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半导体MCU行业研究:行业景气度高涨,国产MCU厂商进入高速发展期

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发表于 2021-7-16 08:43 AM | 显示全部楼层 |阅读模式
半导体MCU行业研究:行业景气度高涨,国产MCU厂商进入高速发展期

AIOT大数据 Yesterday
(报告出品方/作者:兴业证券,谢恒、李双亮)

一、MCU是电子系统中基础型控制芯片

MCU是Micro Control Unit(微控制器)的简称,又称单片机,是把中央处理器的频率与规格做适当缩减,并将内存 (memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上, 形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制;MCU在信号链中起核心处理作用,信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁,是电子产品智能化、智慧化的基础;

MCU内部组成完整,功能类似于小型CPU

MCU内部组成主要包括CPU(包括运算器、控制器和寄存器组)、存储器(包括ROM和RAM)、输入、 输出I/O接口、定时器、中断系统、特殊寄存器等;处理功能类似于小型CPU。

MCU产品种类繁多,主要分类依据为应用领域和位数

MCU主要分类方法为应用领域和位数:

按照应用领域可分为:通用型和专用型,通用型MCU将可开发的资源(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全部 提供给用户,功能相对更全面;专用型MCU其硬件和指令是按照某种特定用途设计的,功能略有阉割;

MCU位数代表处理能力,32位MCU逐步成为未来发展趋势

MCU位数指的是MCU每次处理数据的宽度或者总线以及数据暂存器的宽度,处理器位数越高,其运算速度越快,支 持的存储空间越大,越能适应更为复杂的应用场景;目前全球市场来看,32位MCU由于其更高的规格和性能以及不断降低的成本已经成为市场主流,广泛应用于汽车电子、 工控/医疗等领域;但由于仍有大量应用场景只需简单控制,而低位MCU具备成本优势,因此仍占据较大市场;

MCU产品未来发展方向集中在六个维度

1)更强计算性能:MCU朝着500Mhz主频, MPU增加更多处理器内核;2)更多无线连接功能:集成更多射频模块;3)高能效比,低功耗:集成模拟芯片,以及低 功耗模拟外设;4)硬件加速器的持续加持:算法与工具的高度 集成;5)安全性:提高抗干扰能力以及安全性 ;6)性价比:降低成本。

二、MCU行业空间广阔,下游需求持续拉动行业增长

MCU行业空间广阔,行业增速稳定

MCU市场空间广阔,行业增速稳定,据IC Insights显示,2019年全球MCU市场规模约为164亿美元,到2023年可达 200亿美元左右;国内MCU市场2019年规模约256亿元,占全球市场26%左右,其中2015-2019年复合增速达9%;

汽车MCU是下游占比最高的赛道



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 楼主| 发表于 2021-7-16 08:43 AM | 显示全部楼层
MCU其下游应用广泛,其中汽车电子市场占比最高,在30%以上,而工控医疗和计算机市场占比也都在20%以上,消 费电子占比约10%,这几大领域占据了90%以上的市场;

中国MCU市场中消费电子类MCU占比最高

与全球MCU市场格局不同,中国MCU占比最高的是消费电子领域(26%),其次是计算机网络19%,工业与汽车 MCU占比较低,低于全球水平,未来随着新能源车渗透和造车新势力的推动将持续拉动汽车MCU提升。

汽车是MCU第一大赛道,国际大厂占主导

从全球市场来看,汽车赛道以占到全球MCU市场33%的市场份额;根据IC Insights数据显示,车用MCU市场空间将 在2023年达到81亿美元,整体增速可观;从格局来看,2020年全球车用MCU市场份额占比前五名分别为瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器和微芯占比合计达 87%。

汽车MCU产品应用逐步多元化

新能源车对MCU需求量较大,在仪表盘,信息娱乐系统,车身控制,空调热管理,电机驱动控制,充电系统,电池管 理系统,照明系统等模块均用到MCU,单车使用数量可达上百颗。

工业MCU单机使用数量持续提升

工业MCU产品主要用于电机控制,仪器仪表,低压配电,电动工具,工业机器人等应用场景,主要用于电机控制运算, 数据采集控制等功能;随着工业设备复杂度的提升,工业MCU单机使用数量持续增长,以工业机器人为例,单机至少使用十余颗MCU产品。

三、MCU缺货仍在持续,国产替换进程持续受益

供需错配是造成目前MCU缺货核心原因

需求侧来看,全球疫情导致2020Q2客户大幅砍单,但后续汽车工控需求持续复苏,回补库存需求强劲,客户同时加大MCU下单量, 目前整体呈现供不应求状态,以瑞萨电子为例,其库存水平从2020第二季度起就持续下降。

供给侧来看,欧美大厂产能普遍受到疫情影响无法满载,同时产能扩张进度几乎冻结,同时接连发生意法半导体大罢工事件、恩智浦/ 英飞凌/德州仪器的德州晶圆厂受到暴风雪冲击等影响,导致8位、32位MCU交期持续拉长。

缺货加速国产MCU供应商导入

海外供应商MCU缺货加速国产MCU厂商导入,以导入壁垒最高的汽车MCU为例,汽车MCU通常验证周期长、供应商导入节奏极慢, 但因缺货,芯海科技、杰发科技、芯旺微等车规级MCU被下游客户加速验证,未来业绩增长确定性较强;除汽车MCU外,MCU行业整体呈现出国产品牌加速导入态势。

晶圆厂持续扩产,未来MCU行业缺货状况将逐步缓解

我们预计持续型缺货将至少持续到2021年年底至2022年一季度,后续随着明年晶圆厂持续性扩产,未来MCU行业缺 货状况将逐步缓解。

四、海外MCU厂商持续领先,工控、汽车等赛道领先明显

瑞萨电子-全球第一汽车MCU厂商
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