眾所周知，半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷下行周期。多家機(jī)構(gòu)均下調(diào)了對(duì)明年半導(dǎo)體市場(chǎng)的預(yù)期。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)發(fā)布預(yù)測(cè)稱，2023年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將從此前預(yù)計(jì)的同比增長(zhǎng)4.6%轉(zhuǎn)為同比減少4.1%至5565億美元，這將是2019年后該半導(dǎo)體行業(yè)首次出現(xiàn)回落。Gartner發(fā)布的報(bào)告預(yù)計(jì)，2023年半導(dǎo)體行業(yè)收入將下降3.6%，從2022年的6180億美元降至5960億美元，低于早先預(yù)測(cè)的6230億美元。IC Insights的報(bào)告認(rèn)為，全球半導(dǎo)體需求將在2023年出現(xiàn)周期性下滑，全年總銷量預(yù)計(jì)將減少5%。

這樣的市場(chǎng)下，存儲(chǔ)、CPU、GPU等產(chǎn)品都已經(jīng)受到影響，MCU也難以獨(dú)善其身，一些入門級(jí)和中端MCU的價(jià)格已降至2019年的水平。消息人士稱，去庫(kù)存成為了MCU供應(yīng)商和渠道運(yùn)營(yíng)商面對(duì)的關(guān)鍵問題，異常的庫(kù)存水平可能會(huì)持續(xù)到2023年第二和第三季度。這意味著消費(fèi)類MCU的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)在2023年也將繼續(xù)激烈，因?yàn)镸CU供應(yīng)商可能會(huì)大幅削減報(bào)價(jià)，以進(jìn)一步鞏固其在市場(chǎng)特別是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的份額。

為了抵御消費(fèi)類MCU持續(xù)庫(kù)存調(diào)整的影響，許多MCU公司都打算將越來越多的重點(diǎn)放在開發(fā)中高端32位產(chǎn)品上。

汽車電子推動(dòng)32位MCU市場(chǎng)

根據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2011-2020年全球MCU產(chǎn)品中，32位MCU產(chǎn)品市場(chǎng)占有率穩(wěn)步上升，4/8位MCU產(chǎn)品占比呈下降趨勢(shì)。2020年32位MCU占比為62%，而4/8位MCU占比為15%。據(jù)IC Insights預(yù)測(cè)，未來五年32位MCU的銷售額將以9.4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

MCU的應(yīng)用市場(chǎng)主要為車用電子、工控、消費(fèi)電子、醫(yī)療健康，占比分別為35%、24%、18%和14%。行業(yè)普遍認(rèn)可汽車行業(yè)將成為MCU產(chǎn)品成長(zhǎng)的重要推動(dòng)力。一輛傳統(tǒng)汽車大約需要70個(gè)MCU，而智能汽車至少需要300個(gè)MCU。中國(guó)臺(tái)灣的MCU公司新唐一直保持著較高的32位MCU產(chǎn)品比重，盛群半導(dǎo)體、凌通科技和偉詮電子也加緊了32位產(chǎn)品的開發(fā)。大多數(shù)制造商都在擴(kuò)大了用于汽車和工業(yè)控制應(yīng)用的產(chǎn)品范圍。數(shù)據(jù)顯示，2026年全球汽車應(yīng)用MCU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億美元。

車用MCU主要有8位、16位和32位等各類型產(chǎn)品；其中8位MCU主要用在汽車風(fēng)扇、雨刷、天窗、車窗、座椅等低端階功能控制。32位MCU工作頻率大多在100-350MHz之間，處理能力和執(zhí)行效能比8/16位更好，其應(yīng)用也更為寬泛。32位MCU主要用于整車控制、智能儀表、多媒體信息系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助駕駛等高端功能控制。隨著汽車正在朝著電氣化、智能化方向發(fā)展，尤其是電動(dòng)汽車的車身車載模塊，對(duì)寬電源域MCU的需求越來越大，這將驅(qū)動(dòng)汽車未來對(duì)32位MCU的需求大幅增長(zhǎng)。

目前車用MCU主要采用90納米節(jié)點(diǎn)制造，隨著汽車智能化程度增加，汽車芯片正在推進(jìn)制造工藝升級(jí)，40納米技術(shù)可能會(huì)在五年內(nèi)取代90納米成為主流工藝節(jié)點(diǎn)。麥肯錫報(bào)告預(yù)計(jì)，到2030年，90納米及以上工藝制造的車用芯片需求占比仍將達(dá)到67%，但未來5年該類芯片的供應(yīng)量年復(fù)合增長(zhǎng)率僅為5%，成熟工藝車用芯片將供應(yīng)緊張多年。90納米工藝產(chǎn)能不足，促使車用芯片廠商紛紛向65/55納米節(jié)點(diǎn)遷移，有的甚至直接推進(jìn)到40納米。采用40納米工藝制造的新芯片至少需要五年時(shí)間才能通過驗(yàn)證，完成驗(yàn)證后，汽車芯片的主流制造工藝才會(huì)從90納米遷移到40納米，因此新的5-7年后，工藝升級(jí)熱潮也會(huì)拉開序幕。

