微控制單元(MCU) ，又稱單片微型計算機或者單片機，是把中央處理器的頻率與規格做適當縮減，并將各類部件整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。

MCU按其存儲器類型可分為無片內ROM型和帶片內ROM型兩種； 根據指令結構，可分為CISC（復雜指令集計算機）和RISC（精簡指令集計算機）；按用途分為通用型和專用型；根據數據總線的寬度和一次可處理的數據字節長度可分為4位、8位、16位、32位MCU（位數越高，運算能力越強），其對應占比分別是2%、43%、1%、54%。

目前32位和8位占據市場主流，未來32位產品占比將不斷提高。

MCU行業產業鏈及市場規模分析

MCU行業的上游產業主要為各類原料，包括硅片、掩膜版等；制造設備，如光刻機等；同時還包括ARM相關的專利授權；中游是MCU的制造；下游應用市場最為廣泛的是汽車電子、消費電子、工業控制等領域。

MCU行業產業鏈

數據來源：芯八哥整理

上游硅片作為制造MCU芯片最重要的原料，其年復合增長率在5%左右，市場規模2021年維持在126億美元，且預計未來全球半導體硅片的市場規模將進一步擴大，半導體硅片市場的穩步增長保證了MCU芯片行業原料供應的穩定。同樣，光刻機作為生產MCU芯片的重要設備，2020年全球光刻機銷量約為413臺，預計2025年銷售量將達637臺，目前光刻機設備落地正在進程中。

                          2012-2021年全球半導體硅片行業市場規模          金額單位：億美元

資料來源：SEMI，芯八哥整理

中游產業是最核心的MCU芯片的制造，根據 IC Insights 的數據顯示，2021全球MCU銷售額增長23%達到196 億美元。IC Insights 預測，2022 年全球 MCU 銷售額將增長 10%達到 215 億美元，從 2021 年到 2026 年，MCU 總銷售額預計將以 6.7%的復合年增長率增長，并在2026年達到 272 億美元。

由于中國物聯網和新能源汽車行業等領域快速增長，下游應用產品對MCU 產品需求保持旺盛，中國 MCU 市場增長速度繼續領先全球。前瞻產業研究院預計，2021-2026 年，我國 MCU 市場規模將保持 8%的速度增長，其中 2021 年約為 365 億元（占比全球近30%），至 2026 年我國 MCU 市場規模將達到 513 億元。

隨著物聯網終端需求不斷推進，汽車駕駛信息系統、油門控制系統、自動泊車、先進巡航控制、防撞系統等 ADAS 系統對 32 位 MCU 芯片需求量將大幅度提升，車載和工控領域將是 MCU 行業未來在全球市場中開拓的主要目標市場。

2015-2026年中國MCU市場規模        金額單位：億元

資料來源：IHS，芯八哥整理

MCU下游應用領域全球汽車電子占比最高，中國主要集中在消費電子領域：2020年汽車電子是全球MCU第一大應用領域，占比為33%，其次是工業控制、醫療、計算機網絡、消費電子等領域。2020年中國MCU市場銷售額第一的應用領域為消費電子，其次是計算機網絡，而汽車電子及工業控制領域的MCU占比則顯著低于全球水平，中國MCU應用仍主要集中在消費、家電等品類。

資料來源：芯八哥整理

汽車電子：全球 MCU 市場增長主要驅動力及增長點，MCU 被廣泛應用于各類汽車電子中，從車身動力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發動機控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、空調等控制單元，每一個功能的實現背后都需要復雜的芯片組支撐，MCU在其中扮演著最重要的角色。一輛汽車所裝備的所有半導體器件中，MCU占比約30%，平均每輛車包含70顆以上的MCU芯片，需要實現車內各類應用場景，同時對安全性要有足夠保證。

2020年全球車用 MCU 市場規模達到62億美元，我國車規MCU市場規模已經達到了23億美元，預計2025年時我國有望達到33億美元。受益于汽車智能化、電動化、網聯化和共享化的迅猛發展，MCU 在汽車電子領域的滲透正在逐步深入，汽車電子已是全球MCU市場最大的下游應用領域之一。盡管2020年受制于疫情，汽車 MCU 市場仍保持增長 8%。根據 IC insights 的預測，未來五年汽車 MCU 銷售額或將以 7.7%的復合年增長率增長。

