國產MCU產業出路在哪？

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微控制器（MCU），也就是我們所說的單片機，被認為是電子產品的心臟，廣泛應用於各類終端產品之中。業內普遍認為，在物聯網及新能源汽車的助推下，MCU市場有望出現爆發性增長，特別是32位MCU產品。

MCU產品（來源：網路）

為此，芯師爺特別走訪了國內相關企業，從產品研發、生態建設、國產替代、中美貿易戰等角度，剖析國內MCU產業的現狀及機遇！

全球MCU市場出現萎縮

由於中美貿易戰及汽車市場的下滑，2019年上半年全球MCU市場銷售額同比減少13%，出貨量也下降了14%。

根據IC insight最新的預測，2019年全球MCU市場預計將萎縮6%，出貨量將從2018年的281億片下降至269億片。不過預計經歷今年慘淡的衰退後，MCU市場將再次回彈，2023年出貨量也可望達到382億片。

全球MCU市場回顧及預測（來源：IC insight）

「中美貿易戰對國內MCU企業而言，也是一個難得機會。」芒微電子銷售總監周兆惠分析道：「以芒微電子為例，國內多數MCU企業產業主要面向國內市場，出口關稅的調整影響相對較小。另一方面，在中美貿易戰背景下，中興事件的爆發，使得終端客戶對國產MCU產品的需求相應增長，我們的出貨量也是有增無減。」

另據IC insight分析，未來驅動全球MCU市場成長的因素主要包括自動駕駛感測、物聯網的連接等。其中，汽車應用仍是MCU最大的終端市場，預計佔2019年全球MCU總銷售額的39%左右。作為全球最大的消費市場，中國也貢獻了大部分MCU銷售額。

國內MCU產業真實水平

「2017年32位MCU一些型號產品缺貨非常嚴重，但是我們的產品卻還沒有量產，錯失了一次難得的機遇。」談及國內MCU產業，航順晶元生產營運部總經理劉濤也感嘆道：「國產廠商還在努力追趕中。」

這也反映了國內MCU產業的真實現狀。輝芒微電子研發經理吳介豫也向芯師爺編輯透露：「國內大部分電器廠商及消費類終端廠商首選是ST、NXP等國外廠商。對價格有一定要求的會選擇日韓及台灣地區MCU品牌，之後才會考慮國內品牌。由於性能相對比較低，國內MCU產品大多數用在消費電子、玩具等領域。」

2018年中國Arm Cortex內核MCU供應商市場份額佔比情況（來源：IHS）

從IHS Markit統計數據來看，2018年中國Arm Cortex內核MCU市場分額基本上被國外企業所佔據，國內只有兆易創新市場佔比達到了9.4%，其他國內廠商市場佔比相對很小。此外，ST和NXP兩家國外企業2018年在國內市場佔比就超過了72%。

在產品方面，由於技術及投入的限制，國內通用MCU產品大多數還停留在8位階段，還聚焦在低端應用。對此，吳介豫也深有感觸：「基於成本的考慮，國產MCU很多採用OTP(一次性可編程)ROM，在靈活性上和FLASH ROM沒有可比性。另外，受制於嵌入式Flash工藝、IP及模擬技術等，國產32位MCU產品在性能和穩定性方面，和國外企業還具有一定的差距。」

據芯師爺統計，在國內眾多家MCU企業中，能夠提供32位通用MCU產品的廠商主要包括兆易創新、東軟載波、芯海科技、靈動微電子、北京君正、晟矽微電、貝特萊、復旦微、華大半導體、航順晶元等企業，但是主要出貨仍是以8位MCU為主，佔比也在50%左右。

更為重要的是，國外企業憑藉多年的積累，在產品系列、開發工具、評估工具、軟體庫、應用支持及knowhow方面已經構建了完整的生態，應用端很難實現替代，這也是國內MCU企業面對的最大的挑戰。

由此也導致，國內MCU企業還難於擺脫ST生態環境的束縛，產品也還是以兼容國外產品為主，以此快速進入市場。然而在我們的採訪過程中發現，隨著市場的變化，國產MCU企業也在積極地調整策略。

國內企業如何活下去？

在通用MCU領域，國內企業可以說全方位落後於國外領先廠商。如果還是靠價格拼市場，眼前可能也有一些收益，但是以後的出路只會是越來越窄。

在多年的產品銷售過程中，周兆惠對於市場變化感受也非常明顯：「中美貿易戰爆發之後，終端廠商對國產MCU的關注越來越多，也有廠商考量用國產產品替代國外MCU品牌，但是品質首先得滿足要求。國內企業想要在產業競爭中保持優勢，必須得到高端客戶的認可，產品品質必須有保障才行。」

