MCU国产化 – 人间正道是沧桑

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2022-03-09 03:02:28 11

自华为事件以后的很长一段时间，中国半导体行业就一直很火热，一方面缘于政策扶持，另一方面也是供需市场需求的自然发酵，加速了国产半导体在各领域遍地开花。近期清华大学微电子学研究所所长、中国半导体行业协会副理事长魏少军教授在全球CEO双峰会上做了《人间正道是沧桑，关于大变局下的战略定力》的演讲，指出当前国内半导体的发展，应该回归以产品为中心的思维，重新审视半导体产业五大板块：设计、制造、封测、装配和材料上的差距，一定要尊重产业发展规律，平衡资源，平衡发展，避免急功近利冒进式的发展。

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以常用的MCU单片机产品来看，因为从手机周边消费类产品、小家电到工业类电机控制、汽车电子、无线通讯、物联网，甚至人工智能，在中国都有大量的开发团队和配套支持体系，同时中国也拥有最为广泛的消费群体和应用场景，基于上述因素，单片机在国内的发展优势更加明显，也造就了不少本土单片机明星企业！

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中国市场虽然在不断扩大，但是对标海外品牌，国产MCU在产品形态、市场份额和技术先进性上，还有不小差距。

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2020年，预计国产MCU厂商的销售额将达到148亿元人民币，占整个中国MCU市场的55%。目前国内MCU厂商主要在消费电子、智能卡和水电煤气仪表等中低端应用领域竞争，但在市场潜力大且利润比较高的领域，比如工业控制、汽车电子和物联网市场，仍被国外的MCU厂商所垄断！

亚太区Y2019单片机业绩排名如下：

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从2020年全球MCU市场份额来看，32位MCU将占据62%，16位占比23%，4/8位占比15%；而从国内MCU应用市场来看，之前仍以8位MCU为主，但是随着终端产品不断升级，同时伴随着物联网时代对于运算能力和低功耗的强烈需求，加之两者的平均售价正逐步缩小差距，32位MCU一定会迎来爆发式的增长！

另外，华为事件虽然造成了一些负面影响，但却间接带动了“国产替代”热，为国内MCU厂商创造了大好商机。预计到2023年国内MCU厂商的出货量将增长到256亿元，其中在消费电子MCU市场的占比将达到86%！

以下是电子工程专辑在2020年8月整理的30家国内MCU厂商的基本信息及统计分布图

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上市公司：12家，其中包括2家在新三板上市，以及3家上市公司的子公司

总部：上海10家、深圳7家、北京3家、珠海3家、苏州2家，青岛、南京、杭州、重庆和安徽芜湖各1家

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从内核架构上看，Arm 架构仍为主流，占比超过55%，不过，随着政策扶持和市场推进的深入，RISC-V 比例也呈现上升趋势。

我们收集整理了部分典型国产MCU厂家产品对比，由此也可以看出各厂家依据自身技术和市场优势，在电子消费类、物联网、新基建和汽车电子等不同行业的长远布局。

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早在2013年4月，兆易创新就推出了国内 .基于Arm Cortex-M3内核的32位MCU。经过近7年多的持续开拓，目前兆易创新在基于Arm内核的MCU产品上已经有了24条完整的产品线，有超过300款可选型号，具有高性能、系列间兼容、工业级可靠性和开发简易等特点。根据官方公布的数据显示，截至2017年5月，兆易创新的32位MCU出货已经累计突破1亿片，截至2020年6月这一数字已经突破了4亿片。

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2019年8月，兆易创新还推出了全球首颗基于RISC-V内核的通用MCU：GD32V系列，新品首批提供了14个型号，包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4种封装类型选择，并完整保持了与现有产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性。GD32V系列MCU在最高主频下的工作性能可达153 DMIPS，CoreMark测试也取得了360分的优异表现，相比GD32 Cortex-M3内核的GD32F103性能提升15%的同时，动态功耗降低了50%，待机功耗更降低了25%。

