摘要：
1、MCU是基础控制芯片，ARM内核占据主流，生态建设强化公司竞争力。
MCU是缩减版的CPU，集合众多外设，可实现智能化和轻量化控制，分类标准众多，产品类型丰富。8位MCU产品内核较多，包括英特尔8051、微芯PIC和飞思卡尔的自研架构等，ARM实现了架构的标准化，为设计平台提供了代码和软件兼容性，推动32位MCU蓬勃发展，全球主流MCU厂商均有导入ARM架构32位产品。生态建设是MCU厂商核心竞争力，MCU芯片需要二次开发，供应商需要提供配套软硬件和其他开发资源等生态支持。
2、MCU下游需求多样化，汽车和IoT应用等是未来规模增长的主要动力。
全球MCU市场规模约150-200亿美元，下游应用领域主要为汽车、工控、家电和消费类等。1)汽车：全球MCU第一大应用领域，受益于汽车电动化、智能化趋势，电动车BMS等带来新的MCU增量。2)工控领域是较为稳定的市场，保持低个位数增长，市场规模较大。3)家电：智能化和变频化带来MCU增量市场，大家电总出货量有限但变频比例逐步提升，小家电出货量和智能化均有提升。4)泛消费：可穿戴设备、血压计等消费医疗带来增量应用。5)IoT：扫地机、无人机、云台和智能家居均呈现蓬勃发展趋势。
3、MCU产能增长相对有限，未来供需结构保持健康态势。
自20Q3以来，全球MCU进入历史罕见的缺货状态，渠道内兆易创新、ST等厂商MCU价格上涨6-10倍，主要原因系20Q1-Q2疫情影响全球汽车销量，而进入20年下半年汽车行业复苏大幅超整车厂预期，整车厂紧急备货导致上游MCU厂商应对不足，而后MCU缺货状态又逐步从汽车蔓延至工控等领域。展望未来，我们认为MCU供需不平衡状态至少持续至2021年底，在2022年随着MCU新增产能逐步释放，缺货状态将有所缓解。长期来看，下游市场稳步增长叠加eFlash特色工艺产能端增长有限，MCU供需关系将保持在相对健康水平。
4、全球Top5 MCU巨头占据75%以上市场，下游领域各有特色优势。
1)从内核发展来看，NXP、瑞萨是老牌英特尔架构厂商，随后各家积极开发自有架构，包括瑞萨内核、微芯PIC架构、Atmel AVR架构、飞思卡尔HC05/08架构系列等，ST在2007年通过推出ARM架构成为全球32位MCU龙头。2)从下游应用领域来看，ST主要面向消费和工控应用;瑞萨全球汽车MCU份额第一，通过并购IDT和Dialog布局IoT领域;NXP原来是老牌消费和工控MCU厂商，2015年收购飞思卡尔强化汽车布局;英飞凌2020年收购Cypress进一步完善汽车和工控MCU版图;微芯8位MCU以工控和消费类为主，自研架构在32位MCU市场失利后，2016年收购Atmel拓展32位ARM平台。
5、MCU当前国产化率较低，缺货涨价等多因素加速国产替代进程。
中国MCU市场当前约250-300亿元，本土厂商超过100家，但合计市占率却不足15%，且大多数厂商集中在消费类市场，工控和汽车还有待拓展。相较海外厂商，国内MCU在产品数量和生态建设方面还有不小差距，但在性价比、交货周期以及客户服务方面有独特优势。ST、NXP等多级供应商模式导致其MCU产品在20Q3以来出现交货周期延长和价格暴涨情况，国内客户为了确保供应链安全纷纷将MCU平台切换至国内厂商，客户数的增加将有助于国内MCU厂商开发更多产品系列以及建设更完善的生态环境，加速MCU国产化进程。
6、投资建议。
我们认为MCU是当前中国半导体产业的优质投资赛道，体现在市场足够大且在持续成长，而供给侧产能相对受限，且国产化率低替代空间大，缺货涨价背景下MCU进口替代大幅加速。已上市A股公司中，我们建议重点关注兆易创新、中颖电子、乐鑫科技和芯海科技，关注国民技术、东软载波、士兰微、上海贝岭，以及港股上海复旦(01385);关注已披露上市材料公司比亚迪半导体、中微半导、峰岹科技;关注暂未上市公司灵动微、华大半导体等。
风险提示：行业景气下行风险，产能大幅扩张造成价格下滑，行业竞争加剧。
正文
一、MCU是基础控制芯片，产品众多兼具生态完善
1、MCU：缩减版CPU整合外设，成为众多应用主控芯片
MCU(Micro Controller Unit)：微控制单元，又称单片微型计算机，指的是把CPU的频率与规格做适当缩减，并包含RAM、ROM、时钟、定时/计数器等外设，甚至将LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。MCU能够用软件控制来取代复杂的电子线路控制系统，实现智能化以及轻量化控制。
英特尔1971年推出全球首款MCU产品，上世纪90年代后MCU步入发展快车道。在集成电路发明相当一段时间后，MCU才逐步走入人们的视线，1971年11月，英特尔推出全球首款集成2000个晶体管的4位MCU，代号为Intel 4004，标志着MCU开启初级发展阶段。而后MCU经历了低性能阶段、高性能阶段、16位MCU阶段，在90年代MCU开启全面化路程，并且出现众多通用型以及专用型MCU产品。
MCU是基于CPU发展起来的主控芯片，与之类似的MPU和SoC是CPU应用于高性能计算领域的产品。
MPU(Micro Processor Unit)：微处理器单元，通常代表功能强大的CPU(可理解为增强型的CPU)，这种芯片往往是计算机和高端系统的核心。把所有组件小型化到一块或多块集成电路里，MCU集成了片上外围器件而MPU没有集成片上外围器件。
SoC(System on Chip)：片上系统，是指将多个电子系统集成到单一芯片上，其可以处理数字信号、模拟信号甚至混合信号，常应用在嵌入式系统中。SoC是系统级芯片，同时具有MCU高度集成化和MPU超强计算能力的特点，即拥有内置RAM和ROM的同时又像MPU那样强大。SoC可以存放并运行系统级别的代码，即可以运行操作系统(以Linux OS为主)。
MCU芯片种类众多，按照内核、主频、工艺、模拟功能、封装、引脚数、通信接口和存储类型等标准可以分为众多产品型号。
1)内核：包括常见的8051和ARM等内核，根据内核特点不同，分别适用于高性能、低功耗等场景;
2)主频：从4MHz-800MHz甚至更高，通常MCU的主频越高，算力越强，高主频用于对计算需求较高的应用;
3)工艺：目前MCU使用的最先进工艺为28nm，通常工艺制程越先进，芯片性能越好;
4)模拟功能：根据MCU的应用领域，需要增加ADC等模拟功能以处理不同类型的信号;5)封装、引脚数：MCU的应用场景不同，需采用不同的封装形式和引脚数;6)通信接口：包括USB、CAN等通信接口，用于和不同的外设进行连接通信;7)存储类型：包括Flash、MRAM等类型，Flash是当前MCU常用的存储类型，MRAM有望帮助MCU采用更先进的工艺制程。
2、MCU产品型号众多，位数和指令集是关键选择标准
MCU产品型号众多，可以按照位数、存储器结构、指令集和应用领域这四种标准进行分类。
按照位数，通常可将MCU分为4位、8位、16位、32位。位数越高，运算能力越强。
按照存储器结构，MCU可分为冯诺依曼结构和哈佛结构。二者的主要区别为是否将程序指令和数据存储于同一个存储器中。
按照指令集，MCU可分为CISC(复杂指令集架构)和RISC(精简指令集架构)两类。
按照应用领域，MCU可分为通用型和专用型两类。
MCU位数指的是MCU每次处理数据的宽度，或者总线及数据暂存器的宽度。1971年英特尔研制出世界上第一个4位MCU Intel 4004，随着技术的不断发展以及应用场景的多元化，陆续出现8位、16位、32位、甚至64位MCU。目前MCU主要应用在手机、PC外围、遥控器等消费电子，步进马达、机器手臂控制等工业控制和汽车电子等领域。
8位MCU市场地位稳固，32位MCU解决复杂场景问题。据芯知汇数据，2020年中国通用型MCU市场规模占比中，32位占比54%，8位占比43%，4位占比2%，16位占比1%。32位和8位占据市场主流，且未来32位产品占比预计仍将不断提高。MCU的广泛应用源自8位时代，8位MCU具有功耗低、成本低、使用便捷等优点，广泛应用于消费、工业控制、家电和汽车等领域，由于其产品稳定性及高性价比，8位至今仍占据重要地位。16位产品性能不及32位，性价比不如8位MCU，所以市场份额有被挤压的趋势。32位MCU相比16位具有更强的运算能力，可以满足当下大多数嵌入式场景的需求，且目前32位MCU的成本逐渐接近8位MCU，导致32位MCU的市场占比最大。
按照程序指令和数据是否位于相同的存储地址，可将MCU分为冯诺依曼结构和哈佛结构。冯诺依曼结构又称为普林斯顿结构，将程序指令存储器和数据存储器合并在一起，同时存储器与中央处理器分开。哈佛结构将程序指令和数据分开存储，中央处理器首先读取指令存储器中的指令，再读取数据存储器中相应的数据，程序指令和数据指令可以有不同的数据宽度，通常具有较高的执行效率。
CISC和RISC指令集系统是目前主要的两种MCU指令系统。CISC(复杂指令集)的指令格式和指令大小不固定，每条指令按照规范设计为最合适的格式和大小，每条指令执行的时间不一样，以此来追求更强的处理能力。RISC(精简指令集)的指令长度是固定的，并且采取流水线的概念，将处理过程划分为多个阶段，每个时钟周期可以执行一条指令，执行部分并行处理。CISC指令能力强，但CPU复杂度较高，RISC指令较为固定，优化了编译流程。
MCU公司按照自身产品应用领域可以分为通用型MCU和专用型MCU公司。通用型MCU是指具有MCU的基本组成，但是将MCU中可利用的资源(包括RAM、ROM、串并行接口等)全部提供给用户，不是为了某种专门用途设计的。专用型MCU是指按照具体用途而专门设计的MCU，通常会在MCU内集成具有特定功能的硬件单元，比如数字信号处理单元、蓝牙协议栈等。
通用型MCU是不针对特定应用的，用户可根据自身需求进行相应开发来满足特殊需求。STM32系列是典型的通用型MCU代表，STM32的17个子系列，上千款产品可以满足各个层级的开发者需求，针对高性能、主流、超低功耗和无线4大领域，既可用于先进的智能神经网络处理、语音音频识别、无线互连等高级场景，也可用于图像用户接口、电机控制、安全芯片以及USB Type-C快充等常见生活场景。广泛应用场景催生了众多型号的MCU产品，通用型MCU的出现降低了产品研发和产品选型的难度，有利于快速研制出符合需求的终端产品类型。
专用型MCU秉承“MCU+特定组件”的形式，旨在满足特定场景提出的专有需求。比如针对电机类MCU，需要增加数字信号处理单元，将传感器搜集到的外界信号进行梳理，进而输入相应的指令;对于有无线连接需求的MCU，会在MCU内集成Wi-Fi以及蓝牙模块来满足无线通信需求;对于温度传感装置，通常会在MCU内增加对于温度信号处理的数模转换器等。随着物联网的发展，基于场景化的应用层出不穷，需要MCU针对特定应用有更强的应对能力，催生更多专用型MCU需求。乐鑫科技的ESP32 MCU集成Wi-Fi和蓝牙功能，与外部DSP结合使用，功能丰富且极具成本效益。
3、ARM架构提供兼容性体系，打造32位MCU通用平台
MCU的芯片架构经历4代变迁。早期Intel主导的架构称作MCU的第一代架构;瑞萨电子、微芯等公司自研内核的发展史代表了各家自定义架构的第二代MCU发展;近10年，随着需求侧对性能要求和处理能力的提升，32位MCU逐渐成为市场主流，大部分厂家MCU的内核逐渐被第三代ARM架构的内核替代;2014年，基于现代需求设计的第四代RISC-V架构推出，具有模块化、极简和可拓展的特点，目前主要在可穿戴设备中应用广泛，但目前暂不具备和ARM类似的完善生态系统。
ARM为目前主流架构，已形成完整的生态系统。ARM架构实现了标准化，为设计平台提供了代码兼容性和软件兼容性，促使主要厂商纷纷迁移到32位MCU产品开发，成熟的架构迅速替代各家自定义架构，成为目前主流架构，全球前十大MCU厂商32位产品均有导入ARM架构。同时ARM架构设计上更偏重节能、能效方面，在进入21世纪之后，随着手机的快速发展而发展壮大，据软银数据，ARM处理器逐步占领全球手机市场，市占率高达90%以上。
ARM公司将Cortex系列细分为三大类，包括A系列、R系列和M系列。在不同应用领域具体内核不同，A系列主要用于复杂的电脑应用，比如手机、服务器等;R系列主要用于实时系统;最早集成到芯片级的是Cortex-M系列，主要面向各类嵌入式应用的MCU。
