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作者：六千
眾所周知，半導體行業(yè)正在經歷下行周期。多家機構均下調了對明年半導體市場的預期。世界半導體貿易統(tǒng)計協(xié)會發(fā)布預測稱，2023年半導體市場規(guī)模將從此前預計的同比增長4.6%轉為同比減少4.1%至5565億美元，這將是2019年后該半導體行業(yè)首次出現回落。Gartner發(fā)布的報告預計，2023年半導體行業(yè)收入將下降3.6%，從2022年的6180億美元降至5960億美元，低于早先預測的6230億美元。IC Insights的報告認為，全球半導體需求將在2023年出現周期性下滑，全年總銷量預計將減少5%。
這樣的市場下，存儲、CPU、GPU等產品都已經受到影響，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供應商和渠道運營商面對的關鍵問題，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市場上的份額。
為了抵御消費類MCU持續(xù)庫存調整的影響，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位產品上。MCU公司包括新唐科技、盛群半導體、凌通科技和偉詮電子等都認為必須提高中高端32位產品的比例才能保持競爭力。32位MCU為何火熱？同時國內的MCU公司在32位產品上發(fā)展得怎么樣了呢？
01、汽車電子推動32位MCU市場
根據IC Insights統(tǒng)計，2011-2020年全球MCU產品中，32位MCU產品市場占有率穩(wěn)步上升，4/8位MCU產品占比呈下降趨勢。2020年32位MCU占比為62%，而4/8位MCU占比為15%。據IC Insights預測，未來五年32位MCU的銷售額將以9.4%的復合年增長率增長。
MCU的應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產品比重，盛群半導體、凌通科技和偉詮電子也加緊了32位產品的開發(fā)。大多數制造商都在擴大了用于汽車和工業(yè)控制應用的產品范圍。數據顯示，2026年全球汽車應用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位等各類型產品；其中8位MCU主要用在汽車風扇、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納米技術可能會在五年內取代90納米成為主流工藝節(jié)點。麥肯錫報告預計，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年該類芯片的供應量年復合增長率僅為5%，成熟工藝車用芯片將供應緊張多年。90納米工藝產能不足，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32位MCU仍需要追趕
我國MCU市場已經進入快速發(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，復合年均增長率為8.09%。預測2022年中國MCU市場規(guī)模將達299億元。從產品比例來說，國內的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。據芯知匯統(tǒng)計，2020年中國通用型MCU市場中，32位和8位占據市場主流，其中，32位市場份額54%，8位市場占比43%。
在應用上來看，目前國內MCU供應商主要市場還是集中在家電和消費電子領域，生存空間依舊遭到擠壓。但在32位MCU領域，國內廠商已經開始布局，并且取得了不小的成績。國內MCU兆易創(chuàng)新曾在Arm中國技術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)應用，而汽車和高端消費產品的應用也在增加。
2021年，全球前32家MCU供應商的MCU總出貨量增至近55億片。根據Omdia Research提供的數據，2021年MCU出貨量最高供應商是NXP，隨后是Renesas、ST、英飛凌和Microchip，這五家供應商占2021年MCU總出貨量的76%。其他MCU供應商包括德州儀器、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MCU供應商已經開始加緊開發(fā)32位產品，也已經開始向55納米工藝技術的過渡。值得一提的是，國內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。這些供應商開始加速在其他地區(qū)的業(yè)務布局，如新唐在日本的汽車和工業(yè)控制領域繼續(xù)取得進展，優(yōu)化其當地子公司；笙泉科技加強了在歐洲、東南亞、日本和韓國的布局。
03、國內MCU廠商發(fā)展如何？
國內MCU廠商的發(fā)展大多首先切入性能要求較低的消費領域，然后向工業(yè)級切入，而車規(guī)產品，因在產品性能、可靠性、壽命等方面要求更高，因此通常成為最后進入的領域。
部分MCU廠商產品的布局情況
國內MCU廠商雖然很多已經進入車用領域，但目前多集中在較為低端的應用中，車用32位MCU產品，國內公司還處在起步階段，目前已經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產品已于今年實現了大規(guī)模量產，已成功與國內多家大型整車廠和國際Tier1（整車廠一級供應商）達成戰(zhàn)略合作，同時進入了韓國現代、德國大眾等海外車廠供應鏈體系，應用領域覆蓋車身、底盤線控、BMS、OBC、儀表、多媒體等領域。芯海科技32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，面對已經有相當積累的MCU巨頭，單純靠價格優(yōu)勢不是辦法，因此國內的MCU公司們也將目光對準了RISC-V。RISC-V架構具有低功耗、低成本、開源開放、可模塊化、簡潔、面積小和速度快等優(yōu)點，國內廠商已經推出了一部分RISC-V內核的產品。
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兩種架構并行；核芯互聯憑借著“高性能模擬、自研RISC-V架構、芯片敏捷設計方法”三大護城河在業(yè)內嶄露頭角；愛普特微電子全線產品均基于RISC-V架構內核研發(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芯片系列產品，主要面向的領域包括車載領域；中微半導體的ANT32RV56xx也是集成RISC-V內核的32位MCU，該系列芯片集成模擬外設并簡化設計；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內核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構的產品。
除了打造產品的差異化，產業(yè)的其他環(huán)節(jié)也都“時刻準備著”。在設計人才方面，作為國家培養(yǎng)國內人才措施的一部分，半導體相關專業(yè)的大學生開始學習設計和開發(fā)32位MCU原型，這一發(fā)展展現了國內半導體產學研融合的趨勢。在芯片制造方面，國內代工廠也已經實現14納米的量產。從下游市場來看，中國作為新能源汽車最大的市場，對MCU產品的需求是旺盛的。
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)需求產生影響，業(yè)內人士普遍表示預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，預計到明年上半年庫存會達到比較正常的水平。對于國內MCU公司來說，未來是光明的。