 2018-2025年中國車規MCU行業市場規模          金額單位：億美元

資料來源：芯八哥整理

汽車電子行業對車載MCU的市場需求主要集中在8、16和32位的微控器，可按汽車電子產品的不同需求用于相關場景。

汽車電子領域MCU產品應用分類

消費電子：智能化和變頻化提升滲透率，國內 MCU 市場中，消費電子是第一大應用需求，下游覆蓋面較廣。MCU 在消費類電子產品如手機、可穿戴設備、智能家居等被廣泛應用。2015 年以來，AIoT 物聯網興起，智能家居概念下的智能音箱、掃地機器人等 各類智能家電帶來了大量 MCU 需求。例如在智能音箱中實現語音交互， 掃地機器人中實現動作控制，以及智能電飯煲中的溫度控制都離不開 MCU。

MCU具低功耗、低成本與可運算的特性，能為智能終端提供基礎的功能控制。因此在物聯網（IOT）中的應用非常廣泛。2020年全球MCU應用于IOT的市場規模為39.3億美元。未來隨著物聯設備數量的增加以及物聯網設備的升級，2025年MCU的市場規模有望擴大至79.7億美元。

2018-2025年全球MCU應用于物聯網市場規模    金額單位：億美元

工業控制：受益于逆變器需求提升，工業控制領域 MCU 市場規模略低于汽車應用，工業MCU產品主要被應用在自動化控制、驅動電機、逆變器、工業機器人等場景，發揮著電機控制運算、數據采集控制等功能。其中MCU 是光伏發電控制逆變系統的核心，光伏新增裝機放量疊加存量替代空間擴大，逆變器滲透率提升將帶動上游工業MCU需求增長。

全球MCU市場競爭格局

 目前，從競爭格局來看，全球主要供應商以國外廠家為主，集中度相對較高，這些龍頭廠商主要為IDM模式為主。意法半導體、瑞薩電子、NXP、微芯科技、德州儀器、英飛凌等第一梯隊的MCU廠商，其MCU產品主要應用于汽車電子、工業等領域；新唐科技、芯科科技、三星電子、東芝等產品競爭力位居第二梯隊，其中，三星電子、東芝MCU業務占比較小。

國內100多家MCU廠商，總體呈現散而弱的局面，兆易創新、中穎電子、樂鑫科技等國內企業構成行業的MCU廠商第三梯隊，其中，兆易創新布局32位通用型MCU市場，MCU產品線已推出35個系列450余款產品；樂鑫科技在物聯網WiFi MCU通信芯片領域具備領先地位；中穎電子專注于家電MCU產品。

國內MCU市場主要是外國廠商主導

數據來源：芯八哥整理

全球MUC廠商競爭格局

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全球MCU行業主要廠商基本信息

數據來源：芯八哥整理

中國MCU行業競爭格局

我國MCU龍頭企業有兆易創新、樂鑫科技、中穎電子等，其中兆易創新在 32 位 MCU 產品領域布局領先，領跑國產 32 位 MCU 產品，在國內 32 位 MCU 的發展歷史上創造了四個“第一顆”。

2013 年 4 月，公司發 布第一顆國產 Cortex-M3 32 位 MCU；2016 年 6 月，發布第一顆國產 Cortex-M4 32 位 MCU；2018 年 10 月，發布第一顆 Cortex-M23 32 位 MCU；2019 年 8 月，發布第一顆 國產 RSIC-V 32 位 MCU。樂鑫科技已從Wi-Fi MCU這一細分領域擴展至更廣泛的Wireless SoC（無線通信SoC）領域，發展空間已擴展至“Wireless SoC+AI +軟件+云”；中穎電子在小家電MCU領域相對領先，顯示驅動芯片是新的業務增長點。