Cortex-M系列主要有M0、M0+、M1、M3、M4、M7、M23和M33内核等。按照ARM架构分类，M0、M0+、M1属于ARMv6-M架构，M3、M4、M7属于ARMv7-M架构，M23、M33属于ARMv8-M架构。高性能内核的主频通常较高，M4、M7和M33系列中有数字信号处理拓展(DSP)，M23和M33则开始拥有TrustZone特性。
ARMv7-M架构支持简单的流水线设计，提供低周期计数执行、最小中断延迟和无缓存操作，专为深度嵌入式系统设计，支持DSP和浮点数扩展。ARMv6-M架构是ARMv7-M架构的子集，是ARMv7-M模型的轻量版。ARMv8-M架构为深度嵌入式系统做出进一步优化，为低时延处理而设计。
M3系列于2004年10月发布，专为高性能、低成本平台开发设计。因为配备了NVIC组件，因此较其他系列具有更高的中断速度，在工控领域应用广泛。M3将传统MCU外设与可编程模拟功能结合，在实际应用中最多提高70%的中断速度。第一款M3系列MCU为Luminary Micro于2006年推出的Stellaris LM32，但2007年6月ST推出的STM32 F1系列才让M3内核显露锋芒。
M1系列于2007年3月发布，是专业面向FPGA设计的MCU。
M0系列于2009年2月发布，最大的特点是低功耗设计，具有高效和高代码密度的特点。运算能力达到0.9DMIPS/MHz，成功以8位的价格创造32位效能，同时将传统的8位和16位处理器升级到更低功耗、更高效的32位处理器。第一款M0产品为NXP于2009年3月推出的LPC 1100系列。
M4系列于2010年发布，相比于M3系列，增加了DSP扩展和可选的单精度浮点单元，提供更有效的电源管理和资源分配功能。主要满足电机控制、汽车电源和工业自动化等新兴市场要求。第一款M4产品为Freescale推出的Kinetis K系列。
M0+系列于2012年3月发布，在M0系列的基础上进一步降低功耗并提升性能，第一款产品为NXP推出的LPC800系列。
M7系列于2014年9月发布，进一步提升计算性能和DSP处理能力，拥有高性能和灵活的系统接口。第一款产品为意法半导体于2014年9月推出的STM32 F730x8，集成了M7内核、各种外设和公司专有的ART加速器技术(能够实现闪存的零等待状态执行)，广泛应用于汽车电子、工业4.0、高端音视频等领域。
M23系列使用ARMv8-M Baseline架构，带有TrustZone安全扩展，可以保护安全内存、加密块、键盘和屏幕等外设，适用于需要安全性的IoT和嵌入式应用。
M33系列使用ARMv8-M Mainline架构，有较多的可选特性，包括DSP扩展、TrustZone安全特性、协处理器接口、内存保护单元和浮点计算单元，适用于需要有效安全性或数字信号控制的嵌入式和IoT应用。
MCU生态系统愈发复杂，已经扩展到芯片设计、软件设计、应用层，完整的生态系统不仅要有前端，更要有后端的厂商加入才完美。目前ARM架构已形成较为完善的生态系统。
RISC-V在配备操作系统、开发工具等的生态系统方面不如ARM架构，产业联盟内部对RISC-V发展方向一直存在分歧。RISC-V的灵活可拓展性及高定制化使其在对生态系统依赖性比较小的新型市场(如嵌入式IoT、人工智能等)中拥有更大的潜力。目前，阿里平头哥推出了基于RISC-V的开源MCU平台，兆易创新等国内企业也相继推出基于RISC-V内核的MCU产品。
4、生态环境是MCU厂商建设重点，助力下游客户产品开发
MCU芯片需要通过硬件设计和软件设计，最终实现商用化产品开发。MCU芯片需要下游厂商二次开发，下游厂商需要根据自身产品特点，进行系统设计，包括硬件和软件设计。硬件设计指的是选择满足系统要求的MCU芯片和其它电子元器件，并进行电路设计等。对于软件设计：1)输入源代码，通常是借助IDE(集成开发环境)，用编程语言编写代码;2)进行代码编译，确保代码符合语法规则;3)利用仿真系统调试程序，在生成实际电路板之前，用仿真软件进行系统仿真，避免资源浪费。在软硬件设计完成后，根据电路原理图生产PCB板，将MCU芯片及其它电子器件焊接在电路板上，进行系统联调，直到最后功能无误。
MCU厂商所构建的生态为客户提供更完善便捷的使用体验，是提升竞争力的关键。MCU的生态包括IDE环境、官网资料、基础驱动库、评估板和论坛支持等方面，下游客户在使用所采购的MCU产品后，不仅需要产品本身的品质过硬，还需要与产品相关的配套服务来支持客户自身的需求。MCU厂商需要建立尽量完备的生态系统，使下游用户在开发产品的过程中能便捷开发，同时能及时获取关于产品的相关文档，在遇到问题时，可以得到有效的解决方案，MCU厂商的竞争力才能得到提升。
意法半导体建立了行业领先的MCU生态系统，包括配套软件、硬件支持以及其它开发支持，主要由九个方面组成：
1) STM32Cube：是意法半导体MCU生态系统的核心，它是软件工具和嵌入式软件库的结合，包含一套完整的PC软件工具，可满足一个完整项目开发周期的所有需求，在STM32 MCU上运行的嵌入式软件模块，可实现各种功能(从MCU组件驱动程序到更高级面向应用的特性);
2) 评估工具：包括价格超低的专用工具和满配的评估板等，可对所选STM32系列产品的每个特性进行评估，所有ST评估板都配有ST-LINK/V2在线调试器/编程器;
3) 软件工具：属于STM32Cube，包括：STM32CubeMX(图形化工具)、STM32CubeIDE(集成开发环境)、STM32CubeMonitor(数据可视化工具)和STM32CubeProgrammer(用于读取、写入和验证设备内存);
4) 嵌入式软件库：属于STM32Cube，ST支持大量的嵌入式软件构成，包括音频(MP3，WMA等)、连接(USB，TCP/IP，蓝牙，Zigbee RF4CE等)、图形界面、密码学、电机控制与安全等;
5) 硬件工具：提供STM32 MCU编程和调试的硬件板等;
6) STM32Trust：整合ST安全知识、生态系统和安全服务的信息安全框架;
7) MadeForSTM32：适用于生态系统产品的标签，是经过ST公司评估后交付的质量标签，它可帮助工程师识别具有STM32微控制器生态系统最高集成度和质量的第三方解决方案;
8) ST合作伙伴计划：增强意法半导体广泛产品组合的生态系统，帮助公司减少开发工作并加速产品上市时间，为该计划的成员提供广泛的产品和服务，涵盖软件开发工具、硬件开发工具、嵌入式软件、组件和模块、培训、工程服务和云等领域。
GD32沿着生态系统架构的六个方向延伸拓展，推出“MCU百货商店”。一方面，GD32联合全球合作厂商，推出了多种集成开发环境IDE、开发套件EVB、图形化界面GUI、安全组件、嵌入式AI、操作系统和云连接方案。打造全新技术网站GD32MCU.com提供多个系列的视频教程和短片可任意点播在线学习，产品手册和软硬件资料也可随时下载。另一方面，也推出了多周期全覆盖的MCU开发人才培养计划，从青少年科普到高等教育全面展开，助力新一代工程师学习与成长。
MCU生态系统中的大学、联盟或组织、社区和云服务商等紧密相连，互相促进发展。以大学为例，ST在国内很早就开始与高校进行合作，兆易创新近几年也赞助了中国研究生电子设计大赛，学生在校期间就可以接触前沿MCU公司的相关技术，学生毕业后就成为了开发者，可以较快地融入到相应生态环境中进行进一步开发。MCU标准通过联盟或者组织之后可以成为行业应用，专业知识在社区内传播可以让更多的用户受益，云服务厂商借助设备可以为广大的MCU开发者提供云计算服务，这些都是MCU生态系统的成员，各种角色在生态系统中互相配合，互相发展。
二、MCU需求端多样化，汽车和物联网引领未来成长
全球MCU市场规模约150-200亿美元，传统半导体厂商占据MCU市场大头。据IC Insights数据，2020年全球MCU市场规模约150亿美元，2021-2024年全球MCU市场规模CAGR预计约为6.08%，预计2024年市场规模可达185亿美元。据英飞凌官网数据，2020年全球MCU厂商市场份额占比前三位分别是瑞萨电子、恩智浦和英飞凌，欧美及日韩系厂商在全球MCU市场份额占据绝对优势。
MCU主要应用于汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域。根据IC Insights数据显示，2019年全球MCU主要应用于四大领域，其中汽车电子占比高达33%，是MCU的第一大应用市场，同时，工控、计算机和消费电子占比分别为25%、23%、11%。
1、汽车：MCU第一大应用市场，智能化和电动化驱动成长
汽车是全球MCU第一大应用市场，平均每辆汽车MCU需求量高达上百颗。汽车电子MCU应用场景广泛，由于现今汽车逐渐从燃油车向新能源汽车过渡，MCU在汽车电子领域的参与越来越多，新能源车在整车热管理系统、照明系统、电机驱动控制系统、充电逆变系统、电池管理系统和车身控制及车载系统内都需要用到MCU，车用MCU主要使用8位和32位产品。
车用32位MCU主要应用包括仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。
车用8位MCU主要应用包括风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块等较低阶的控制功能。
座椅调节、车窗升降和反光镜控制等各种低阶控制需要用到MCU。最早的车窗升降采用手摇式，座椅调节也采用机械式，在MCU运用到汽车电子控制系统后，座椅调节可借助MCU实现更为精准便捷的多方向控制，主驾驶亦可控制前后四个位置的车窗，同时由于不同驾驶者的身姿体态区别，可借助主驾驶位的按钮实现对于双侧反光镜的精准调节。其它低阶控制比如雨刷、天窗、空调和风扇等位置通常也各需要1颗MCU来完成相应控制。
电子助力方向盘和自动驻车等动力传动系统需要MCU。汽车机械系统的运行状况直接影响车辆性能以及驾驶者体验，将MCU运用到汽车电子控制装置，将有效的实现“机电结合”，实现对发动机、底盘、车身的电子控制。具体应用包括电子动力转向、电子手刹、电子燃油喷射系统、电子控制悬架和电子控制自动变速器等。
高级驾驶辅助系统(ADAS)及先进娱乐影音设备等需要处理能力更强的高阶MCU。随着汽车搭载更多类型的传感器，需要运算性能更强的MCU进行信息处理，ADAS包括前车防撞预警系统、环视泊车辅助系统、车道偏离警告等功能，汽车先进功能的增多加大了高阶MCU的使用量。同时以特斯拉为代表的新造车厂商颠覆传统，将传统包括众多按键和旋钮的中控台融合到一块大屏幕上，以及融合车内空调控制等功能，同时为车内人员提供更为畅快的影音视觉体验，液晶仪表盘也逐渐代替传统指针式仪表盘，这些改进将提升32位MCU的使用量。
新能源车新增电池管理和电机驱动等系统，对单车MCU带来增量需求。在电动汽车应用中，主要由电池为电机提供动力，为了满足交流电机负载的严苛要求，内部电池组电压不低于800V，一种常见的设计方法是采用分布式电池组系统，通过在不同的PCB上连接多个高精度电池监控器，支持包含多节电池的电池组，该部分的MCU需求量会随着使用电池模组数目的增多而提升。
新能源车占比未来会逐步提升，有望带来更多的车规级MCU需求。一般汽车MCU含量数十颗，根据IHS数据，奥迪Q7车型MCU有38颗，随着汽车智能化和电动化的普及，MCU含量提升。目前平均来看，新能源汽车智能化和电动化程度均要高于燃油车，且新能源车在电池管理、电子和电气设备等部分相较于燃油车也有MCU增量，新能源车占比的提升将有助于提升整体汽车市场MCU需求。
国际大厂主导全球车用MCU市场，单车配置量有望达到上百颗。据英飞凌官网，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，CR5占比合计达86.6%，国际大厂主导了全球车用MCU的市场格局。传统燃油车的半导体器件中，MCU价值量占比最高，约为1/3，新能源汽车中半导体器件价值量更大，半导体用量远超过传统燃油车，MCU价值量仅次于功率半导体。随着汽车智能化和电动化程度提升，单车MCU使用量有望达到上百颗。
2、工控：应用场景相对固定，市场规模庞大长期增速较缓
工控是MCU仅次于汽车类的第二大应用市场，下游应用主要为工业自动化控制、驱动电机、表计类应用等。
工业自动化有众多控制需求产生，MCU是工控系统的重要部分。恩智浦对于工业自动化的解决方案，采用了支持CC-Link IE TSN协议的i.MX RT1170跨界MCU，可以提供工业控制领域的实时控制。MCU所支持的整合数字信号处理功能、更强大的I/O控制、网络通信以及触控功能都可以促进生产过程智能化。
