MCU市场现状:国产MCU正在崛起,但也极度内卷

百科   2024-10-16 09:01   北京  
MCU(Micro Controller Unit)为微控制单元,又称微控制器或单片机,是将中央处理器的频率和规格做适当缩减,并与存储器、I/O 端口、定时/计数器等集成在一颗芯片上,执行计算与控制功能。根据应用场景不同,很多增强型MCU还集成了ADC、DAC、PWM、PCA、WDT等功能部件,以及 SPI、I2C、UART、USB、CAN等数据传输接口,使单片机更具特色、更有市场应用前景。

MCU的工作原理:传感器输入信号,输入处理器对信号进行模数转换、放大等处理后,传递给MCU进行运算处理,然后输出处理器对信号进行功率放大、数模转换等,使其驱动如电磁阀、电动机、开关等被控元件工作。

一、市调机构Yole Group指出,2023年全球微控制器(MCU)市场规模为282亿美元,预计到2029年将达388亿美元,年复合增长率为5.5%。虽然MCU市场竞争态势维持相对稳定,但仍出现愈来愈多的小型供应商,尤其是来自亚洲的供应商,尤其中国厂商正快速崛起。
二、根据IHS、IC Insights报告预估,2024年中国MCU市场规模为455亿元人民币,2026年可望突破500亿元人民币。通过梳理兆易创新、国民技术、中颖电子等国产MCU公司的半年报发现,2024年上半年国产MCU厂商表现非常抢眼,很多公司都实现了同比和环比双增长。从应用市场来看,目前消费电子市场复苏对于国产MCU厂商是一大利好。统计数据显示,上半年下游智能手机、PC、可穿戴设备以及智能汽车市场需求回暖,2024年上半年A股消费电子产业链企业业绩普遍报喜,八成企业盈利,17家企业净利润同比增速超过100%。

根据东方财富平台的统计数据,消费电子板块94家公司中,2024年上半年实现正向盈利的企业有70家,占比80.45%,2024年上半年净利润同比增长的企业有55家。另外,2024年上半年消费电子产业链共有23家企业营收规模同比增长30%以上,其中增长50%以上的企业10家,增长100%以上的企业2家。


2023年上市国产MCU年报数据对比,来源:各公司年报

值得重点关注的非上市国产MCU厂商
三、从各大厂商的竞争态势来看,包括英飞凌、瑞萨、恩智浦在内的领先MCU设计公司竞争激烈,彼此之间的差异很小。其中,恩智浦继续主导汽车MCU市场。

四、在核心架构的竞争格局中,2024年是RISC-V核心架构市场的关键一年,因为瑞萨等领先的MCU制造商开始在其大众市场产品线中提供RISC-V。RISC-V市场份额的增长预计将加速,尽管它将主要与传统架构和专有解决方案竞争,然后才能在占主导地位的Arm生态系统中取得重大进展。

五、其实,中国也能卡全球芯片的脖子。在没有替代采购的情况下,半导体供应链仍然高度依赖中国和其他国家。2023年8月,中国对镓和锗实施了出口限制,令美国半导体行业感到震惊。中国占全球精炼镓产量的98% ,占全球锗产量的68%。与此同时,美国不生产镓,精炼锗产量不到全球产量的2%。美国地质调查局(USGS)估计,仅镓供应中断30%就可能导致美国经济产出下降6020亿美元,相当于国内生产总值(GDP)的2.1%,对经济构成重大威胁。

六、从通用MCU厂商的表现来看,受益于消费电子市场复苏,以及国产MCU在汽车市场渗透率提升,相关厂商的营收表现都不错。不过,由于国产MCU长期存在的价格战问题,尤其是这一段时间内卷加剧,各大厂商在盈利方面承压。相较于通用MCU,面向指定市场的MCU产品上半年表现更加抢眼,实现营收和净利润双增长。

七、据了解,目前国内有大概3451家芯片设计公司。其中,已有168家公司成功IPO;这些公司通过上市获得了更多的资本支持,发展较为稳健。剩余的3300家公司中,有超过一半,即约1700家公司的年收入不足1000万人民币;这些公司的财务状况较为紧张,主要依赖于外部融资。然而,从2023年开始,资本市场的紧张局势使得这些公司的融资变得更加困难,以至于某专注半导体投资的投资人对笔者表示,“MCU市场卷的厉害,毛利率太低,目前我们基本上不怎么关注了。”
GD32H7系列MCU具备卓越的处理能效、丰富的连接特性及多重安全机制,能够以先进工艺制程和优化的成本控制,全面释放高级应用的创新潜力。
八、要打破国产MUC 的低端内卷,要从“卷价格”向“卷价值”过渡。未来的MCU厂商角色将提供系统级的服务和方案,同时从通用MCU向专用领域进行深耕,比如毛利率高达60.99%的极海半导体就深耕打印机专用市场多年。目前不少国产MCU厂商已经意识到了这一点,开始结合自身优势发力专用市场,希望通过技术创新和服务来构筑自己的护城河。