中國主要MCU廠商VS意法半導體競爭格局對比分析

數據來源：芯八哥整理

從最新公告的2022年業績情況了解到，兆易創新上半年凈利潤15.2億，同比增長93.46%，主要受益于持續優化產品結構、客戶結構,繼續提升工業、汽車等領域營收貢獻；中穎電子上半年凈利潤2.6億，同比增長67.12%，主要受益于海外變頻電機控制MCU 繼續增長；樂鑫科技上半年凈利潤0.63億，同比減少37.68%，主要是受消費類市場影響收入增長停滯和研發費用的繼續增長所致。

兆易創新MCU產品連續7年在國內32位MCU市場市占率位列本土廠商第一，累計出貨量超過10億顆，布局日益完善；從產品線來看，截至2022年5月底，公司MCU產品線已推出35個系列450余款產品，近期推出低功耗MCU、WiFi MCU等新品，公司首顆車規級MCU（40nm）面向通用車身市場，已流片并進入客戶測試，即將量產；從下游進展來看，車載領域公司MCU芯片在OBD、EDR、動力電池等均已量產落地，車規級產品競爭力2022年有望進一步增強；從工藝方面看，公司制程覆蓋110nm~22nm，與臺積電、中芯國際、華虹等多家晶圓廠合作，新品均采用40nm及以下工藝，兼具eFlash和SiPFlash方案，打造MCU產品矩陣平臺式供給。

此外，公司圍繞MCU業務涉足模擬芯片領域，于21H2推出GD30系列電源管理芯片，涉及電機驅動、LDO、電池充電管理、TWSPMIC等，未來有望持續擴展料號，與MCU業務協同，類比意法半導體從存儲到MCU再到模擬芯片的發展路徑；從行業來看，公司產品口碑好，生態完善，作為國產第一大通用型MCU綜合性公司，在整體規模和潛力方面均優于樂鑫科技、中穎電子，且當前公司工業+汽車后裝市場應用占比已超過消費領域，標志兆易創新全面邁入高端MCU市場，有望持續引領高端MCU國產替代。

2022年上半年國內主要MCU廠商業績情況對比分析

數據來源：芯八哥整理

加速國產替代，兆易創新對標意法半導體發展

  意法半導體是第一個基于 ARM Cortex M 系列內核的 MCU 供應商，也是目前32位 MCU 的市場領導者，擁有 20 多個產品線及千款型號，產品覆蓋高性能、主流、超低功耗和無線等。相比同級別的意法半導體產品，兆易創新的產品主頻更高、內存更多、外設更豐富，價格更具優勢。以熱門型號 STM32F10x 系列和 GD32F10x 為例，兆易創新主頻為108MHz，顯著高于意法半導體（72MHz）。此外，根據立創商城數據，兆易創新產品渠道價格低于意法半導體，具備性價比優勢，但同時在性能、功耗方面也存在巨大差距。

兆易創新與意法半導體產品系列和型號對比

數據來源：芯八哥整理

對標意法半導體發展路徑，兆易創新從存儲、傳感器到MCU發展，打造平臺型廠商。意法半導體早期主營業務包括 MEMS、功率器件、存儲器等，2004 年ARM 推出 Cortex-M3 內核，2007 年開始推出自己的MCU產品，加快了 MCU 行業發展；2012 年意法半導體推出基于 Cortex-M4、Cortex-M0 的MCU產品，STM32 出貨量首次突破 1 億顆；2013 年 STM32 出貨量突破 2 億顆。2014 年 9 月兆易創新推出基于 Cortex-M7 的MCU產品，STM32出貨量近 4 億顆；2015 年 STM32 出貨量近 6 億顆；2017 年出貨量突破10億顆；2018 年突破12顆， 2013~2018 年期間 STM32 出貨量每年增加大約 2 億顆。從32 位MCU出貨量和 ARM 內核推出節奏來看，兆易創新當前的發展階段大致可以類比 2014 年的意法半導體。

以GD32為代表的國內芯片廠商的崛起勢必沖擊意法半導體，但目前整體與意法半導體之間的差距較大，主要體現在產品線不完整，產品性能以及穩定性等。國產芯片任重道遠。 國產芯片在國內MCU市場好比較小，未來進步空間巨大。