為此，輝芒微電子在8位MCU的基礎上，正在著手32位MCU的研發工作，預計將在2020年初有幾款產品上市，以滿足部分國產替代需求。

航順晶元低功耗MCU（來源：航順晶元）

與此同時，航順晶元也在加快32位MCU產品系列的擴充，其量產的通用32位MCU-M3家族（HK32F103）和M0家族（HK32F030/031）已有近百個單品型號，功耗更低，穩定性可以通過車規級測試標準。

對於國產MCU產業面臨的現實困境，吳介豫也有自己的觀察：「想要在通用MCU領域和國外企業競爭，是非常不現實的。我們更傾向於在細分領域形成差異化優勢，根據客戶實際的需求對產品的功能、外圍電路、模擬特性等進行定製化設計，如移動電源的雙向快充和無線充等，以此打開市場」。

「除了對友商產品兼容之外，我們在功耗、算力和安全性等方面都做了很多工作。」據劉濤介紹，航順晶元HK32F39A家族，採用M3 內核，主頻高達250MHz,帶有豐富的外設功能DCMI，自主知識產權浮點運算協處理器，嵌入式安全等。另外，HK32L030家族，主頻能夠達到48MHz，具備30nA超低功耗。

談及國產MCU未來機會，吳介豫認為：「及時響應客戶需求、建立新的生態如RISC-V架構等、在通用產品基礎上做差異化定製，或許是國內企業的出路。」

國內其他MCU代表性企業

兆易創新

企業簡介：成立於2005年4月，是一家以中國為總部的全球化晶元設計公司，致力於各類存儲器、控制器及周邊產品的設計研發。

主要產品：基於ARM Cortex-M3內核GD32系列32位通用MCU，主頻為108MHz，片內快閃記憶體最大為1024KB，RAM最大為96KB，供電電壓範圍為2.6V-3.6V，內核的供電電壓為1.2V，I/O口可承受5V電平，具有掉電複位、上電複位及電壓監測功能。

上海貝嶺

企業簡介：1988年9月，上海貝嶺股份有限公司成立，公司目前集成電路產品業務覆蓋計量及SoC、電源管理、通用模擬、非揮發存儲器、高速高精度ADC五大產品領域，為客戶提供模擬和數模混合集成電路及系統解決方案。

主要產品：8位MCU產品，內置豐富的功能模塊，具備較高的性能和抗干擾性能力，已廣泛應用於消費類、智能充電、小家電、電機控制等產品。

中穎電子

企業簡介：中穎電子股份有限公司是一家專註於MCU及鋰電池管理晶元領域的的晶元設計公司，產品廣泛應用於筆記本電腦、智能手機、平板電腦、電動工具、電動自行車、UPS和移動基站等領域的鋰電池管理和保護。

主要產品：MCU母體包括8-bit Flash MCU、8-bit OTP/Mask MCU、16-bit DSP、4-bit OTP/Mask MCU。

東軟載波

企業簡介：上海東軟載波微電子有限公司（前身為上海海爾集成電路有限公司）專註於晶元設計18年。於2015年被青島東軟載波科技股份有限公司合併。產品從8位MCU發展至電力線載波通信晶元、無線射頻晶元、觸控晶元等。

主要產品：8位和32位MCU。其中，8位通用型MCU，採用HR7P指令集，2T架構，內嵌存儲資源及外設資源，可滿足各行業對產品系統複雜度及系統功耗的開發需求，應用於消費電子、小家電、家電、工業控制、儀器儀錶等領域。32位通用型MCU，採用馮 · 諾依曼架構及Thumb指令集，支持IC卡介面、紅外發送調製功能的UART、支持紅外喚醒功能，可用於家電、智能家居、儀器儀錶、液晶面板控制器、工業控制等。

靈動微電子

企業簡介：上海靈動微電子股份有限公司是國內專註於MCU產品與MCU應用方案的領先供應商，2011年3月成立至今，已經成功完成數百餘MCU產品的設計及推廣。

主要產品：目前已批量供貨的基於ARM Cortex-M0及Cortex-M3 內核的MCU產品包括：針對通用高性能市場的MM32F系列，針對超低功耗及安全應用的MM32L系列，具有多種無線連接功能的MM32W系列，電機驅動及控制專用的MM32SPIN系列，以及OTP型的MM32P系列等。

芯海科技

企業簡介：芯海科技成立於2003年9月，是一家專註於高精度ADC及SOC晶元、高性能MCU以及物聯網一站式解決方案的集成電路設計企業。

主要產品：MCU產品主要包括8位 Flash MCU、8位 OTP MCU、PD MCU、無線MCU和32位MCU，應用於智慧健康、智能家居、智能手機、智慧工業等。