PS:推荐10款高性能、低功耗MCU
1.兆易创新GD32F5系列MCU
GD32F5系列高性能MCU采用Arm® Cortex®-M33内核,最高支持200MHz的运行主频,工作性能可达3.31 CoreMark®/MHz。内置高级DSP硬件加速器和双精度浮点单元(FPU),大幅减轻了内核的负担并有助于提升处理效率。其典型应用包括:能源电力、光伏储能、工业自动化、PLC、网络通讯设备、图形显示等应用场景。
2.中微半导体BAT32G系列MCU
BAT32G系列是中微半导推出的高性能超低功耗MCU,提供高速高精度的模拟外设,丰富的通讯接口,强大的DMA数据搬运功能,数字功能均可自由映射到任意端口等,内置256KB Flash,DSP,硬件乘除法器,多通道的电机专用定时器,3路独立ADC通道,4路独立可编程增益放大器,4路独立比较器,DAC,并集成QSPI,CAN,LIN,UART等多种接口。其典型应用包括:工业伺服、储能逆变、数字电源、充电枪/桩、以及其他工控等垂直领域。

3.小华半导体HC32F4A0

小华MCU产品系列涵盖静、动、智、车四大系列,分别对应超低功耗MCU、电机控制MCU、通用控制MCU、汽车电子MCU,面向工业、汽车、家电和物联网。其主力产品HC32F4A0为国产高性能工控MCU,其性能卓越,拥有M4内核,240MHz主频,300DMIPS高算力,内置2MB dual-bank eFlash,516KB SRAM。其典型应用包括:变频器主控,伺服驱动,光伏逆变+储能,大型电站BMS等应用。

4.先楫半导体HPM6300
先楫半导体推出的HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器,能实现FFT/FIR快速计算,具备3个16位的ADC、10/100M以太网等,通讯接口包括了实时以太网,支持IEEE1588,内置PHY的高速USB,多路CAN-FD及丰富的UART,SPI,I2C等接口。其典型应用包括:工业自动化、电网等行业应用,如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器,电网的DTU、断路器等产品。
5.极海半导体APM32F103RCT7
极海APM32F103RCT7系列MCU,基于Arm® Cortex®-M3内核,主频96MHz, Flash 256KB、SRAM 64KB;提供“双CAN”通信接口,符合2.0A和2.0B(主动)规范,通信速率高达1Mbit/s;集成广泛高精度定时器和外设资源,可为汽车系统运行提供硬件保障;已通过AEC-Q100车规认证,符合车规级可靠性测试标准。其典型应用包括:车载中控、BMS电池管理、电机驱动、智能座舱、AVAS、升窗仪以及EDR等汽车领域。


6.旗芯微FC4150F512

FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU,支持ASIL-B功能安全等级,AEC-Q100 认证,Grade 1等级。其典型应用包括:汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。

7.芯海科技CSC2E101

芯海科技CSC2E101是一款高度集成的、高安全及易开发的嵌入式控制器(EC:Embedded Controller),采用32位高效能内核,内置片上flash 存储,集成安全硬件算法,支持笔记本所需的各种外设。CSC2E101是芯海科技首颗应用于笔电高端商务机型的EC芯片,填补了中国大陆厂商在该芯片领域的空白,该项目也与国家倡导的信创安全相符合。

8.复旦微电子智能表计MCU FM33A0xx系列

上海复旦微电子的智能电表MCU包括基于32位Cortex-M0内核的FM33A0xx、FM33A0xxB系列芯片,以及16位增强型8xC251内核FM33xx系列芯片。最大支持512KB FLASH程序存储器和 64KB RAM,并集成LCD驱动、带温补的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外设接口。


9.国民技术通用安全MCU N32G455系列
N32G455系列MCU产品基于32位ARM Cortex-M内核,CPU性能高达180DMIPS,内置嵌入式加密高速Flash,Coremark跑分高达486.26分。该系列芯片是国内首个同时集成国密/国际密码算法硬件加速引擎及安全单元的通用安全MCU产品系列,密码算法性能提升数十倍以上,系统资源使用减少5倍,有效提高存储资源使用率。该系列产品具有极高集成度,片内集成4个运算放大器和7个模拟比较器,集成USB、SDIO、QSPI等高速通信接口,以及常规UART、SPI、I2C接口。

10.航顺芯片HK32F39A

航顺芯片HK32F39A采用最新的工艺制程,ARM-Cotex M3内核支持FPU计算单元,最高支持120M主频,内置527K FLASH,97K SRAM,丰富的内部资源以及多种外设,支持TFT LCD驱动,内置比较器、DAC等,支持6路串口,2路CAN以及USB接口,支持2路高级定时器,SAI和数字相机接口。



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