工业上常见的直流电机需要1个MCU进行控制。电机是工业控制领域常见的构成部分，很多机械的运作都需要借助电机实现精准控制，据恩智浦官网资料，1个三相直流无刷电机需要1个KV1x MCU进行控制，可以实现闭环速度控制和动态电机电流限制。
全球直流无刷电机市场规模逐年增长，MCU驱动控制芯片需求潜力巨大。直流无刷电机(BLDC，Brushless Direct Current Motor)转矩密度高，适用于无人机、机器人吸尘器等众多产品。据Grand View Research预测，全球BLDC电机市场规模将从2020年的173亿美元增长至2027年的272亿美元，2020-2027年CAGR为6.7%，据Frost & Sulivan预测，2018-2023年中国BLDC电机市场规模CAGR为15%，中国市场超过全球市场的增长速度。
电表需要配置1颗MCU主要用于计量，智能水表和燃气表需配备低功耗MCU。智能电表的核心是MCU，该MCU通过对用户的供电电压和电流的实时采样，完成计量、显示、信息保存、交换和控制等功能。智能水表及燃气表也需要MCU完成实时计量，但水表和气表内芯片对功耗要求较高，通常使用低功耗MCU。
智能表类产品存在更换周期，表计类MCU年均消耗可望达上亿颗。中国国家电网的智能电表在2019年开始集中照标，2014-2015年逐步达到招标量高点，但是智能电表的使用寿命一般在10年左右，早期投入的智能电表陆续进入更换周期，2018年开始国网的招标量出现回升。据国家电网数据，2020年，国网招标量达到5221.7万只。考虑到全球范围内的智能电表、水表和气表的安装更换，表计类产品每年消耗MCU有望达到上亿颗。
变频器是应用广泛的电力控制设备，常用MCU作为主控芯片。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器通常会使用MCU作为主控芯片，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，同时还有过流、过压、过载保护等功能。变频器的应用包括：1)变频节能，比如恒压供水、中央空调和各类风机等;2)工业自动化，比如电梯的自动控制、玻璃窑搅拌、汽车生产线等;3)机械设备控制领域，比如传送、起重、挤压和机床等。
逆变器是把直流转换成交流的变压器，也需要MCU作为主控芯片。逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(比如220V交流电)的转换器。逆变器内的MCU控制电压变化，广泛应用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、洗衣机、抽油烟机、冰箱、风扇等。
工控MCU市场需求较为稳定，工业控制市场规模稳步增长。工业控制是指利用电子电气、机械、软件等组合实现工厂自动化控制，主要是利用计算机技术、微电子器件以及电气设备，力图使工业生产制造更加自动化、效率化和精确化，并具有可控性和可视性。据Prismark预计，2019-2023年全球工业控制市场规模将从2310亿美元增长至2599亿美元，CAGR为2.99%。随着工业应用市场对于控制系统提出更多新需求，MCU等微电子器件作为智能工控的基础，将得到稳步发展。
3、家电：智能化和变频化带来MCU增量市场
家电市场主要分为大家电和小家电，大家电是指以空调、冰箱和洗衣机为主的白色家电，小家电主要是指以家居和厨卫等应用为目的的家用电器，包括豆浆机、破壁机、电磁炉、电风扇、电吹风等日用电器。大家电出货量未来增长相对有限，但智能化和变频化趋势有望提升MCU需求;新兴小家电在出货量和智能化方面均有不错的增长空间。
智慧家居带动家电MCU升级，32位MCU控制系统助力设备联网及高阶功能。以传统冰箱为例，过去冰箱大都仅区分为上下两个空间，即冷藏室和冷冻室，MCU需要完成的功能仅仅是控制两个储物空间达到预先设定的温度即可。随着人们对生活品质追求的提高以及家电行业制造技术的进步，当下的冰箱已经迈向智能化发展时代，开辟多个储物空间，并可通过设置实现速冻、保鲜等特殊功能。在家用双开门云冰箱中，运用32位MCU作为控制主体，通过外接模块或按键，实现温度调节、Wi-Fi连接、智能显示等功能。家电应用场景的智能化，以及需求多样化，对家电MCU提出更高的要求，也进一步促进了各类MCU在家电领域的应用。
小家电智能化成为标配，功能多样性提升单台设备MCU使用量。传统电磁炉MCU主要是需要满足按键控制的功能，锅灶联动式电磁炉具有电磁炉主控MCU和锅盖主控MCU，锅盖MCU可借助温度检测和泡沫检测进行智能检测和调整，达到无需看管的目的。对于空气净化器，可用一个8位MCU控制出风系统，同时加一个32位MCU达到检测外界光线、湿度、粉尘以及机身倾斜等功能。小家电逐步迈向智能化阶段，感知能力和控制处理能力升级有望带动单台设备MCU使用量提升。
家电内置运算性能更强的高阶MCU，结合多种外设带领家电紧随IoT趋势。以意法半导体的STM32H7X3系列为例，该系列为ARM Cortex-M7内核，在智能家电显示控制板的系统架构中，ITCM和DTCM主要放置常用代码;实时控制部分通过SDMMC和传统通讯接口，进行传感器以及马达驱动控制，在执行上实现了真正的零等待过程，同时外接一个RGB显示屏将电饭煲的实时处理过程可视化。
大家电MCU市场规模较为稳定，变频化趋势带来MCU产品结构升级。据国家统计局和产业在线数据，2019年中国空调产量为2.19亿台，其中变频空调产量0.69亿台，占比32%，2013-2019年中国空调产量CAGR为7.4%。2019年冰箱和洗衣机销量合计为1.44亿台，其中变频冰箱和洗衣机合计销量0.46亿台，占比32%，2012-2019年冰箱和洗衣机销量CAGR为1.36%，增速较缓。从变频占比来看，2017-2019年中国变频空调产量占比迈上30%的台阶，变频冰箱和洗衣机占比逐年增大，变频化趋势下大家电变频MCU比例也随之上升。
小家电市场规模稳定增长，叠加智能化趋势带来高性能MCU增量空间。据前瞻产业研究院数据，2021年中国小家电市场规模预计为5127亿元，2012-2023年中国小家电市场规模CAGR预计为13%，市场规模稳定增长。微波炉、电饭煲和电风扇等小家电是较为成熟的市场，传统小家电在智能化升级过程中有望采用更高级的MCU来实现更复杂的功能，传统小家电的MCU需求较为稳定。对于榨汁机、豆浆机等新兴小家电，受人们健康生活理念的影响，新兴小家电出货量有望增长，智能化趋势带来MCU增量。
4、泛消费：传统消费相对稳定，消费医疗等带来增量需求
泛消费大类包括消费电子等常见产品，其中消费电子包括手机、电脑、可穿戴设备等电子产品，一般MCU会用于主控、触控和无线连接等功能。
智能手机：NFC、触控等功能需要搭配MCU。例如，苹果11 Pro Max内配备1颗意法半导体MCU用于支持NFC功能。据集微网信息，iPhone 11 Pro Max内包含1颗意法半导体ST33G1M2 MCU，据意法半导体介绍，ST33G1M2既可集成在NFC通用集成电路卡模块内，处理手机支付以及SIM卡应用和用户数据存储任务，又可用作NFC智能手机的专用嵌入式安全芯片，表明智能手机内也会配备MCU完成一定的辅助功能。触控和指纹等模组内也会用到MCU。
据IDC统计数据，全球智能手机全年出货量较为稳定，2016-2020年全球智能手机出货量CAGR为-3.23%，受到5G建设的带动，全球智能手机5G化普及加快，全球智能手机年均出货量维持在13亿左右，市场规模较为稳定。
电脑键盘鼠标和平板电脑内部也需要MCU，年均MCU需求预计超过5亿颗。每台电脑都会配置相应的键盘和鼠标，键盘和鼠标的控制也需要MCU参与。平板电脑与手机类似，内部也需要MCU芯片。据IDC数据，2020年由于疫情的原因，PC和平板电脑的出货量较正常年份增幅较大，分别出货3.03亿台和1.64亿台，按照正常年份的水平来估计，预计全球电脑相关产品和平板电脑每年消耗的MCU将超过5亿颗。
TWS：充电盒配备1颗MCU用做主控芯片，无线耳机里面暂未配备MCU。根据快科技网站的拆解图来看，苹果Airpods型号的TWS耳机充电盒内配备了1颗ST L072Z16D的MCU，用来实现管理电池信息、保证充电仓与耳机的通信、耳机配对等功能，监控锂电池的工作状态和霍尔开关的闭合状态，还需要负责系统中其他IC的使用，控制电源IC的输出，实现对TWS耳机的充电，目前多数TWS的耳机部分暂未配备MCU。根据与非网信息，华为FreeBuds Pro充电盒内的核心芯片是1颗国民技术的N32G4FR MCU，该MCU不仅可作为通用型MCU，还支持市场主流半导体指纹和光学传感器，同时内部集成了多种密码算法硬件加速引擎。
全球TWS出货量增速高于Airpods系列出货量增速，非苹果系TWS占比逐步提升。据DIGITIMES数据，2020年全球TWS耳机出货量为1.84亿副，其中Airpods系列出货量为0.87亿副，2018-2020年全球TWS耳机出货量CAGR为73.47%，高于Airpods系列的CAGR(47.16%)，并且Airpods系列出货量占全球TWS耳机出货量的比例从2018年的68.95%降为42.10%，非苹果系TWS占比逐步提升。
智能手表、智能手环：通常也都配备1颗低功耗MCU用于通信、传感等。目前智能手环和智能手表主要采用“MCU+低功耗蓝牙通信方案+惯性传感器产品+电源”的方案，其基本原理主要是通过MCU来控制蓝牙、传感器、LED和振动器。从小米手环3的拆解图可以看到，其将蓝牙和MCU整合在一起，而小米智能手表则采用一颗意法半导体的高性能超低功耗MCU，对其他器件进行控制。
智能穿戴设备的普及率不断提高，市场规模逐步扩大带动低功耗MCU使用量提升。随着硬件创新，功能日益增加，智能手表正逐步走向成熟，与智能手机形成更加完整的生态圈。通过定位运动、健康、移动支付等领域，行业将持续发展，据Gartner数据，预计2022年全球智能手表终端用户支出将达到313.4亿美元，2019-2022年CAGR为19.2%。对于智能手环，由于其价格低廉，与智能手表有明显的价格差距，主要应用场景简单，预期未来仍将保持稳定增长，据IDC数据，2020年中国智能手表出货量约为4000万块，二者将一起推动MCU市场规模进一步扩大。
云台相机以及手机云台内也会配备MCU。云台是指安装或固定摄像机的支撑设备，也可安装到无人机上，可随时拍摄高精度的稳定画面。当前随着短视频、直播以及Vlog等记录生活动态的各种方式兴起，云台相机以及手机云台的市场规模逐步扩大，云台相机是指本身就自带摄像头的相机，可以不借助其他设备就能拍摄照片或视频;手机云台用以将手机固定在云台上，达到防止抖动以及拍摄特定角度的需求。云台自身是一个电子设备，也需要MCU协助进行控制。
医疗电子也是MCU用量较大的领域，家用医疗产品的普及以及更多医疗设备的智能化，MCU将在医疗电子领域占据更多的市场份额。
在医疗领域，常见的额温枪、血压计、雾化器和血氧仪等医疗仪器设备中都会用到MCU。以MCU在额温枪中的应用为例，中微半导体的高精度ADC额温枪解决方案，采用了8051 MCU进行设计，有效简化了外围电路，且可达到较高的测量精度。
5、IoT：长期成长空间巨大，通信协议+MCU集成是主要趋势
IoT市场规模大且增速快，是未来MCU用量增长的重要领域。随着智能家居的普及，众多新兴电子产品的销量提升，以及众多传统产品接入网络，对于MCU的需求将会得到大幅提升。
扫地机器人除了主控SoC外，一般配至少两颗MCU，一颗用于电机驱动，一颗用于传感器控制。技术进步让更多的家务可以通过机器来完成，消费升级的背景下大部分人群有意接受更为智能的家居产品。扫地机器人是近些年来的家电爆品之一，具有吸尘、清扫、擦地等功能。目前全球已有较多知名企业切入扫地机器人领域，国外有iRobot和戴森等，国内有科沃斯、小米、美的、海尔等。根据快科技网站拆解，米家扫地机器人内有2个MCU(德州仪器与意法半导体各1个)，TI MCU用于LDS激光测距传感器，还有1个ARM Cortex-M3架构的ST MCU。根据奥维云网数据，2020年中国扫地机器人销量达到654万台。