增長(zhǎng)的需求和新工藝的升級(jí)為市場(chǎng)帶來的新的可能性，32位MCU市場(chǎng)正迎來一場(chǎng)變革。


相比8位MCU，32位MCU特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)突出

運(yùn)算效能大幅提升，可以支持高速的外設(shè)，以前需要用DSP、MPU等芯片完成的事情，目前在32位MCU上面可以快速實(shí)現(xiàn)，無(wú)疑是32位MCU的一大優(yōu)勢(shì)。尤其對(duì)ARM內(nèi)核為基礎(chǔ)的32位MCU而言，32位MCU的普及率相當(dāng)高，生態(tài)成熟穩(wěn)定，開發(fā)工具使用方便、友好。

同時(shí)32位MCU功能更強(qiáng)及性能更好。掃地機(jī)器人應(yīng)用中, 簡(jiǎn)單平價(jià)功能的可用8位MCU, 而含激光掃描復(fù)雜功能, 顯然32位MCU執(zhí)行及運(yùn)算速度更快, 程序及記憶體更大, 適合用在更高檔的產(chǎn)品上。

32位MCU在其他復(fù)雜應(yīng)用中也具有一定的突出表現(xiàn)。以處理運(yùn)行速度為例，典型的8位MCU通常以8 MHz運(yùn)行，而32位MCU的時(shí)脈頻率則可達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz，當(dāng)應(yīng)用的系統(tǒng)運(yùn)行的是需要大量數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用程序時(shí)，這些速度上的差異就會(huì)變得明顯;此外32位MCU的低功耗、高集成度也有明顯的優(yōu)勢(shì)，在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時(shí)，片上集成的UART、LCD控制器、定時(shí)器、ADC、加密等將發(fā)揮關(guān)鍵作用。往后嵌入式應(yīng)用的要求會(huì)越來越高，考慮到電子技術(shù)向智能化發(fā)展的趨勢(shì)，32位MCU將擁有更多的可能性。

總體來說，相比8位MCU，運(yùn)算速度快，資源豐富，集成度更高，開發(fā)環(huán)境更完善是32位MCU最突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。未來隨著目前工藝的提升，32位MCU成本也逐漸下降，將更加快32位MCU逐步替代8位MCU的步伐，同時(shí)隨著智能化普及，多數(shù)8位MCU不能滿足市場(chǎng)需求，而32位MCU將會(huì)是未來趨勢(shì)。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)前景可觀

隨著產(chǎn)品功能的增加及升級(jí), 32位MCU不僅需要更快的速度或更精準(zhǔn)的電壓電流或溫度、環(huán)境偵測(cè), 而且還要更低功耗。以特性拆分, 32位MCU可分為基本通用系列, 高效系列( High Performance), 低功耗系列以及無(wú)線傳輸系列。

目前國(guó)產(chǎn)MCU行業(yè)集中度很高，在汽車電子、工控醫(yī)療等高端領(lǐng)域，基本處于寡頭市場(chǎng)，排名靠前的企業(yè)占據(jù)了超過80%的市場(chǎng)，但在MCU供不應(yīng)求的當(dāng)下，終端廠商也在尋求替代產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)MCU企業(yè)目前迎來一個(gè)發(fā)展窗口期；與此同時(shí)，大陸的MCU廠商在中低端市場(chǎng)具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有較多的終端制造商，會(huì)更有意向?qū)ふ覈?guó)內(nèi)的MCU廠商合作，以應(yīng)對(duì)芯片漲價(jià)現(xiàn)狀。

另外，醫(yī)療電子、指紋門鎖、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)及電機(jī)、汽車后裝及配件、儀器儀表、傳感器、智能家居等領(lǐng)域也是廈門澎湃微電子有限公司(簡(jiǎn)稱：澎湃微電子)目前32位MCU的主要應(yīng)用。據(jù)介紹，在醫(yī)療電子及指紋門鎖等市場(chǎng)，相關(guān)產(chǎn)品均已經(jīng)大批量出貨;在電機(jī)領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)工具等細(xì)分行業(yè)，近年來也取得不錯(cuò)的成績(jī);在新能源領(lǐng)域，包括電動(dòng)汽車充電樁市場(chǎng)也已經(jīng)大批量出貨中；在物聯(lián)網(wǎng)等超低功耗領(lǐng)域，尤其在表類等市場(chǎng)，也取得終端客戶的認(rèn)可。澎湃微電子市場(chǎng)總監(jiān)雷江峰表示，隨著智能制程2025及物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，這些市場(chǎng)均會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)且后力強(qiáng)勁，澎湃微電子會(huì)持續(xù)加大迭代產(chǎn)品的投入，完成從緊密跟隨到引領(lǐng)市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變。