北京君正

企業簡介：北京君正集成電路股份有限公司成立於2005年，致力於在中國研製自主創新CPU技術和產品，目前已發展成為一家國內外領先的嵌入式CPU晶元及解決方案提供商。

主要產品：32位嵌入式應用處理器晶元，具體為JZ47xx系列，其基於君正創新的XBurst CPU微體系架構，支持Android、Linux、RTOS等多種操作系統，支持WiFi/BT/TV等模塊，應用於智能手錶、生物識別、教育電子、電子書、醫療器械、遊戲機等領域。

晟矽微電

企業簡介：上海晟矽微電子股份有限公司創立於2010年11月26日，專註於研發高抗干擾、高可靠性的通用型及專用型的8位和32位微控制器產品。

主要產品：8位FLASH通用MCU、8位OTP通用MCU、遙控器MCU、觸摸MCU等，應用於各種小家電、消費類電子、遙控器、滑鼠、鋰電池、數碼產品、汽車電子、醫療儀器及計量、玩具、工業控制、智能家居及安防等領域。

貝特萊

企業簡介：深圳貝特萊電子科技股份有限公司成立於2011年7月，致力於開發具有自主知識產權的核心技術，專註於消費類電子的IC設計，在觸控IC、指紋識別、生命感知及MCU等。

主要產品：提供BLXX系列基於ARM Cortex-M系列32位MCU產品，具有處理性能高、兼容性好、資源豐富、高性價比及低功耗等特點，應用於智能家居、工業控制、消費類產品等領域。

復旦微

企業簡介：1998年7月，由復旦大學「專用集成電路與系統國家重點實驗室」、上海商業投資公司和一批創業者聯合發起創建了復旦微電子。於2000年8月4日在香港上市，成為國內集成電路設計行業第一家上市企業。

主要產品：智能電錶MCU包括32位Cortex-M0內核FM33A0xx/FM33A0xxB系列晶元及16位增強型8xC251內核FM33xx系列晶元。最大支持512KB FLASH程序存儲器和 64KB RAM，並集成LCD驅動、帶溫補的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設介面。

低功耗MCU主要包括FM33A0xx系列、FM33G0xx系列、低功耗16位MCU FM3316/3313/3312/3312T系列。

FM33A0xx系列晶元是ARM Cortex-M0內核的32位低功耗MCU晶元，最大可支持512KB FLASH程序存儲器和 64KB RAM，集成LCD驅動、帶溫補的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設介面。

FM33G0xx系列晶元是ARM Cortex-M0內核的32位低功耗MCU晶元，最大可支持512KB FLASH程序存儲器和 64KB RAM，集成LCD驅動、AES加解密引擎、帶溫補的RTC時鐘、ADC、以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設介面。

FM3316/3313/3312系列是低功耗MCU晶元，具有16位增強型8xC251 處理器內核、64KB FLASH程序存儲器、4KB RAM，集成LCD、RTC、溫度感測器、ADC以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設介面，適用於各類電池供電類低功耗產品。

華大半導體

企業簡介：華大半導體有限公司（簡稱華大半導體）是中國電子信息產業集團有限公司（CEC）整合旗下集成電路企業而組建的專業子集團，覆蓋了集成電路設計、製造、封測及應用全產業鏈，產品包括MCU、FPGA、功率及驅動晶元、智能卡及安全晶元、電源管理晶元、新型顯示晶元等。

主要產品：基於ARM內核，推出針對超低功耗應用的HC32L系列，針對電機應用市場的HC32M系列，針對通用市場的高性價比HC32F系列，以及針對工業客戶的定製化小型PLC系列MCU產品。主要應用於空調溫控面板、電機控制、儀器儀錶、電子票證等領域。

士蘭微

企業簡介：杭州士蘭微電子股份有限公司坐落於杭州高新技術產業開發區，是專業從事集成電路晶元設計以及半導體微電子相關產品生產的高新技術企業，公司現在的主要產品是集成電路和半導體產品。

主要產品：3V OTP MCU、5V OTP MCU、3V FLASH MCU、5V FLASH MCU，應用於遙控器、小家電、電源管理、電機控制、智能照明、對講機等。

華潤微

企業簡介：華潤微電子有限公司是華潤集團旗下負責微電子業務投資、發展和經營管理的高科技企業，業務包括集成電路設計、掩模製造、晶圓製造、封裝測試及分立器件等。

主要產品：CS16F505X十六位低功耗混合信號微控制器、CS98P154八位OTP I/O型微控制器、CS98P268帶ADC的八位OTP微控制器、CS53P8816引腳OTP紅外遙控專用微控制器、CS608310/12/14位多功能計算器專用微控制器電路。

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