未来家居产品芯片含量增大，智能家居渗透率提升带来新增长动力。据Statista预测，全球智能家居市场出货量将由2019年的8.33亿台增长至2023年的15.57亿台，4年CAGR为16.9%;据IDC数据，中国智能家居出货量将由2018年的1.56亿台增长至2023年的4.53亿台，5年CAGR为21.5%。智能家居融合物联网、云计算和大数据等技术，对MCU芯片产品性能和数量需求迅速上升，预计未来家居产品中MCU含量将大幅提升。
通信协议+MCU集成是未来物联网设备发展的主要趋势。目前通信方案主要有两种，1)单芯片集成协议MCU，主要用于智能灯泡、智能插座等比较简单的控制电路，例如小米智能插座使用Marvell的EZ-Connect无线物联网平台芯片解决方案，主控采用88MC200-NAP2高集成度低功耗MCU。2)双芯MCU+通信模块，双芯片方案主要用于智能摄像头、智能音箱等运算要求高的电路，但其结构会增加设计和生产过程中的复杂性和安全风险。未来集成传感器+MCU+无线模块的方案是各MCU厂商的方向。
无人机：通常会配备多颗MCU完成电机控制等功能。据集微网拆机信息，大疆Mavic Mini无人机内包括2颗MCU，包括1颗恩智浦i.MX RT系列的跨界MCU。据恩智浦官网介绍，恩智浦MCU用在无人机里可以用来控制4个机翼的电机。大疆Mavic Mini无人机内另一个是国产的华大半导体MCU，预计随着无人机的功能愈加多样化，1台无人机至少会配备2颗及以上MCU。
2020年全球企业级及零售领域无人机销量合计约50余万台。据Gartner预测，2020年全球物联网(IoT)企业级无人机(无人飞行器)的总出货量将达到52.6万台，同比增长50%，预计2020-2023年企业级无人机出货量CAGR为34.25%;2020年零售领域的无人机出货量约为2.5万台，预计2023年零售领域无人机出货量将为12.2万台，2023年企业级和零售领域无人机出货量合计将达到约140万台。
全球物联网设备连接数量逐年增长，将会带动MCU出货量上升。根据GSMA统计数据显示，2010-2020年全球物联网设备数量高速增长，复合增长率达19%，2020年，全球物联网设备连接数量高达126亿个。GSMA同时预测，2025年全球物联网设备联网数量将达到约246亿个。万物互联成为全球网络未来发展的重要方向。几乎所有物联网设备内部的控制系统都会采用MCU，物联网设备的不断增多将会为MCU市场带来增量因素。
电动两轮车以及共享单车需要利用MCU作为控制芯片。电动两轮车以及自行车作为对汽车出行的补充，是中短途通勤的便捷交通工具。电动两轮车现在的智能化趋势也愈加明显，在仪表盘、电机控制等部分需要MCU进行控制。近年来随着共享单车的兴起，MCU也在共享单车的电池管理中承担重要作用。
中国电动二轮车每年销量约5000万台，每年消耗上亿颗MCU。据前瞻产业研究院数据，2021年中国电动两轮车销量预计达到5000万台，全球其他国家还有销量贡献，若以平均每台电动两轮车消耗10颗MCU计算的话，全球每年电动两轮车消耗的MCU数量将高达约5亿颗。
6、预计未来全球MCU出货量稳步增长，平均价格相对稳定
根据IC Insights数据，2020年全球MCU出货量预计约240亿颗。根据我们从众多公司官网以及拆机类网站搜集的信息，对各大领域做出如下预估：
1) 汽车：传统燃油汽车的整车热管理系统、照明系统、车身控制、车载影音娱乐系统需要MCU，新能源车相较传统燃油车新增加了电机驱动控制、充电逆变、电池管理等系统，对MCU带来增量需求。预期未来汽车电动化和智能化进一步普及，单车MCU的用量将会持续增加;
2) 工控：MCU在工控领域的应用较为广泛，部分领域的MCU消耗量不便于统计预估，同时由于通常将家电类MCU归于工控类，则全球工控类MCU年均出货量预计达到几十亿颗。工业领域的增速为低个位数增长，主要受益于工业自动化程度提高带来的MCU用量提升;
3) 家电：智能化和变频化带来MCU需求提升，产品智能化带来更多的控制需求，变频产品比例提升，以及新兴家电带来MCU的消耗量提升;
4) 泛消费类：手机、电脑和平板电脑等主要电子产品每年出货量较为稳定;以TWS为代表的可穿戴设备近年来逐步兴起，预期每年消耗MCU达4亿颗左右，未来随着可穿戴设备渗透率的提升，MCU还有增长空间;电脑产品及周边、平板电脑等市场需求较为平稳;
5) IoT：物联网整体出货量仍有较大提升空间，以扫地机器人和无人机为例，扫地机器人每年出货约1000万-2000万台，无人机每年出货达千万量级，IoT设备或新兴应用的出货量仍有很大的上升空间，IoT有望成为未来MCU出货量的重要驱动领域。
从价格端来看，全球MCU ASP在2018年降幅较大，主要系：1)2018年全球MCU出货量达到相对高点，全球MCU营收增幅小于全球MCU出货量增幅，2018年后MCU市场相对低迷;2)自2017年6起，ARM Cortex-M0和M3处理器内核取消预付授权或者评估费用，改以产品成功量产出货后才收取版税的模式运作，降低开发风险，厂商利用M0及M3内核设计MCU产品的成本得到降低，授权及版权费用开销得到缓解。2018年全球MCU ASP相对较低，之后的年份ASP逐渐趋稳。
三、短期供需错配价格提升，长期供需结构相对健康
1、MCU缺货状态持续，海内外厂家货期延长价格上升
20Q3以来全球MCU进入供不应求状态，涨价缺货状态持续至今，除了原厂和渠道商价格上涨外，交货周期也呈现出延长局面。从MCU原厂及渠道商提价趋势、MCU整体交货周期及海外巨头展望多个维度整体展现本轮MCU缺货涨价情况。
从MCU原厂来看，MCU厂商均多次上调MCU价格。国际巨头ST在2020年底和2021年5月两发涨价函，宣布调涨逻辑IC价格;瑞萨也于2021年1月调涨部分逻辑IC价格;国内MCU龙头厂商兆易创新在2021年1月/4月两次上调MCU价格;另外，中国台湾MCU大厂盛群于2021年4月宣布暂停2022年订单并预计近期将涨价15%-30%，新唐等在此前也纷纷调涨MCU价格。
受本轮MCU涨价影响，自2020年下半年起，中国台湾MCU厂商营收同比大幅增长，新唐、盛群、松翰月度营收同比增速自2020年4月以来均保持在10%以上。盛群21Q1营收同比增长42%，毛利同比增长46%，并且2021年盛群订单全满，交货期长达6个月，相较以往3-4个月延长;凌通业绩大幅改善，2021年1月扭亏为盈，21Q1营收同比大幅上升825%。
从经销渠道价格来看，多款MCU型号价格上涨6-10倍。根据正能量电子网的数据，在本轮涨价潮之前，STM32及GD32通用MCU渠道价格维持在5-10元区间，在20Q3起，STM32通用MCU部分型号渠道价格上涨至55-70元，兆易创新GD32部分型号渠道价格上涨至25-30元，有的甚至飙涨至60-70元。
从货期来看，根据富昌电子的数据，2020年以来，8位和32位MCU货期延长至超过16周，普遍在24周，Microchip的个别型号货期甚至达到了55周。
全球MCU厂商对未来MCU景气度展望乐观。根据意法半导体展望，本轮MCU缺货仍将至少持续6个月至2021年底;受新冠疫情影响，恩智浦表示面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响，决定全线调涨产品价格;中国台湾盛群、松翰等厂商也表示，面对MCU缺货行情，未来有望继续调涨产品价格。
2、MCU缺货起源于汽车芯片商后市指引和真实需求的错配
从需求侧情况看，本轮缺货起源于汽车整车厂紧急备货导致上游芯片厂应对不足。
MCU为汽车ECU(电子控制系统)的主控芯片，ECU主要应用在汽车ESP(电子稳定程序)和ECO(智能发动机控制)系统中。在2020年上半年，疫情由中国蔓延至全球，全球汽车销量骤降，全球汽车芯片厂商纷纷对未来后市持悲观预期，降低汽车芯片库存的同时也下修了代工厂的订单。20Q3以来，全球汽车需求复苏，出货量远超预期，整车厂商临时加单，汽车MCU厂商自身芯片库存较低叠加新增产能短期无法释放，加剧了汽车MCU芯片的缺货程度。根据台积电Q1法说会，汽车供应链漫长而复杂，从芯片到整车厂要经过几级供应商，生产、测试到交付整个周期需要至少6个月，汽车MCU的紧缺也逐步蔓延至消费和工控MCU领域。
从供给侧情况看，汽车MCU产能集中，全产业链缺芯情况下汽车MCU扩产不及时。
汽车MCU制程主要集中在28nm-40/45nm和65nm，属于成熟制程。根据IHS数据，国外大厂均将MCU部分或全部外包给台积电等1-2家晶圆厂进行生产。
由于各MCU厂商一般采用不同的架构，产品覆盖范围不同，面向特定客户，所以产业链中MCU厂商拿到的订单一般较为固定，晶圆厂按计划分配产能。在下游需求扩张的情况下，如台积电等上游扩产可能并不及时，造成晶圆短缺，MCU原材料价格上涨。
MCU特有的经销模式放大了供需缺口。这一轮MCU缺货本质上是汽车和IoT带来的MCU增量市场，同时下游MCU产能释放非常有限，形成了供需缺口。由于MCU产品型号众多且下游为长尾市场，MCU厂商均采用分销商+贸易商的销售模式，在缺货行情下，经销商会出现结构性的囤货或者炒货情况，也加剧了下游客户对缺货的恐慌程度，于是纷纷加大对MCU备货，放大了供需缺口，渠道端出现价格暴涨的情况。
疫情、火灾、大雪等不可抗因素也加剧了MCU产能受限，因此ST、NXP等MCU厂商多次发布产品涨价函。从全球MCU厂商季度财务数据来看，产能普遍受限情况下库存占滚动12个月营收比例持续下滑。
意法半导体：罢工和疫情影响自有IDM产能，库存持续下滑，产品多次涨价。
意法半导体部分产能外包给台积电生产而不受自己支配，而意法半导体部分自有MCU产能位于法国Crolles和Rousset，在2020年11月也因工人罢工而受到影响;意法半导体另有一座位于马来西亚的封测厂部分产能用于MCU生产，2021年5月12日至6月7日期间，受疫情恶化影响，马来西亚实施全国封锁，进一步影响意法MCU生产。
产能受限叠加下游订单旺盛，ST库存占滚动12个月营收比例自20Q2以来持续下滑，同时2020年至2021年5月ST三发涨价函，其MDG(微控制器和数字IC)部门营收自20Q1以来持续上升，主要系缺货带来的产品涨价所致。
恩智浦：德州大雪影响MCU 8英寸产线产能，产能紧缺带来产品全线涨价。
恩智浦的MCU主要外包给联电和台积电生产，由于晶圆厂扩产及产能分配不及时，恩智浦MCU产能受限;自有产能方面，恩智浦有2座主要用于生产MCU、MPU等的8寸晶圆厂位于美国德州，因受德州大雪影响，于2021年2月16日开始停产，目前虽复工复产，但产能此前也受到影响。
产能不足的情况下，恩智浦库存在20Q3出现大幅下滑局面，存货占滚动12个月营收比例也逐季下降至历史低位，因此NXP在2020年底宣布产品全线涨价。在高景气度下，恩智浦汽车业务2020 年全年营收38.3亿美元，在进入20Q2以来，汽车业务营收持续上升。
瑞萨电子：火灾影响自有产能，存货水平逐步下滑同时营收稳步恢复。
瑞萨自2012年裁员起，就将部分MCU产能外包给台积电生产，而今年瑞萨或将继续转移产能。自有产能方面，2021年3月19日，瑞萨位于日本茨城县常陆那珂市的一座12寸N3厂发生火灾，该厂主要生产用于汽车、空调系统等的MCU。火灾烧毁面积约600㎡，约占N3楼一楼12000㎡洁净室面积的5%，烧毁设备为11台，约占N3楼制造设备的2%，受火灾影响设备共计23台。2021年4月17日，N3大楼重新开始生产，产能恢复到不足火灾前10%;5月底，产能恢复到火灾前的88%;截至6月25日，N3楼产能全部恢复，但是瑞萨出货量的恢复预计要到7月第三周才能完全恢复。
在20年上半年由于疫情，瑞萨存货出现积压，而汽车销量下滑更加剧了其库存上升趋势。在20Q3以来，产能受限同时车企订单逐渐增多时，瑞萨库存水平明显下滑。
受本轮MCU缺货潮影响，瑞萨于2021年1月起调涨部分逻辑IC和电源产品价格。缺货涨价带来瑞萨营收稳步上升，瑞萨2020年实现营收7157亿日元(按20年汇率折合为67.5亿美元)，其中汽车业务占比47.6%，实现营收3410亿日元(按20年汇率折合为32.2亿美元)，同比增长10.4%。
3、MCU产能释放相对有限，长期供需态势表现健康
我们在第二章对MCU下游需求进行了详细拆分，发现MCU长期需求持续旺盛，主要体现在以下几个方面：
