32位MCU正當(dāng)時

作者：六千

眾所周知，半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷下行周期。多家機構(gòu)均下調(diào)了對明年半導(dǎo)體市場的預(yù)期。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)會發(fā)布預(yù)測稱，2023年半導(dǎo)體市場規(guī)模將從此前預(yù)計的同比增長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)布的報告預(yù)計，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)測的6230億美元。IC Insights的報告認為，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)計將減少5%。

這樣的市場下，存儲、CPU、GPU等產(chǎn)品都已經(jīng)受到影響，MCU也難以獨善其身，一些入門級和中端MCU的價格已降至2019年的水平。消息人士稱，去庫存成為了MCU供應(yīng)商和渠道運營商面對的關(guān)鍵問題，異常的庫存水平可能會持續(xù)到2023年第二和第三季度。這意味著消費類MCU的價格競爭在2023年也將繼續(xù)激烈，因為MCU供應(yīng)商可能會大幅削減報價，以進一步鞏固其在市場特別是國內(nèi)市場上的份額。

為了抵御消費類MCU持續(xù)庫存調(diào)整的影響，許多MCU公司都打算將越來越多的重點放在開發(fā)中高端32位產(chǎn)品上。MCU公司包括新唐科技、盛群半導(dǎo)體、凌通科技和偉詮電子等都認為必須提高中高端32位產(chǎn)品的比例才能保持競爭力。32位MCU為何火熱？同時國內(nèi)的MCU公司在32位產(chǎn)品上發(fā)展得怎么樣了呢？

01、汽車電子推動32位MCU市場

根據(jù)IC Insights統(tǒng)計，2011-2020年全球MCU產(chǎn)品中，32位MCU產(chǎn)品市場占有率穩(wěn)步上升，4/8位MCU產(chǎn)品占比呈下降趨勢。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，未來五年32位MCU的銷售額將以9.4%的復(fù)合年增長率增長。

MCU的應(yīng)用市場主要為車用電子、工控、消費電子、醫(yī)療健康，占比分別為35%、24%、18%和14%。行業(yè)普遍認可汽車行業(yè)將成為MCU產(chǎn)品成長的重要推動力。一輛傳統(tǒng)汽車大約需要70個MCU，而智能汽車至少需要300個MCU。中國臺灣的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市場規(guī)模將達到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，尤其是電動汽車的車身車載模塊，對寬電源域MCU的需求越來越大，這將驅(qū)動汽車未來對32位MCU的需求大幅增長。

目前車用MCU主要采用90納米節(jié)點制造，隨著汽車智能化程度增加，汽車芯片正在推進制造工藝升級，40納米技術(shù)可能會在五年內(nèi)取代90納米成為主流工藝節(jié)點。麥肯錫報告預(yù)計，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到67%，但未來5年該類芯片的供應(yīng)量年復(fù)合增長率僅為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)點遷移，有的甚至直接推進到40納米。采用40納米工藝制造的新芯片至少需要五年時間才能通過驗證，完成驗證后，汽車芯片的主流制造工藝才會從90納米遷移到40納米，因此新的5-7年后，工藝升級熱潮也會拉開序幕。

增長的需求和新工藝的升級為市場帶來的新的可能性，32位MCU市場正迎來一場變革。

02、國內(nèi)32位MCU仍需要追趕

我國MCU市場已經(jīng)進入快速發(fā)展階段，中國MCU市場規(guī)模由2017年的213億元增長到2020年的269億元，復(fù)合年均增長率為8.09%。預(yù)測2022年中國MCU市場規(guī)模將達299億元。從產(chǎn)品比例來說，國內(nèi)的MCU市場與全球市場情況并不完全一致。中國通用型MCU市場基本被8位、32位平分。據(jù)芯知匯統(tǒng)計，2020年中國通用型MCU市場中，32位和8位占據(jù)市場主流，其中，32位市場份額54%，8位市場占比43%。

在應(yīng)用上來看，目前國內(nèi)MCU供應(yīng)商主要市場還是集中在家電和消費電子領(lǐng)域，生存空間依舊遭到擠壓。但在32位MCU領(lǐng)域，國內(nèi)廠商已經(jīng)開始布局，并且取得了不小的成績。國內(nèi)MCU兆易創(chuàng)新曾在Arm中國技術(shù)研討會上表示其通用GD 32 MCU每年出貨量的一半以上用于工業(yè)應(yīng)用，而汽車和高端消費產(chǎn)品的應(yīng)用也在增加。

