一、MCU行業概述
MCU即微控制器,又稱微控制單元或單片機,是把微處理器的頻率和規格適當縮減,並將內存、快閃記憶體、計數器、A/D轉換、串口等集成到單一晶元上,形成的晶元級計算機。
根據處理的數據位數分類,可分為4位、8位、16位、32位和64位;根據指令結構,可分為CISC(複雜指令集計算機)和RISC(精簡指令集計算機);按存儲器架構分,可分為哈佛架構和馮諾依曼架構;按照用途分,可分為通用型微控制器和專用型微控制器。
MCU(微控制器)主要分類
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MCU由Intel率先提出,經過4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新,已廣泛應用於多種場景。目前市場上以8位和32位MCU為主,未來隨著產品性能要求的不斷提高,32位MCU的市場規模將進一步擴大。而在國內,現階段8位、32位MCU企業居多,未來企業加大研發投入,將進一步實現MCU的國產替代。
MCU行業發展歷程
資料來源:電子發燒友,華經產業研究院整理
二、MCU產業鏈
從MCU產業鏈來看,原廠位於中游位置,上游主要包括原材料廠商、設備廠商等,Fabless型相比IDM型額外需要晶圓代工廠商支持,下游通過經銷商向終端應用分散,包括汽車、工控、消費、通信等領域。
MCU產業鏈結構示意圖
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MCU廣泛應用於各類電子產品中。我國MCU行業下游佔比最高的是消費電子領域,為26%,其次是計算機網路,佔比19%,未來隨著新能源車滲透和造車新勢力的推動將持續拉動汽車MCU提升。
中國MCU行業下游佔比
資料來源:IHS Markit、ASPENCORE,華經產業研究院整理
三、全球MCU行業現狀
2020年全球MCU的市場銷售情況受疫情影響,下滑到159億美元,同比減少2.45%。2021年全球MCU銷售額回升至196億美元,同比增長23.27%,預計2022年將超過200億美元。
2015-2022年全球MCU銷售額及增長趨勢
資料來源:IC insights,華經產業研究院整理
在2021年全球MCU市場銷售中,汽車MCU銷售額為76億美元,約佔39%,另外46%來自通用嵌入式應用MCU(包括智能手機、計算機和外圍設備、工業用途和消費產品),其餘來自智能卡市場(銀行卡、公交卡、身份證等)及其他用途,佔比約15%。
2021年全球MCU市場銷售額結構
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2021年全球MCU總出貨量約為309億顆,同比增長12%,未來五年CAGR預計為3.0%,2026年將達到358億顆。
2021-2026年全球MCU出貨量及預測
資料來源:IC insights,華經產業研究院整理
相關報告:華經產業研究院發布的《2021-2026年中國微控制器行業發展前景及行業投資策略研究報告》
四、中國MCU行業現狀
目前國內MCU市場規模尚小,2021年中國MCU銷售額(中國MCU銷售額指國內生產的MCU銷售額)達到46億美元,未來5年CAGR預計為8.5%,2026年銷售額將達到69億美元。
2021-2026年中國MCU銷售額及預測
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2021年,我國汽車MCU銷售額約為6.8億美元,同比增長6.25%。未來五年,汽車MCU銷售額預計將以5.3%的複合年增長率增長,至2026年銷售額將提升至8.8億美元。
2020-2026年中國汽車MCU銷售額及預測情況
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五、MCU行業競爭格局
IDM及代工廠MCU擴產有限,預計供給緊張持續。車用晶元的規格主要是8英寸晶圓,部分廠商開始向12英寸平台遷移。據台灣資策會MIC表示,車用晶元IDM製造廠委外比重約15%,委外產品以MCU為主,其中約70%的部分由台積電製造代工。在台積電和主要MCU廠商的擴產計劃中,台積電通過擴產和重新分配產能的方式應對汽車晶元供給缺口,而主要IDM廠商擴產計劃集中於12英寸,8英寸擴產較少。
全球主要MCU代工廠及IDM廠擴產計劃
資料來源:電子工程專輯,華經產業研究院整理
六、MCU行業發展趨勢
未來汽車MCU是最具潛力的市場之一。我國作為汽車製造大國,對汽車半導體需求旺盛。隨著我國各大汽車廠商造車進度的加快,汽車領域MCU市場將迎來持續增長。
汽車電子無疑仍是接下來的一個應用熱點,尤其是新能源汽車的發展給這個市場帶來了新的機遇。新能源汽車因為沒有太多舊技術的牽絆,可以更好地採用新一代的電子電氣架構,能夠直接把域控制器應用在新能源汽車中。域控制器的使用將對MCU提出新的更高的需求,同時也推動產品更快迭代。智能駕駛對MCU在性能方面提出了更高的要求,如用戶要求MCU能夠進行更多的實時計算。
MCU是目前汽車晶元短缺過程中最為缺少的晶元類型。相比於消費級和工業級MCU,車規級MCU對工作溫度、交付良率、工作壽命的技術壁壘更高。儘管目前市場在一定程度上補充了MCU的供給,但控制類晶元仍然是短缺的類型。
集成化、跨域融合、車載中央電腦、車載雲計算等需求,將需要更多的核心處理器,預計32位MCU的市場佔比逐年上升,車規級MCU單值將呈倍數級增長。
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