1)汽车智能化和电动化带动单车MCU需求量提升，同时新能源汽车智能化和电动化程度均要高于燃油车，且新能源车在电池管理等方面更为先进，相较传统燃油车单车MCU颗数更多;2)在工控领域，光伏电站等新能源逐渐普及拉动逆变器、整流器等需求，带动MCU需求上升;3)在家电领域，智能化变频化等智能家居需求同样拉动MCU增长。4)在疫情得到控制之后，消费电子等产品出货量也有望逐步恢复。综合来看，我们认为MCU未来几年将呈现较为明确的成长趋势。
从制程节点看，全球MCU制造目前主要是40nm及以上的成熟制程工艺节点，先进车用MCU已采用28nm制程。目前MCU主要集中于成熟制程，一方面系MCU本身对算力要求有限，暂不需要14nm及以下制程，另一方面，MCU内置的嵌入式存储自身制程也限制MCU制程的提升。
嵌入式闪存(eFlash)是MCU中必不可少的组成部分，它不仅需要用来存储代码，而且需要用来存储使用过程中产生的数据，当前制造MCU能达到的制程节点很大一部分原因是受限于eFlash制程工艺。制造MCU时，其存储模块的解决方案有两种：嵌入式存储器(eNVM)和系统级封装 (片外存储器-SiP)。
eNVM工艺：是在逻辑工艺平台基础上开发的特殊工艺，通过这种工艺生产出带有非挥发存储器模块的芯片。对于不同的eNVM工艺，需要增加不同层数的光罩，因此它的工艺成本相比于逻辑工艺有一定增加。
SiP解决方案：通过SiP方式把一颗NOR闪存芯片和逻辑芯片封装在一起，代码和数据存储在独立、外挂的NOR闪存芯片上。例如兆易多个产品系列均使用SiP封装模式。
目前，世界多数MCU厂商主要使用eNVM方案，但SiP方案对于新进入的公司很有吸引力，因为这种设计简单，设计周期短，从而使厂商降低设计成本，加快上市速度。然而，SiP解决方案无法满足特定应用场景的所有要求，综合考虑到成本、功耗、速度、安全性、稳定性和可靠性要求，很多应用场景下，使用eNVM是更好的解决方案。
从意法半导体的各产品系列来看，大部分产品还是集中在180/130nm、90nm和40nm等成熟制程范围。180/130nm主要是主流型系列(Mainstream)，包括STM32F0/F1/F3以及8位产品STM8系列;110nm产品包括超低功耗的STM32L0/L1;90nm制程覆盖的产品系列较广，涵盖了高性能、主流、超低功耗和无线四大类;最先进的40nm制程主要是最近几年推出的产品，包括2019年推出的STM32MP1(MPU)和高性能H7，以及2021年推出的超低功耗STM32U5。公司40nm制程主要是2019年推出的H7系列以及2021年推出的U5系列，产品型号数量合计占比约10%，表明ST目前MCU主要还是以90nm及以上制程为主。
恩智浦和瑞萨是全球主要的汽车MCU供应商，它们最先进的车用MCU已经采用了28nm制程。中颖电子、复旦微等国产MCU公司制程主要集中在90nm及以上微米级别，兆易创新、乐鑫科技、东软载波等最先进制程MCU已经达到40nm，兆易创新的GD32E507/GD32E505高性能微控制器，采用台积电低功耗40nm嵌入式闪存制程。
全球MCU龙头均为IDM厂商，90nm及以上更成熟的制程主要使用自身的8英寸产线进行制造，但部分先进制程会外包给技术领先的晶圆代工厂。以ST为例，ST共有13个生产基地，其中全球共有3个工厂用于生产MCU，主要位于新加坡和法国，包括8英寸和12英寸产线，由2020年年报信息，ST所有芯片产品中约24%是由代工厂生产的，ST的总产能达到了约当8英寸12万片/周;恩智浦收购飞思卡尔后，位于美国的工厂成为了生产MCU的主力;微芯有3个Fab用于生产MCU，均位于美国，由2020年年报可知，微芯2020年有61%的半导体产品由外包工厂生产。当MCU步入90nm/55nm/40nm/28nm工艺时，自身8英寸在技术上很难满足生产制造，因此传统MCU IDM厂商逐步将MCU外包给TSMC、UMC、格芯等代工厂进行代工制造。
全球MCU代工厂主要集中在台积电、联电、格芯、中芯国际和华虹等，ST、NXP、瑞萨主要给TSMC/UMC代工，国内兆易创新等厂商主要在华虹代工，SMIC给兆易创新和芯海科技等代工，国内厂商也在TSMC/UMC等代工。
对于全球主要的MCU代工厂，台积电的eFlash制程范围最广，为22nm-0.5um，联电最先进的eFlash技术可达到40nm，格芯最先进的eFlash技术可达到40nm，同时格芯已掌握22nm eMRAM技术。
台积电：全球技术最先进的芯片代工厂，2018年eFlash晶圆出货量位列全球第一，同时2018年推出了用于汽车的40nm eFlash技术量产，当前已经代工汽车领域的28nm MCU，截至2019年年报，台积电已具备了22nm-0.5um的eFlash技术。
联电：2017年推出40nm eFlash技术，也是公司目前能达到的最先进MCU制程，联电用于制造MCU的制程都是40nm及以上成熟制程，目前28nm和22nm eFlash技术正在开发中。
格芯(Global Foundries)：最先进的eFlash制程为40nm，据官网信息，由于eFlash发展到28nm以后，在制造工艺上会遇到一定的限制，且eMRAM(另一种非易失性存储器，磁性随机读取存储器)有望达到比eFlash更好的性能，格芯已于2020年投产22nm eMRAM。格芯在全球拥有5家8英寸晶圆厂和5家12英寸晶圆厂，近期格芯宣布将在新加坡新建12英寸晶圆厂，预计2023年完工，当下新加坡晶圆厂的制程为40nm-180nm，届时年产能将增加45万片，整体新加坡厂区年产能上升至150万片，以此支援终端市场高速增长的需求。
台积电营业收入以14nm及以下先进制程为主，多用于智能手机及HPC等高性能应用。据台积电公告，公司21Q1营收中，28nm及以下制程合计占比高达74%，是公司营收的主要来源，90nm及以上制程合计占比仅14%。按平台划分营收，智能手机和HPC合计占比达80%，IoT和自动驾驶占比分别为9%和4%。
台积电2018年后40nm-90nm制程范围保持相对平稳趋势。21Q1台积电40nm-90nm三种制程合计营收为16.92亿美元，三种制程合计营收逐季变化幅度较小，表明该制程范围扩产有限。21Q1台积电自动驾驶和IoT业务合计营收为17.77亿美元，同/环比分别+25%/32%，2020年自动驾驶和IoT分季度合计营收处于12.5亿-13.5亿美元区间，21Q1增幅较大。
联电的营收主要由成熟制程提供，通信、消费和计算机等为主要营收领域。据公司公告，联电21Q1营收中没有14nm及以下制程的产品，22/28nm、40nm、65nm占比都将近20%，90nm-0.35um之间的各制程占比接近。按应用领域分类，通信占比达46%，是第一大领域，计算机以及消费占比分别为16%和27%。
从制程拆分数据来看，联电40/65/90nm三种制程合计营收在19Q1达到相对低点，此后逐步上升，21Q1 40/65/90nm三种制程合计营收为7.5亿美元，而后一直保持在7-8亿美元营收区间，表明自19Q4以来联电并未在40/65/90nm制程范围有任何扩产。
目前，国内MCU代工厂产能较小，具有eFlash技术的MCU代工厂有华虹宏力、中芯国际、上海华力等。从制程上看，华虹宏力拥有的eFlash制程范围最广，为90nm-0.25um。中芯国际目前已拥有0.162/0.18um eFlash技术，与华虹宏力的55nm均在验证中。上海华力拥有55nm eFlash技术，40nm eFlash技术正在开发中。
华虹宏力的eNVM销售收入占比较高，MCU代工是公司主要营收来源之一。华虹宏力是华虹集团的子公司，是中国大陆地区的重要芯片代工企业，据公司公告，2021Q1华虹宏力的eNVM销售收入占比高达31%，仅次于分立器件的销售收入占比，eNVM是制造MCU的核心技术，根据公司官网，华虹宏力目前拥有90nm-0.25um eFlash技术。据公司21Q1按工艺技术节点的销售占比拆分，55nm-0.18um总营收占比约为52%。按技术平台的销售占比划分，eNVM占比为31%，eNVM主要包括MCU和智能卡芯片两大类产品，是公司的主要营收来源之一。
华虹集团的MCU技术位居大陆代工企业前列，华虹宏力最先进eFlash技术达90nm。华虹集团下属多个子公司，包括华虹宏力、上海华力、华虹无锡等，目前华虹宏力和华虹无锡最先进的eFlash技术节点已达90nm。
华虹MCU产能主要集中在8英寸产线，8英寸产线产能利用率持续保持高位。据公司公告，华虹一厂、二厂和三厂是8英寸晶圆厂，MCU主要使用8英寸晶圆生产，从19Q4开始，三条8英寸产线合计产能达到17.8万片/月后就再也没有增加，从20Q2开始，8英寸产线的产能利用率一直高于100%，且未来8英寸产线没有大幅扩产规划，因此8英寸MCU产能增长相对有限。
华虹无锡12英寸线的产能释放预计会带来MCU增量产能。
1)8英寸产线上的智能卡产能转移至12英寸产线，留出8英寸MCU增量空间。公司2020年已将具有90nm eFlash技术相关的智能卡产品顺利转移至12英寸产线。
2)12英寸产线MCU技术平台逐步完善，预计21Q3-Q4逐步输出MCU产能。
中芯国际是目前大陆最先进的芯片代工厂，最先进的eFlash制程为0.18/0.162um。据公司公告，中芯国际最先进的工艺制程已达14/28nm，是大陆芯片代工厂里技术最先进的，但是中芯国际eFlash技术目前能达到的最高制程仅为0.18/0.162um，并且0.11um eFlash技术还在研发当中，后续随着中芯国际在成熟制程领域的发力，我们认为0.11um、90nm、40nm等eFlash工艺平台将逐渐成熟，预计2022年后将逐步输出产能。
上海华力最先进的eFlash制程已达55nm。据官网信息上海华力最先进的eFlash技术节点已达55nm，公司的55nm 2.5V和5V两个版本均可用于生产MCU，40nm eFlash技术正在开发中。上海华力下有华虹五厂和华虹六厂两个12英寸晶圆厂，其中华虹五厂工艺水平覆盖65/55nm、40nm和28nm技术节点，设计产能为3.5万片/月，华虹六厂主要覆盖28/22nm和14nm技术节点。
全球主要代工厂均在2021年大幅开启资本支出进行产能扩张，但对40nm及以上主流MCU制程产能扩张相对有限。
1) TSMC：上修2021年资本支出为300亿美元，其中80%用于先进制程(3nm/5nm/7nm)，10%用于特殊工艺，10%用于封装及大规模生产。
2) UMC：全年资本支出从15亿美元上修至23亿美元，主要用于扩产22/28nm产品线。年初确定的15亿美元资本支出大部分将用于扩产南科12A P5厂，以28nm及以下制程为主，2021年南科12A P5厂产能预计增加1万片/月。南科12A P6厂计划未来三年扩建，总资本支出约1000亿新台币。另外，厦门12X厂(28/40/65nm)产能目前已扩产至约2.5万片/月。
3) 格芯：扩产主要集中在12-90nm制程，位于新加坡的晶圆厂预计2023年投产，每月增加3.75万片产能，总产能增至12.5万片/月。
4) 中芯国际：2021年资本支出为43亿美元，其中大部分用于扩产成熟工艺，小部分用于先进工艺、北京合资项目土建及其他。8寸在2021H2有望增加4.5万片/月，目前已建设1/3产能。12寸方面，2021年3月中芯国际在深圳项目上签署合作协议，计划建设一条4万片/月的成熟制程产线。另外在2021年底，12寸线有望增加1万片/月产能。
5) 华虹：2021年资本支出为13亿美元，华虹无锡12英寸产线当前月产能4万片(功率分立1.8万片+CIS 1万片+嵌入式和BCD工艺 1万片等)，制程以90nm为主，预计年底达到6.5万片，后续增加产能以55nm为主，新增产能主要分配给CIS、MCU等eFlash产品。
四、全球MCU市场高度集中在海外Top5厂商，多因素共振加速国产替代
1、全球MCU CR5市占率高达75%，内生外延完善产品布局
全球MCU竞争格局稳定，CR5市场占有率超75%。MCU在海外是一个很成熟的行业，已经形成非常稳定的竞争格局，全球前五大MCU厂商市占率合计超75%，目前巨头均形成比较有特色的布局。瑞萨的汽车业务占比较高，收购IDT和Dialog布局IoT;NXP是老牌MCU龙头，收购飞思卡尔和Marvell业务强化汽车和无线MCU业务;英飞凌收购Cypress完善汽车和工控MCU品类;ST是32位ARM架构MCU龙头，主营消费和工控领域;微芯主要聚焦在8位MCU等低成本、稳定性高产品上，收购Atmel拓展32位ARM平台。