2021年，全球前32家MCU供應(yīng)商的MCU總出貨量增至近55億片。根據(jù)Omdia Research提供的數(shù)據(jù)，2021年MCU出貨量最高供應(yīng)商是NXP，隨后是Renesas、ST、英飛凌和Microchip，這五家供應(yīng)商占2021年MCU總出貨量的76%。其他MCU供應(yīng)商包括德州儀器、中國臺灣的新唐科技、中國大陸的兆易創(chuàng)新、三星和Silicon Labs，各自占有約1-7%的市場份額，顯然中國MCU公司還有很大的成長空間。

國內(nèi)MCU供應(yīng)商已經(jīng)開始加緊開發(fā)32位產(chǎn)品，也已經(jīng)開始向55納米工藝技術(shù)的過渡。值得一提的是，國內(nèi)MCU公司的成長，讓過去較為依賴大陸市場的中國臺灣MCU公司不得不降低報價，以保持競爭力。這些供應(yīng)商開始加速在其他地區(qū)的業(yè)務(wù)布局，如新唐在日本的汽車和工業(yè)控制領(lǐng)域繼續(xù)取得進展，優(yōu)化其當(dāng)?shù)刈庸?；笙泉科技加強了在歐洲、東南亞、日本和韓國的布局。

03、國內(nèi)MCU廠商發(fā)展如何？

國內(nèi)MCU廠商的發(fā)展大多首先切入性能要求較低的消費領(lǐng)域，然后向工業(yè)級切入，而車規(guī)產(chǎn)品，因在產(chǎn)品性能、可靠性、壽命等方面要求更高，因此通常成為最后進入的領(lǐng)域。

部分MCU廠商產(chǎn)品的布局情況

國內(nèi)MCU廠商雖然很多已經(jīng)進入車用領(lǐng)域，但目前多集中在較為低端的應(yīng)用中，車用32位MCU產(chǎn)品，國內(nèi)公司還處在起步階段，目前已經(jīng)有一部分廠商取得了成績。

兆易創(chuàng)新自2013年以來已成為中國最大的基于ARMCortex-M的MCU供應(yīng)商。2017年兆易創(chuàng)新的GD32MCU年總出貨量達到1億片，2021年已升至10億片以上。芯旺微車規(guī)級32位MCU產(chǎn)品已于今年實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，已成功與國內(nèi)多家大型整車廠和國際Tier1（整車廠一級供應(yīng)商）達成戰(zhàn)略合作，同時進入了韓國現(xiàn)代、德國大眾等海外車廠供應(yīng)鏈體系，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋車身、底盤線控、BMS、OBC、儀表、多媒體等領(lǐng)域。芯?？萍?2位MCU占比由2020年的10%左右提升至2021年的40%左右，2022年一季度占比50%左右，預(yù)計2022年全年這一占比會進一步提升。

04、如何拿下32位MCU市場？

目前，全球的MCU市場仍由海外巨頭主導(dǎo)，面對已經(jīng)有相當(dāng)積累的MCU巨頭，單純靠價格優(yōu)勢不是辦法，因此國內(nèi)的MCU公司們也將目光對準(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、簡潔、面積小和速度快等優(yōu)點，國內(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)計方法”三大護城河在業(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已累計出貨超一億顆，同時愛普特與阿里平頭哥達成深度合作，雙方計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)并簡化設(shè)計；航順電子針對AIoT已推出一款M3+RISC-V雙核MCU，并會相繼的推出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“時刻準(zhǔn)備著”。在設(shè)計人才方面，作為國家培養(yǎng)國內(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)計和開發(fā)32位MCU原型，這一發(fā)展展現(xiàn)了國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)學(xué)研融合的趨勢。在芯片制造方面，國內(nèi)代工廠也已經(jīng)實現(xiàn)14納米的量產(chǎn)。從下游市場來看，中國作為新能源汽車最大的市場，對MCU產(chǎn)品的需求是旺盛的。

此外，從整個大環(huán)境來看，市場也對MCU廠商有利。防疫管控放開將對行業(yè)需求產(chǎn)生影響，業(yè)內(nèi)人士普遍表示預(yù)計消費電子會率先受益。消費電子有希望從谷底反彈，帶動半導(dǎo)體整體需求的回暖，客戶和渠道積累的存貨將有機會釋放，預(yù)計到明年上半年庫存會達到比較正常的水平。對于國內(nèi)MCU公司來說，未來是光明的。