2021 MCU市场现状：国产单片机的缺货与替代挑战

从去年2020年开始，全球芯片市场由于外部原因，被动卷入此次“超级行情”中。从下游终端商到上游的芯片原材料供应商，仅能维持基本的秩序，保障有限的供需稳定而无更多的余力。

一、MCU市场前景与增量需求

什么是MCU？MCU全称为MicroController Unit，也叫做微控制器或单片机，内部有CPU、存储器（RAM和ROM）、I/O端口、串口、定时器、寄存器和中断系统。MCU是实现电子产品自动化的核心部件，如屏幕显示、电机驱动、仪器仪表、工业控制等。以智能手环为例，MCU多数情况下与内嵌的SOC负责处理触控、NFC、加速器、蓝牙/WiFi、陀螺仪、红外光感等部件的数据，让用户可以通过显示屏幕直观的看到时间信息、运动状态、步行路程、消耗能量、心率数据、睡眠质量等诸多种数据信息。

MCU有多少种类？目前市场上根据位数，可分为64位、32位、16位、8位、4位。根据指令集的不同，有CISC、RISC。根据内存架构分类，有冯诺依曼架构、哈佛架构。根据应用分类，有通用型、专用型。

根据2020通用微控制器市场报告显示，目前市场上MCU用量按位划分：32位MCU占54%、8位MCU占43%、4位和16位MCU合计只占3%。按内核划分：ARM Cortex内核MCU占52%、8051内核MCU占22%、RISC-V内核MCU只占2%。随着产品的迭代，到2024年，32位MCU占比将上升至71%。与此相反，8位MCU占比缩减至26%。

数据显示，2020年全球MCU市场规模达到了149.2亿美元，未来3年里，市场规模预计将增长至194.2亿美元。随着物联网、消费类电子、汽车电子、工业控制等行业的发展，其应用市场还将进一步扩大。

 

二、产业链供应情况

根据MCU的整个产业链，上游为原材料供应商和代工厂，主要为晶圆、内核授权，包括台积电、格罗方德、中芯国际、华虹等等。中游为各MCU厂商，下游为应用终端商。

目前，MCU行业的集中度很高，基本处于寡头市场，而这也将导致产商们拥有很强的议价能力。排名前7的MCU产商，比如瑞萨、恩智浦、英飞凌、微芯科技、意法半导体、德州仪器、三星等，市场占有率超过了80%。而中国大陆MCU产商，发展迅速，奋起直追，但前十仍榜上无名。

三、国内MCU行业竞争与增长驱动力概况

国外MCU厂商经过长时间积累，产品相对比较齐全。国内MCU普遍集中在消费类电子领域，在中低端市场具有较强的竞争力，像兆易创新、华大半导体、中国台湾新唐等一众国产芯片市场占有率都在稳步上升。

与国外MCU厂商的IDM模式，集芯片设计、制造、封装于一体的方式不同，国内普遍采用Fabless模式，即只负责设计和销售，而光刻、封装和测试等则由代工厂负责代工。

在MCU应用领域，国外厂商大部分集中在汽车电子、电机控制等高端市场。国内MCU应用则大部分集中在消费类电子、家电等品类，目前车规级MCU还处在起步阶段。

（1）物联网

根据GSMA发布的报告显示，随着物联网的发展，2020年全球物联网规模达到了120亿总连接数。到2025年，预计总连接数将达到246亿，全球物联网收入将达到万亿美元。

国内物联网起步相对较晚，但增长势头强劲，近几年几乎保持较高的增长速度。2020年，我国物联网初步统计总连接数35亿，市场规模2万亿元。

（2）智能家居

在智能家居领域，通过MCU的通讯与调控，可对家用电子设备进行智能化管理。根据全国家用电器工业信息中心数据显示，2019年国内家电零售规模为8032亿元，其中普通家电增长表现平稳，智能家电保持稳步增长。

（3）智能穿戴

自从苹果发布一代真无线耳机（TWS）开始，国内TWS耳机经过了一段爆发式的增长。国内一众手机产商如华为、小米、OPPO、vivo等与音频厂商都推出自己的TWS耳机产品。未来2两年，复合年均增长率将保持在80%。

另外，智能手表、智能手环也是MCU的发展较为迅速的应用领域，它们需要MCU辅助SoC对数据进行采集，方便系统进行处理。只是智能手环相比智能手表，在性能和功能上相对简单一些。目前，两者技术趋于成熟，应用生态也日趋完善，呈现消费支出增加，增速放缓的趋势。

（4）工业控制

工业控制一直以来都是国外MCU产商主导，国内产商虽然“遍地开花”，但市场占比低。目前，前5大MCU产商合计便占据了74.4%的市场份额，可见国产MCU替代空间巨大。从国内各MCU产商公布销售数据来看，销售收入与市场占比逐年提升，出货量增长显著。