根据全球MCU巨头官网信息，我们按照产品线、产品系列和产品型号对各公司产品进行分类统计。1)产品线：根据产品主要应用领域，分为高性能、低功耗、通用主流型和无线等;2)产品系列：每个产品线下的细分系列数，分类标准包括内核、主频、应用领域等，比如ST的STM32F0、STM32F1等，瑞萨的RA 2/4/6/8、RL78 D/F/G/I/L等，恩智浦的LPC800、KE/KV等;3)产品型号：每个产品系列下的各种产品型号，针对每个系列产品Flash、SRAM、接口和封装类型等参数差异进行具体型号分类。
2、8位MCU自研架构百花齐放，ST借助32位ARM架构后来居上
综合来看，MCU当前竞争格局的形成主要是架构变化+并购整合带来的。MCU从上世纪70年代推出，至今已有约50年的历史，不同时间段诞生了不同的MCU架构，助力了不同的MCU大厂先后快速崛起。在MCU的发展过程中，也有部分厂家因为没有把握住发展方向或者因为经营不善等原因被其他厂家并购。如今，伴随着并购整合、下游应用拓宽及产品品类不断丰富，采用不同MCU架构的厂家分别形成了自己的竞争优势。
MCU架构从8051发展到AVR再到各家自定义架构，直至如今广泛用于32位通用MCU的ARM架构，每个阶段中，把握主流架构的MCU厂家都能快速抢占市场份额。
1970s-1980s，MCU初露萌芽，Intel架构主导。MCU起源于1971年，率先由Intel设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004，而后又推出了8位微处理器Intel 8008;在1981年，Intel推出8051 MCU，从此MCU逐渐成为主流产品，主要应用于小型计算机、航空航天等领域。从上世纪70年代到90年代初，市场主流MCU采用Intel架构，架构具有很强的稳定性，支持8位MCU蓬勃发展。在当时，飞利浦的逻辑IC事业部(后于2006年成立NXP)等老牌MCU厂商都是Intel架构的受益者。
1990s-21世纪初，各家架构百花齐放。进入上世纪90年代之后，基于哈佛架构的AVR单片机开发成功，主要应用于计算及外部设备、工业控制、仪表、家电、通讯设备等，AVR单片机最先得到Atmel支持，AVR单片机具有创新的系统架构、更高的集成度、同时搭配Atmel自有的Flash工艺，在性能和功耗上相较于之前的冯·诺依曼架构产品均有较好表现。
与此同时，各家积极开发自有的架构及内核，成立于2003年的瑞萨采用自有的瑞萨内核，此外还有微芯的PIC系列、前Atmel的AVR系列、前飞思卡尔的HC05和HC08系列、Motorola的MC68HC系列、TI的MSP430系列等。
2007至今，ARM架构异军突起，迅速占领32位MCU市场。应用侧对性能处理要求逐步提升，传统8位和16位MCU已经不能满足市场需求，32位MCU渐成主流。最初，各家基于自身架构开发32位MCU，但之后由于标准化的ARM架构推出，ARM架构各种内核间具有代码兼容性和软件兼容性，用户能够轻易在使用ARM架构的厂商间切换，因此大部分自研32位架构均被ARM架构取代。
ARM起初参股投资Luminary公司，由其设计开发并在2006年推出基于Cortex-M3内核的ARM-Stellaris系列MCU。由于当时市场上多应用x86架构及自有架构的MCU，而ARM架构为通用MCU设计，厂商不愿轻易更换架构加上ARM架构未经市场检验，32位ARM内核产品初推时反响平平，合作厂商难以寻找。但手机市场的快速发展给了ARM处理器验证的机会，ARM具有开放的商业模式，能快速导入手机MCU中。
在此背景下，ST于2007年6月11日在中国北京率先推出基于ARM Cortex-M3内核的STM32F1产品。ST选择合作基于M3内核优秀的性能，相较之前的ARM7 TDMI内核，Cortex-M3拥有更小的基础内核，使其速度更快、价格更低，采用M3内核的通用MCU开发时间更短。
同样注重ARM架构的还有NXP等厂商，NXP在ARM架构不同内核首款产品发布上与ST你追我赶，在2007年ST率先推出基于M3内核的STM32F1系列后，2009年3月，NXP率先推出基于M0内核的LPC1100系列;2010年8月，飞思卡尔半导体(2015年被NXP并购)率先推出基于M4内核的K系列;2012年11月，NXP率先推出第一款基于M0+内核的LPC800系列;2014年9月，ST率先推出第一款基于M7内核的STM32 F7系列。
MCU架构的发展带来产业格局的深刻变化，没能成功赶上主流架构发展浪潮的企业逐渐退出竞争，被其他厂家并购。
NXP在实现ARM架构布局同时，也积极拓展下游应用领域。NXP于2015年收购飞思卡尔，开始立足于汽车MCU业务;2019年收购Marvell的无线连接业务，补充公司在Wi-Fi和蓝牙等无线领域的技术实力。
自2016年起，微芯科技在通用MCU市场份额一直保持第一位。目前，微芯深耕8位MCU，在产品稳定性与成本管控上尤其出色，同时微芯于2016年通过并购Atmel加大32位MCU产品布局。
英飞凌于2019年并购赛普拉斯，进一步完善汽车及消费MCU业务。
新唐科技于2020年收购松下子公司，极大丰富了新唐的MCU产品组合。
瑞萨于2019年完成对IDT的收购，增强了模拟芯片、传感器与MCU的组合，同时目前正计划并购Dialog，增强无线连接的实力;通过两次并购，瑞萨希望加速进军工业及IoT等领域。
ST在MCU业务上没有进行并购，而是通过完善自身生态，着力于中国区业务使通用MCU快速发展。
(1)ST：MCU后起之秀，借助ARM架构成就32位MCU龙头
意法半导体(ST)于1987年成立，由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成，目前总部设在瑞士。公司主要是为智慧出行、功率和能量、物联网和5G三大板块提供半导体和电子器件，旨在为汽车、工业、消费电子、通信设施和计算机领域提供产品支持。
ST是目前最成功的32位ARM架构MCU厂商。ST很早布局ARM架构，其STM32在IoT领域地位保持领先，ST拥有非常广泛的产品组合，产品之间拥有很强的硬件及软件兼容性，这使得其客户在产品选择上有很大的灵活性。ARM Cortex-M架构于2006年面世，ST于2007年最早推出全球第一款Cortex-M架构MCU STM32F1系列，ST选择主动拥抱ARM Cortex内核，相继研发出全球第一款超低功耗MCU STM32L1系列、全球第一款Cortex-M7内核的STM32F7系列、全球最强大的MCU STM32H7系列以及全球第一款支持LoRa无线连接协议的STM32WL系列，2021年将推出全新旗舰级超低功耗MCU STM32U5系列。十余年的不断发展，ST为市场提供了产品系列齐全的32位通用MCU产品，ST通用MCU业务在2019年全球市占率已经达到第二位。
ST的通用MCU产品分为3大产品家族：STM32 ARM Cortex 32位MCU、STM8 8位MCU、经典MCU，3大产品家族各自拥有的产品型号分别是1168、138、71，合计拥有1300余款产品。其中STM32是业界领先的产品系列，产品类型丰富，功能强大，性价比高。1)从产品系列来看，STM32主要有17个系列，包括6个STM32Fx系列、5个STM32Lx系列、2个STM32Gx系列、STM32H7、STM32U5、STM32WB和STM32WL。2)从内核来看，STM32涉及6种ARM Cortex-M内核，包括ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M33/M7。3)从应用场景来看，主要分为高性能、主流、超低功耗和无线连接四大产品线。
ST的MCU产品全年营收处25亿-30亿美元区间，2020年营收创历史新高。ST下设三个事业部：AMS(Analog，MEMS & Sensors事业部)、ADG(Automotive & Discrete事业部)、MDG(Microcontrollers & Digital ICs事业部)，其中MCU业务主要在MDG事业部，2020年MDG部门全年营收30.3亿美元。我们根据IC Insights和英飞凌官网数据，2020年全球MCU市场规模约为150亿-200亿美元，根据英飞凌官网披露的2020年ST 14.5%市占率来计算，2020年ST MCU营收大致为25亿-30亿美元，因此ST MDG事业部营收大部分由MCU贡献。总体来看，ST MCU营收大约占公司总营收的25%-29%。
从毛利率来看，ST全产品线的毛利率处于38%-40%区间;从按地区出货量占比情况来看，亚太地区是ST的主要出货区域，占比高达67%，其余的EMEA(欧洲、中东、非洲)和美国各贡献21%和12%。
从出货量看，代表性产品STM32自2007年推出以来快速放量，2015年累计出货超10亿颗，2018年累计实现超40亿颗出货量，2020年STM32出货量累计超60亿颗，2010-2020年STM32出货颗数CAGR高达40%。2020年STM32出货约20亿颗，假设按照25亿-30亿美元营收计算，STM32平均价格大约为1.25-1.5美元。
ST着重建立MCU的生态系统，在编译器、开发板、中间件上形成配套支持，并联合各类IDH和设计公司形成不同应用，同时结合第三方开发不同算法。ST还大量提供易于上手的开发板、出版大量STM32的中文学习书籍、开办研讨会等等，聚集了大量熟悉ST MCU的开发者群体，还在二线城市设立FAE团队，支持用户的开发，和用户进行面对面的沟通。
(2)瑞萨电子：全球汽车MCU龙头，外延并购加速拓展IoT版图
瑞萨电子是全球第一的汽车MCU供应商。瑞萨电子于2003年在日本成立，主营业务是为汽车、工业、通信和IoT等领域提供解决方案：1)汽车：瑞萨是全球第一的汽车MCU供应商;2)工业：瑞萨是全球领先的MCU和SoC供应商;3)通信：瑞萨是全球第一的通信接口供应商;4)IoT：全球领先的专用和ARM MCU提供者。另据英飞凌官网信息，瑞萨电子在2020年全球MCU和汽车MCU的市场份额占比都是第一，市占率分别为17.1%和30%。
瑞萨电子深耕汽车MCU领域，公司产品具有极强竞争力。瑞萨先后在2012年和2018年率先推出了全球第一款搭载40nm和28nm eFlash技术的汽车级MCU，技术水平位居行业前列。2019年更是推出了基于硅晶薄氧化物埋层 (SOTB) 工艺技术的RE系列产品，实现了在运行和待机模式下以及低电压(1.62V)下的高速CPU运行 (64MHz) 时都可实现超低电流消耗，传统主体硅工艺无法做到这一点。
瑞萨在工业及IoT领域起步较晚，通过并购完善布局。瑞萨很早就开始使用自有架构，主要用于汽车电子，而在ARM架构上布局较晚，也因此在工业及IoT领域相对薄弱。目前，瑞萨正积极布局新兴领域，新型MCU产品逐渐导入ARM架构，同时瑞萨通过并购加强产品布局。2019年3月，瑞萨完成对IDT的收购，IDT的传感器、高性能互联及射频等产品与瑞萨自身MCU、SoC及电源管理IC等相结合，增强数据处理能力;2021年3月，瑞萨宣布并购Dialog，这将增强瑞萨MCU无线连接实力，更好满足物联网领域的需求。
瑞萨的MCU产品主要分为约30个系列及其他产品，产品类型数合计达112款，其他MCU有203款，MCU产品系列位数包含8位、16位和32位，同时具有多种内核，包含自研瑞萨内核以及应用广泛的ARM Cortex-M内核。就大系列来看，比如以RA产品家族为例(RA包含4个具体系列)，RA产品旨在提供有保障的安全、互连且智能的互联网应用，涵盖5大产品线：主流和低功耗产品线、入门级产品线、增强模拟功能、无线产品和电机控制。RE产品家族是采用SOTB(硅晶薄氧化物埋层)技术的全球顶级超低功耗MCU，RL78和RX产品家族均采用CISC哈佛结构，二者与其余的系列共同在汽车和通用领域有广泛应用。
瑞萨车用MCU具有完整的产品线。以RH850产品家族为例，该系列专为车规级打造，具有高可扩展性、高性能、低能耗、高可靠性等优点，RH850产品家族在2018年以前就已经覆盖了内燃机转换、电动汽车、汽车仪表盘、汽车网络、底盘控制、ADAS等应用领域，近几年又在这些领域研发完善了新的品类。