未来，GD32 MCU后续的市场产品会朝着：无线连接、超低功耗和汽车级产品三大领域发展。

无线连接	Y2020
● IOT WiFi
● BT+BLES.x+WiFi多模
● Sub 1GHz多模
● UWB

超低功耗	Y2021
● 电池供电设备
● 便携式设备
● 可穿戴设备

汽车级产品	Y2022
● 汽车级产品认证
● 车身控制系统
● 辅助驾驶系统

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芯海科技

股票代码 688595

芯海科技现在产品主要面向4个领域：1）是健康测量和医疗类的产品；2）是人机交互产品；3）电信号测量、电源管理控制产品；4）智能家居的传感器产品。芯海科技以ADC起家，深耕ADC领域17年，在MCU领域也有12年积累，其未来核心创新仍将围绕ADC+MCU双平台，为物联网提供各种低功耗、小尺寸、高精度和高性能信号链产品！

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灵动微电子

自2011年3月成立至今，灵动微电子已经成功完成数百余MCU产品的设计及推广，灵动微电子目前已批量供货的基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核的MCU产品包括：针对通用高性能市场的MM32F系列，针对超低功耗及安全应用的MM32L系列，具有多种无线连接功能的MM32W系列，电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列，以及OTP型的MM32P系列等，以满足客户及市场多领域、多层次的丰富应用场景需求。

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灵动微电子除了关注传统消费类电子市场，也持续在电机控制市场加强投入，可以参考灵动微市场总监：黄致恺先生，在2020年第15届深圳电机技术研讨会上的分享：http://news.ifeng.com/c/7ysBnANAD39，详细解答了：电机控制主流方案和电机能耗等重点问题。

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航顺芯片

航顺芯片2014年成立于深圳，软硬件全兼容进口MCU，作为其一大优势，航顺提供了最快切入市场的低成本MCU产品。近期推出的HK32F030M这一款32 位MCU居然终端用户价格做到低于1元人民币，终于实现了32位机替代中高端8位/16位MCU的一个最艰难突破口！HK32F030M不仅价格低，而且拥有48M主频,10万次擦写次数等，可广泛应用于血氧仪、电机、吊扇灯、空调冰箱控制器等产品！

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未来，航顺芯片不但在通用MCU领域发力，更围绕 .新基建，万物物联5G大数据等市场热点，陆续在高端及专用SOC领域推出新型产品。

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比亚迪半导体

比亚迪半导体有限公司前身为深圳比亚迪微电子有限公司，成立于2004年。目前，比亚迪半导体主要业务覆盖功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售，拥有包含芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用在内的一体化经营全产业链。比亚迪半导体认为MCU芯片作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，是汽车从电动化向智能化深度发展的关键。凭借在汽车行业的沉淀，2007年比亚迪半导体进入了MCU领域，从工业级MCU开始，坚持性能与可靠性的双重路线，发展到现在拥有工业级通用MCU芯片、工业级三合一MCU芯片、车规级8位MCU芯片、车规级32位MCU芯片以及电池管理MCU芯片等系列产品。截至目前，比亚迪半导体车规级MCU已经装车突破500万颗，MCU累计出货超20亿颗，实现了国产MCU在市场上的重大突破。

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中国是全球 .大汽车产销国，也拥有全球最大车用MCU市场。目前平均一辆车上会用到100颗左右的MCU，这样估算下来，我国车用MCU市场总量约为20亿颗，市场规模高达数百亿元。汽车新四化（电动化、智能化、网联化、共享化）的兴起，对于MCU的需求会进一步增长。

除了与海外品牌对标价格、产品性能、技术服务、物流响应等综合实力以外，编者认为国产半导体还需要持续加强生态系统的建设和内容完善。以STM32为例，ST为各系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完善的生态系统，以从配置、开发、烧录到跟踪的一站式开发平台，构建无缝的开发流程，见下图。

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同时， ST还通过中国大学计划、官网/官微等线上平台、在线培训等多层次的资源支持，培养了大批潜在用户群。

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此外，ST还通过合作伙伴计划为合作伙伴发挥创造力提供便利，让客户更容易接触到更多开发资源。创芯工坊就是生态合作伙伴里的其中一份子，为大家提供固件加密和安全烧录产品和服务。第三方合作伙伴不仅提供硬件开发板、调试器和烧录器等硬件资源，也提供程序固件服务（固件加密、固件安全烧录、固件云烧录等），最终实现ST、合作伙伴和客户三方共赢。

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