國(guó)民技術(shù)發(fā)展迅速，大陸初具實(shí)力

從料號(hào)數(shù)量和ARM內(nèi)核來看，海內(nèi)外還存在差距，但大陸已明顯具備實(shí)力。目前海內(nèi)外的大趨勢(shì)都是從自研內(nèi)核轉(zhuǎn)為外購(gòu)ARM內(nèi)核，而外購(gòu)內(nèi)核中ARM Cortex M系列占據(jù)主流地位。

最初大部分MCU廠商多是自研內(nèi)核，隨著計(jì)算要求越來越高，內(nèi)核廠商開始出現(xiàn)，分工進(jìn)一步細(xì)化，MCU廠商開始使用外購(gòu)內(nèi)核，并將主要精力投入到其他產(chǎn)品的研發(fā)。

外購(gòu)內(nèi)核占據(jù)主流的ARM Cortex M系列是由ARM開發(fā)的，并且采用IP授權(quán)形式，相比于ARM公司的其他系列產(chǎn)品，如Cortex-A系列、Cortex-R系列以及Cortex-M系列，Cortex-M系列具有短流水線、超低功耗的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，專門面向MCU及深度嵌入系統(tǒng)市場(chǎng)。Cortex-M系列的特點(diǎn)是短流水線、超低功耗，專門面向MCU及深度嵌入系統(tǒng)市場(chǎng)。

高端產(chǎn)品領(lǐng)域，海內(nèi)外還存在差距，大陸廠商仍有較大進(jìn)步空間，大陸廠商中兆易創(chuàng)新可謂龍頭，技術(shù)最為領(lǐng)先，屬于第一梯隊(duì)，其次國(guó)民技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭較猛。

料號(hào)數(shù)量上，海外廠商中除微芯、德州儀器32位產(chǎn)品略微少一些（300-500種），其他海外廠商均有上千顆料號(hào)；大陸廠商中目前領(lǐng)先的有兆易創(chuàng)新（370+顆）、華大半導(dǎo)體（100+顆）、國(guó)民技術(shù)（80+顆）。

如何拿下32位MCU市場(chǎng)？

目前，全球的MCU市場(chǎng)仍由海外巨頭主導(dǎo)，面對(duì)已經(jīng)有相當(dāng)積累的MCU巨頭，單純靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)不是辦法，因此國(guó)內(nèi)的MCU公司們也將目光對(duì)準(zhǔn)了RISC-V。RISC-V架構(gòu)具有低功耗、低成本、開源開放、可模塊化、簡(jiǎn)潔、面積小和速度快等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)推出了一部分RISC-V內(nèi)核的產(chǎn)品。

兆易創(chuàng)新發(fā)布了其首款基于RISC-V的32位通用MCUGD32VF103，并宣布未來將堅(jiān)持Arm和RISC-V兩種架構(gòu)并行；核芯互聯(lián)憑借著“高性能模擬、自研RISC-V架構(gòu)、芯片敏捷設(shè)計(jì)方法”三大護(hù)城河在業(yè)內(nèi)嶄露頭角；愛普特微電子全線產(chǎn)品均基于RISC-V架構(gòu)內(nèi)核研發(fā)，其2021年發(fā)布的新品APT32F1023已累計(jì)出貨超一億顆，同時(shí)愛普特與阿里平頭哥達(dá)成深度合作，雙方計(jì)劃未來一年推出六大RISC-V芯片系列產(chǎn)品，主要面向的領(lǐng)域包括車載領(lǐng)域；中微半導(dǎo)體的ANT32RV56xx也是集成RISC-V內(nèi)核的32位MCU，該系列芯片集成模擬外設(shè)并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；航順電子針對(duì)AIoT已推出一款M3+RISC-V雙核MCU，并會(huì)相繼的推出RISC-V內(nèi)核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構(gòu)的產(chǎn)品。

除了打造產(chǎn)品的差異化，產(chǎn)業(yè)的其他環(huán)節(jié)也都“時(shí)刻準(zhǔn)備著”。在設(shè)計(jì)人才方面，作為國(guó)家培養(yǎng)國(guó)內(nèi)人才措施的一部分，半導(dǎo)體相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生開始學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和開發(fā)32位MCU原型，這一發(fā)展展現(xiàn)了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研融合的趨勢(shì)。在芯片制造方面，國(guó)內(nèi)代工廠也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)14納米的量產(chǎn)。從下游市場(chǎng)來看，中國(guó)作為新能源汽車最大的市場(chǎng)，對(duì)MCU產(chǎn)品的需求是旺盛的。

此外，從整個(gè)大環(huán)境來看，市場(chǎng)也對(duì)MCU廠商有利。防疫管控放開將對(duì)行業(yè)需求產(chǎn)生影響，業(yè)內(nèi)人士普遍表示預(yù)計(jì)消費(fèi)電子會(huì)率先受益。消費(fèi)電子有希望從谷底反彈，帶動(dòng)半導(dǎo)體整體需求的回暖，客戶和渠道積累的存貨將有機(jī)會(huì)釋放，預(yù)計(jì)到明年上半年庫(kù)存會(huì)達(dá)到比較正常的水平。對(duì)于國(guó)內(nèi)MCU公司來說，未來是光明的。