瑞萨近年来完善新品类，加大工业及IoT的布局。例如，通用型MCU RA产品家族拥有四个子系列：RA2、RA4、RA6和RA8。2021年2月，瑞萨基于RA产品家族推出12款RAM2新品，将低功耗、高性能和增强的安全性能结合， 应用于工业及IoT领域;RA4主要覆盖主流和低功耗、无线产品;RA6聚焦在主流和低功耗、电机控制产品;RA8是RA系列主频最高的产品。
2020年瑞萨电子MCU营收占全年营收约44.2%，汽车业务对营收贡献较大。从营收端来看，2020年瑞萨电子的汽车领域业务占比48%，其余的工业、通信基础设施和IoT合计占比约51%。近三年公司营业收入均处在65亿-70亿美元区间，其中2020年公司营收约67亿美元，按英飞凌官网数据，2020年全球MCU市场份额中瑞萨电子占比为17.1%，约29.6亿美元，则MCU业务占瑞萨电子全年营收约44.2%。
从瑞萨电子所有产品的毛利率来看，近五个季度毛利率维持在47%-50%区间。近三年的毛利率在19Q1曾下滑至最低点38.1%，主因汇率影响，销售收入减少，产量变化带来的影响以及固定生产成本上升等原因。
(3)恩智浦：老牌MCU龙头，收购飞思卡尔强化汽车布局
恩智浦半导体(NXP)成立于2006年，其前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部，NXP原来MCU主要基于M4与 M0/M0+内核，面向工控市场。NXP于2015年收购了由摩托罗拉创立的飞思卡尔半导体(Freescale)，飞思卡尔的主要业务面向汽车和消费电子MCU，收购完成后，NXP进军汽车MCU及处理器业务。2019年NXP收购了Marvell公司的Wi-Fi和蓝牙连接业务，完善了公司的无线产品布局。
截至2021年6月，NXP共有2800余款MCU型号，覆盖ARM架构、其他架构及传统MCU三大品类。ARM架构共有1277款，占比约45%，覆盖M0/M0+、M3、M4、M33、M7内核。在汽车MCU方面，NXP共有近90款型号，占比约3%。
恩智浦营业收入逐步增加，主要系汽车业务收入恢复及工业领域成长所致。
NXP 2020年实现营收86亿美元，同比减少3%;自20Q3以来，NXP营业收入快速增长，21Q1实现营收25.7亿美元，同比增长27.2%。NXP 2020年业务主要由汽车(占44%)、工控和IoT(占21%)、通信和其他(占20%)及手机(占14%)构成，其中汽车和IoT业务的快速增长带动整体营收增速上行。
由于NXP的MCU主流产品多应用于工控、物联网相关领域，同时，NXP在汽车MCU方面处于同业领先地位，自20Q2以来，NXP的MCU业务实现快速复苏，并且叠加本轮MCU尤其是汽车MCU的缺货涨价趋势，我们预测NXP的MCU业务营收预计在21H1同样保持较高增长率。
恩智浦的通用MCU采用ARM架构，产品型号达到1277款。
NXP最早于2002年开发ARM架构，是最早开发ARM内核的厂商之一。从2010年推出第一款基于M4内核的MCU产品之后，历经十一年，NXP在ARM架构内核上覆盖M0/M0+、M4、M33及M7，分别于2011/2013/2015/2018年推出第一款基于M0/M0+/M7/M33内核MCU。目前NXP的MCU工艺集中于28nm/40nm及以上。
收购飞思卡尔后NXP完善MCU布局，LPC和K系列支撑两大产品线。
恩智浦汽车业务占比40%，工业及IoT业务占比约30%，2015年，NXP收购飞思卡尔，在并购完成之后，NXP的Kinetis和LPC产品线整合为MCU厂商中的最广产品线，在汽车、工业及IoT领域具有很强实力，在2017年，NXP通用MCU市场份额达到第一位。同时，NXP从飞思卡尔继承了i.MX RT系列跨界MCU特色平台，该系列产品采用M7内核，具有MPU特性，主要用于高性能的边缘计算，其中i.MX RT1170型号拥有双核，主频高达1GHz，搭载2Mb的SRAM。
目前，NXP通用MCU既有低成本、入门级的LPC800系列，同时还有低功耗特性的基于M0+内核的KL和LPC1100/1200系列，NXP的高性能产品布局广泛，拥有M4内核的K系列、M33内核的LPC55x系列和M7内核的i.MX RT系列产品。
NXP下游应用最主要为工业及IoT领域，汽车电子形成完善产品布局。
NXP拥有广泛的产品品类，采用的策略是提供强大的产品组合，比如既提供MCU产品，又提供围绕MCU打造的不同模拟器件进行组合;同时NXP在IoT领域实力强大，选择改造其MCU平台来使产品更具通用性，进而使MCU产品面向IoT众多分散的客户，推向更广阔的市场。
NXP的LPC1100系列主要用于电子测量、警报系统、白色家电和照明等领域，主频达50MHz，小尺寸、低引脚数的封装保证其在低功耗领域得以广泛应用;KL系列主要用于IoT，基于M0+内核，主频达到48/72/96MHz，为高能效应用而设计，拥有超低功耗和超小型封装;基于M4内核的LPC系列产品数量最多，包含应用于显示器、工业网络、电机控制和医疗诊断等的LPC4000，应用于智能电表、白色家电、工业控制和车载信息服务等的LPC4300和高性能的用于可穿戴设备、家庭/楼宇自动化、传感系统、手持便携设备和平板电脑中的LPC54000;K系列主要基于M4内核，产品覆盖最为广泛，最高主频达到180MHz，最高配备2048Kb的Flash，应用于从低端消费电子、打印机到高端工业传感器、自动化设备和智慧能源等领域。
NXP在汽车电子MCU上具有较为完善的产品布局，用于汽车的MCU数量达到接近100款型号，涵盖仪表盘、安全网关等车内设备和车身区域控制类产品，而用于车载雷达和自动驾驶的MCU也已经处于样品阶段。
(4)英飞凌：收购Cypress完善汽车和工控MCU品类
英飞凌科技公司于1999年4月在德国慕尼黑成立，前身是西门子集团的半导体部门，2020年4月，英飞凌收购了赛普拉斯(Cypress)，Cypress的产品组合——MCU、连接组件、软件系统和高性能存储器等，与英飞凌领先的功率半导体、汽车MCU、传感器和安全解决方案，形成了高度的优势互补。合并后的英飞凌将在汽车、物联网和5G通信等高增长应用领域，提供更先进的解决方案，同时Cypress在美国和日本市场上的稳固地位，也进一步完善了英飞凌的客户结构布局。
英飞凌的MCU产品主要是基于ARM Cortex内核的32位产品，应用领域包含汽车、工业、消费电子和物联网等领域。英飞凌MCU主要包括AURIX、PSoC、Traveo和XMC等产品家族，AURIX为自研RISC内核，主要应用于汽车和工业领域;PSoC产品系列较多，也是产品型号最多的产品家族，多达1500+款;Traveo以高性能的M4和M7内核为主，可应用于电气化、暖通空调、照明和汽车集群显示等应用;XMC以M0和M4F内核为主，主要用于工业和家电等;英飞凌还有其他的传统产品，所有产品型号合计多达约2000款。
英飞凌近五年营收呈高个位数增长，收购Cypress提升汽车和工控MCU竞争实力。英飞凌的营收逐年上涨，其中2020年营收达到85.67亿美元，2016-2020年营收CAGR为7.25%。英飞凌收购Cypress之后，Cypress的汽车MCU并入到了英飞凌的汽车业务部门(ATV)，Cypress的工业MCU并入到了英飞凌的互连安全系统部门(CSS)，在FY2020营收中，ATV占比43%，CSS占比14%。按照英飞凌官网信息，2020年英飞凌的MCU业务合计营收约为25+亿美元，约占全年营收的30%。
英飞凌毛利率通常在35%-40%区间，中国是主要营收来源地之一。从FY19Q1-FY21Q2毛利率情况来看，英飞凌所有产品的毛利率通常是在35%-40%区间，2020年由于受疫情影响，毛利率水平受到了一定的冲击。从英飞凌FY2020分地区营收情况来看，中国为英飞凌第一大营收来源地，贡献达到了37%，EMEA(除德国)和APAC(除中国，日本)均占比15%，德国和美洲占比均为12%，其余的9%由日本贡献，汽车相关半导体业务是英飞凌的主营业务，英飞凌的营收来源地也多是全球汽车的主要产地，二者相吻合。
(5)微芯：8位MCU绝对龙头，收购Atmel拓展32位ARM平台
微芯科技公司(Microchip)于1989年在美国成立，是全球领先的MCU和模拟半导体供应商。公司于2016年收购Atmel公司，Atmel是NVM的先驱，Atmel拥有AVR内核8位RISC MCU。微芯的PIC和前Atmel的AVR CPU分别于1985和1992年推出，微芯第一款MCU诞生于1990年，1999年PIC MCU累计出货量就达到了10亿颗，2003年AVR MCU累计出货量也达到了5亿颗，2013年和2015年，PIC和AVR累计出货量更是实现了大突破，分别达到了120亿颗和70亿颗。
微芯8位MCU实力强大，目前逐渐布局32位MCU。微芯目前产品型号达1000+，拥有自己的专属架构。微芯最早于1985年就打造PIC架构，PIC拥有体积小、功耗低、具有精简指令集、抗干扰性高、可靠性好等特点;1992年开始，在AVR架构刚刚兴起时微芯就开始布局。由于PIC与AVR架构代表8位嵌入式设计的行业领先架构，微芯在此领域深耕多年，同时由于自有架构的供应商难以轻易切换，导致微芯积累了大量忠诚的PIC及AVR架构的客户，目前微芯在8位MCU仍有极强竞争力。
在32位MCU推出之时，微芯最初设计自己专属的MIPS架构，但是由于ARM架构的出现，使得微芯最早在32位的布局并不成功。2016年，微芯收购Atmel，后者是当时非易失性存储器的先驱，微芯通过Atmel平台加大对32位MCU的投入，试图通过Atmel获得更多32位MCU的市场份额。
MCU是微芯的第一大营收来源，亚洲是微芯的主要营收地，产品毛利率保持较高水平。1)从产品线营收来看，FY2020微芯全年营收54.38亿美元，其中MCU占比最大达54.5%，即MCU营收约为30亿美元，模拟部分占比达27.9%，其他业务占17.6%。2)从按地区的营收来看，亚洲是微芯的第一大营收来源地，贡献了55.3%的营收，其余由美洲和欧洲各贡献25.5%和19.2%。3)从毛利率来看，微芯的毛利率始终保持在50%以上的较高水平。
微芯的MCU产品主要应用领域是工控和消费电子，在汽车业务也有布局。微芯的32位ARM架构通用MCU覆盖M0+/M4/M4F/M23/M7/MIPS内核，搭载Flash容量最高为2Mb，主频覆盖48-300MHz。1)工控和消费电子是微芯MCU 的主要业务，覆盖领域包括无线互连、安全、图像、电机控制、安防、触控和超低功耗等，其中搭载M7内核的主要应用于对于性能有较高要求的领域，M0+、M23和M4F内核应用较广，相应的主频也较低。2)汽车MCU微芯也有布局，比如其中的SAM V7x系列采用M7内核，主要用于汽车音频系统，汽车MCU的性能也有从低到高的布局，适合不同水平的车规应用。
(6)德州仪器：16位自有架构MCU厂商，32位MCU加强布局
德州仪器(TI)成立于1947年，最初作为地球物理业务公司的子公司，主要生产晶体管;在1971年，TI研制出MCU，并于同年被授予MCU的第一个专利证书;在1974年，TI推出全球第一颗商用MCU即TMS1000。目前，TI拥有ARM架构、C2000及MSP430自有架构的MCU三大产品线，覆盖16/32位产品，共计884款型号。
传统16位自有架构产品实力强劲，ARM架构时代表现欠佳。TI最早于1996年就基于自有架构开发出了16位MSP430系列产品，之后MSP430系列又推出了11x/11x1等型号加强了低功耗等技术，目前MSP430系列拥有572款型号。MSP430系列曾经的成功得益于TI的强大专属架构和自研架构带来一批忠实的客户，但之后由于16位MCU市场份额被8位及32位MCU市场份额侵蚀，MSP430应用范围逐渐缩小，TI在通用MCU领域市场份额也被ST等厂商超越。
TI通过并购布局ARM架构，发力32位MCU领域。目前TI拥有共132款采用ARM架构的产品型号，TI在ARM架构的布局始于2009年，通过收购Luminary Micro进军32位MCU市场，引入了130余款M3内核产品和20余种配套的参考设计、开发工具和软件库。同时，Luminary的Stellaris系列定位于低成本应用，如运动控制、远程监控、楼宇控制自动化、测试测量和医疗仪表等领域，TI进一步增强了工业控制领域实力。
