线链接、功率模块、显示驱动及专用芯片等
核心技术:8位/32位设计及高精度模拟、无线射频、驱动、算法的高品质高可靠性产品平台
关键应用:家电、无刷电机、无线互联、新能源、智能安防、工业控制、汽车等应用。
竞争优势:具备六要素技术能力的芯片设计企业,专注于MCU、高品质、高精度模拟、无线射频、功率驱动、软件算法的技术创新,以核心技术突破引领混合信号芯片行业发展并持之以恒服务于客户。
主要客户:小米、华为、LG、木林森、美的、敏华、海尔、海信、创维、TCL等。
主要产品:混合信号超低功耗工业/车规级高可靠性MCU/DSP芯片、高性能低功耗智能锁mSOC、电机/电源/电池/射频SOC。
核心技术:MCU/DSP采用自主发明KungFu32/KungFu32D内核,芯旺长时间坚持低功耗嵌入式存储IP、各类模拟IP、高可靠性技术迭代和积累,确保MCU可在-40~125度宽温度范围可靠运行,还有良好的一致性和稳定能力满足各种汽车、工业设施复杂环境的应用要求;芯旺车规芯片通过汽车AEC-Q100 Grade-1认证。
关键应用:汽车电子,工业控制、电力电子、通讯设施、变频伺服、数字电源AIoT。
竞争优势:拥有核心产品和技术,面对国际一流品牌的竞争,在纯市场化商业需求环境下成功向用户累计交付超过5亿颗工业、汽车级MCU和各类混合信号SOC产品。芯旺将持续投入产品研发和市场推广,推动KungFu架构MCU/DSP在工业、汽车、AIoT、电力、通讯和医疗领域不断实现新的突破和发展,把KungFu处理器平台发展成一个通用
关键应用:三表、汽车、家电、医疗、通讯设备、工控类、智慧家庭、高端智能玩具等。
主要客户:上富电技、宝莱特、正泰集团、南瑞集团、上海沪工、利尔达、创维、长虹等。
核心技术:8/16/32位CPU和DPS独立设计技术, 多核异构SoC芯片设计技术,安全加密芯片设计技术
关键应用:工业控制、消费电子、医疗设施、智能家居等应用领域,适用于票据打印机、电瓶车、血氧仪、机械手、对讲机、扫地机等。
竞争优势:极海半导体具有20年的集成电路行业经验;在安全芯片技术、兼容设计技术和MCU/SoC芯片技术上拥有自身独特优势;在珠海、上海、杭州、美国均设有研发中心;芯片年出货量约3亿颗。
核心技术:ISO/TS16949认证通过的汽车级嵌入式闪存工艺制造、汽车级封装以及满足AEC-Q100 Grade 1各项测试规范的严格测试。
主要产品:触控及显示驱动芯片、生物识别(指纹识别)芯片、3D压力传感器、MCU等
竞争优势:专注于模拟技术及数模混合信号技术,是经工信部认定的集成电路设计创新型高科技公司。
关键应用:微型打印机、平衡车、三轴手持稳定器、电子白板、指纹识别、扫地机器人、光流无人机、电动车控制器与仪表、5G储能板、舞台灯光、教育机器人等消费性与工控型终端设备应用。
主要客户:小米及生态链相关企业, 广州数控设备, 珠海佳博科技, 桂林飞宇科技等。
竞争优势:全系列MCU芯片均采用55nm先进工艺制程和ARM Cortex-M4内核,具有高主频,宽温度范围-40°C~+105°C 和高可靠、高安全性等特性。
竞争优势:关键技术全程自研(数字+模拟+射频),软硬件之间无缝对接,为客户提供专业易用的高性价比芯片方案。
主要客户:美的、方太、松下、老板、樱花、iHORN、BYD、本田、豪恩等
核心技术:车规AEC-Q100 Grade1认证通过、零失效、超强ESD防护、恶劣环境抗干扰的能力等。
关键应用:汽车车身控制管理系统、冷却系统、照明系统及高可靠性工业控制,工业电机应用等。
竞争优势:基于国产芯片平台的汽车空调控制器开发,专注于汽车电子IC设计。
主要产品:ATS系列、ATJ系列、ATB系列和QUAD-CORE系列音频和多模态交互处理芯片
主要产品:C0、C200、C300、C400、C2000、C8000、C9000等7个系列43款高性能嵌入式CPU系列;构建了以C*Core为核心的系列 SoC 芯片设计平台和应用软硬件开发平台;指纹登录生物识别芯片。
核心技术:高性能低功耗C*Core 32位嵌入CPU核,面向不同应用的SoC芯片设计平台,对外进行授权、设计服务和开发自主芯片产品。
关键应用:信息安全、智能电网、金融安全、电子政务、工业控制、办公自动化等领域。
核心技术:MCU、射频、传感器、马达驱动等领域数字及数模混合类芯片的设计与研发技术
关键应用:加湿器、雾化器、耳机充电仓等消费电子科技类产品、智能家居和工业控制等。
竞争优势:致力于数字及数模混合类芯片的设计与研发,主要服务消费类和工业化终端市场,尤其是在智能控制领域。
主要产品:宽带电力线载波通信芯片、智能可穿戴CPU、超低功耗CPU内核Bolt、高性能CPU内核Storm
竞争优势:基于宽带电力载波通信技术的CR600和CR700系列32位物联网MCU芯片
关键应用:大小家用电器、工业控制、电机驱动、医疗健康、安防、消费等领域。
竞争优势:拥有近20年工业级MCU技术积累,拥有完善的品质管控和管理系统。
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