特色C2000产品线配备DSP内核增强技术。C2000推出20余年，目前拥有180款型号，主要面向高性能处理领域，下游市场覆盖电机控制、太阳能及电力通信等。得益于TI在DSP芯片领域的强大实力，C2000系列将数字信号处理内核的性能和MCU的集成化及易用性结合起来，C2000系列采用C28x DSP内核及ARM Cortex-M3内核，提供完整的控制及连接性能。
TI营收体量一般在130-160亿美元，其中嵌入式处理占比呈下降趋势，大约为17%-23%，主要包含DSP和MCU/MPU等处理器。TI毛利率较为稳定，维持在60%-65%区间，净利率整体呈现上升趋势，从2016年的26.9%上升至2020年的38.7%。
(7)新唐：中国台湾MCU龙头，收购松下子公司扩大MCU布局
新唐科技前身为华邦电逻辑IC事业部，华邦电MCU的发展距今已经十余年，离不开MCU行业先发优势的特征。从1992年涉足8051 MCU开始，华邦电享受了90年代中国台湾半导体产业发展的红利;在2006年ARM架构MCU产品推出之后，华邦电最早采用M0内核，布局消费电子领域，并在后来消费电子快速发展之时壮大MCU品类。在IoT与可穿戴设备快速发展之时，华邦电再次抓住机会，推出基于M23内核的超低功耗产品。2007年，华邦电由于要专注NOR Flash业务而将逻辑IC事业部分拆，正式成立了新唐科技，原有MCU业务及技术并入新唐。
截至目前，新唐基于Cortex-M内核产品共有442款，其中M0内核有273款，M1内核为121款，M23和M7内核分别有45/3款。新唐M0内核产品主要应用于消费电子，M4内核产品主要用于传统工业控制及IoT(如逆变器、马达控制等)，M23/M7内核产品主要用于新兴工业需求(如工业IoT、智能家居等)。
新唐最早采用8051架构，后来向ARM架构逐步拓展，目前在基于M0/M0+内核低功耗MCU领域有丰富经验。
新唐最早于1992年采用Intel 8051架构生产其第一代MCU，最高主频达到40MHz;2002年，新唐推出ARM7/9架构的32位MPU，最高主频达到300MHz，视频MPU N329采用嵌入式技术;2007年，华邦电逻辑IC事业部分拆为如今的新唐科技;2009年，第一款M0内核产品推出;2012年，第一款M4内核产品推出。
新唐在低功耗产品领域具备技术积累，既包含主流M0内核Nano100/102/103/110/112/120系列(共51款)，还有更先进的基于M23内核的M25x/M26x/M48x系列(近90款);另外，新唐部分车规MCU已经通过AEC-Q100认证，主要用于车窗、电池动力、智能座椅、汽车照明、毫米波雷达等。
2020年9月，新唐以约79亿新台币(约18亿人民币)并购松下子公司，并入后改名为NTCJ。NTCJ主要经营MCU和图像传感器业务，专注于IoT、视觉传感器、电机驱动业务等，为新唐科技MCU带来一般主流应用、智能家居、云安全方面的增强，在图像处理和电池管理方面拓展了其覆盖面。新唐的汽车和IoT/计算机/消费电子/通信业务在并购前及并购后的营收占比分别为24%/37%/37%/2%和39%/18%/29%/14%。
新唐MCU营收体量在20亿元左右，并购PSCS后提升至30-40亿元。2020年，新唐主营产品为MCU，另外经营少量模拟IC及MOSFET等产品。根据2019年法说会，2019年新唐MCU业务营收占总营收比例约77%，据此测算，如不考虑并购带来的收入并表，2020年新唐MCU业务营收大约20亿人民币。考虑并购带来的MCU营收增长，新唐2020年MCU业务总营收大约在30亿-40亿元区间。
3、MCU国产化率不足15%，缺货涨价等多因素加速替代进程
中国MCU市场规模约250-300亿元，国内MCU厂商市场份额较低。根据IHS数据，2020年中国MCU市场规模预计达到268.8亿元，2020-2022年中国MCU市场规模CAGR为8.99%，中国MCU市场规模增速高于全球MCU市场规模增速。据CSIA数据，2019年瑞萨电子、恩智浦和微芯是中国MCU市场份额占比前三位的厂商，国内MCU厂商在中国的市场份额较低，国产化率有待提升。
从下游厂商来看，我国有100多家MCU公司，但营收体量过亿的不足15%，合计市占率亦不足15%，总体呈现散而弱的局面。从下游应用领域来看，当前国产MCU主要集中在中低端消费领域，初步进入工业级，汽车级MCU国产化率较低。
消费级MCU是较好的切入口，目前国内MCU厂商仍以中低端市场产品为主。消费级MCU技术门槛较低，是MCU厂商产品切入的理想起点。全球消费电子MCU市场主要被巨头占据，对于国内市场，国产MCU厂商占有一席之地，但是目前国内厂商生产的MCU主要还是以中低端为主，高端市场应用率还需提高。
工业级MCU应用场景广泛，国产厂商可逐步切入更多领域。MCU是工业控制系统的核心，工业电子产品同样有着严格的要求。目前全球主要的工控MCU供应商是国外的微芯、德州仪器、意法半导体、恩智浦等国外厂商。国内MCU厂商的产品初步进入工业控制中，但是仍未占据较大市场份额。
汽车级MCU要求严格，目前主要由国外MCU厂商垄断，国产化率较低。安全是汽车的第一要义，汽车级MCU需要满足严苛的要求，国际汽车电子协会制定了车规级MCU的三种标准规范：AEC-Q100可靠性标准、IATF 16949规范和ISO26262标准。按照英飞凌官网的数据，2020年全球MCU前六大国外厂商占据的市场份额达96%，国内MCU厂商若想要进入车规级领域，需要过硬的产品品质以及较长的验证时间，车厂一旦采用某个厂商的产品，一般不会轻易更换。
我国MCU国产化率较低，主要原因系：
1) MCU在终端整机成本占比非常低，且MCU又是嵌入式设备的核心，整个系统都是围绕MCU进行配置，因此客户在选择上极为谨慎，不会因为小幅的成本价格优势切换MCU厂商;
2) 海外MCU厂商产品历史悠久，终端厂商已经适应海外巨头MCU产品及其生态，切换国内MCU厂商意愿较低;
3) 国内MCU厂商数量多，但是营收体量过亿元的非常少，而终端厂商会优先选择产品线齐全、生态完备的厂商，国内MCU小厂商优势不明显;
4) MCU需要客户二次开发，产品导入周期长，新产品上量慢。
全球MCU市场空间超过150亿美金，且预计到2025年将超过200亿美金。当前国产化率较低，存在巨大的国产替代缺口，20Q3以来海外MCU厂商的缺货涨价有望加速MCU的国产替代。1)ST采取多级代理模式，交期普遍延长，且今年缺货涨价已经威胁到国内很多客户供应链安全，下游客户纷纷将MCU平台切换至国内厂商;2)全球MCU涨价潮导致成本上升，更具性价比的国内产品具有吸引力;3)国内多数MCU厂商可以直接对接终端客户，交期相较海外厂商大幅缩短，且技术支持也非常满足本土化客户需求。
经过十多年的发展，国内MCU厂商基本具备国产替代的基本条件。1)中国具有广泛的MCU下游市场，消费、工控等领域具有较强的产品定义权;2)MCU人才在过去十余年得到了培养和积累，中国MCU企业能为国内公司提供更为便捷的服务，可逐步搭建更为完善的产品生态，为各个领域的用户提供更多定制化产品。3)国产MCU厂商了解国内产品生态，更易满足客户的定制化需求，同时产品兼顾性价比优势，逐步展示出竞争力。
从下游应用领域来看，国内MCU厂商拥有多条做大做强的路径。
1) 消费级：物联网兴起产生更多需求，借助中国独具优势的消费领域迅速崛起。虽然国产低端MCU竞争加剧，消费行业赛道拥挤，但是国内MCU公司可以借助中国是消费品制造大国的优势，充分发掘国内市场需求，掌握产品定义权，利用特定应用定制化提供差异化竞争。同时利用消费产品生命周期短的特点，实现MCU产品的快速迭代开发，用原位替换的手段，缩短应用周期，在AIoT等新兴领域迅速抢占市场。
2) 工业级：针对关键节点的产品，积极投资工业级高品质MCU产品线。工业级MCU有鲜明的技术特点，对特定技术指标要求有突出的性能表现，包括超高可靠性与质量保证、超长工作年限等要求。当前市场上工业级MCU还是欧美以及日系拥有技术优势和产品特色，工控MCU品类繁多，国产MCU应用进入门槛高，但是当前对于部分“卡脖子”的关键节点，高端需求逐步释放，国内MCU厂商可通过加大研发投入，强化产品质量控制，打造出可靠耐用的MCU产品进一步切入工业级MCU应用。
3) 汽车级：积极响应国家政策，针对车企需求逐步切入汽车级MCU供应链。尽管全球汽车级MCU主要由巨头垄断，同时国内汽车级MCU产业基础仍较为薄弱，汽车电子技术要求高，研发周期长，投入大，对于大部分MCU公司来说难以承担失败的风险。但是目前中国是全球最大的汽车市场，现在国家高度重视汽车产业链发展，国内车企主动拓展国内供应链，有技术实力的MCU公司应该在工业级MCU的基础上进一步开发汽车级MCU，对接车企需求，优先开发车企需求对口的产品型号，逐步切入汽车供应链。
国内拥有上百家MCU公司，产品主要集中在消费及工控领域。今日半导体统计了中国62家MCU公司及主要的应用领域，展示如下表。
五、投资建议
1、把握MCU缺货涨价背后的国产化机遇
我们认为MCU是当前中国半导体产业的优质投资赛道。MCU作为众多电子产品的核心主芯片，全球市场规模150-200亿美金，且随着汽车、IoT等下游需求拉动而持续增长。从供给侧来看，MCU主要停留在0.18/0.13um、90/55/40nm等成熟制程，且海外IDM/代工厂商在此制程范围扩产相对有限，因此MCU长期供需关系将保持健康态势。
国内MCU厂商有100多家，数量上较多，但总体国产化率不足15%且主要集中在消费领域。这一轮ST等海外MCU厂商缺货涨价对下游厂商的供应链安全造成相当大的影响，下游厂商纷纷将MCU品牌切换至国内客户，加速MCU的国产替代。
由于MCU全球市场空间150-200亿美金，在国产替代进程中会诞生一批大体量的MCU厂商，我们建议重点关注当前在各个细分领域有较强竞争力的龙头公司。上市A股公司中，我们建议重点关注兆易创新、中颖电子、乐鑫科技和芯海科技，关注国民技术、东软载波、士兰微、上海贝岭，以及港股上海复旦;已披露上市材料公司中，建议关注比亚迪半导体、中微半导、峰岹科技;暂未上市公司中，建议关注灵动微、华大半导体等。
我们将上市A股MCU公司、已披露上市材料MCU公司和暂未上市MCU公司的财务情况、MCU产品线、应用领域等做了全面对比分析，以供各位投资者参考。
2、已上市MCU公司投资组合
(1)兆易创新：中国大陆最大的32位通用MCU厂商
兆易创新业务遍布消费电子、通讯设备、AIoT、汽车电子等各个领域，产品主要为NOR Flash、SLC NAND、DRAM、MCU和传感器等。兆易创新于2013年布局MCU业务，其MCU产品GD32均为32位，目前兆易已成为国内拥有最多MCU产品型号、拥有最全ARM Cortex-M MCU产品品类的龙头厂商。
受益于物联网快速发展带来的联网节点数量增长、汽车智能化和电动化提升以及工业 4.0 对自动化设备的旺盛需求等各产业升级因素影响，兆易创新MCU出货量及市场规模保持稳定增长。2020年兆易创新MCU营业收入为7.55亿元，同比增长70%，2016-2020年MCU营业收入保持较高增速，CAGR近40%，2020年兆易创新MCU出货量为1.91亿颗，同比增长75%，2016-2020年兆易创新MCU出货量CAGR近43%，截至2021年5月GD32累计出货量已经突破6亿颗。
在国产32位MCU的发展历史上，兆易创新创造了四个“第一颗”。2013年4月，兆易发布第一颗国产Cortex-M3 32位MCU;2016年6月，发布第一颗国产Cortex-M4 32位MCU;2018年10月，发布第一颗Cortex-M23 32位MCU;2019年8月，发布第一颗国产RSIC-V 32位MCU。
GD32分为入门级、主流、高性能3大产品线，拥有28个产品系列，约370个型号，覆盖ARM Cortex-M3/M4/M23/M33和RISC-V两大类内核，产品品类丰富度对标STM32。
兆易创新在入门级及主流产品方面全面对标STM32，而在无线和低功耗领域，兆易尚有一定差距。目前采用M4内核的高性能GD32F4系列及采用M33内核的高性能GD32E5系列型号数占比近7%;在低功耗领域，产品型号数虽然不多，但兆易基于M23内核的GD32E23系列已经开发，未来有望进一步加强低功耗领域布局。
通过深入对比，我们发现GD32 F1系列多数入门级和主流型号及F2/F4系列部分高性能型号上可以与STM32实现pin to pin兼容，有望实现国产替代。
GD21F1系列入门级产品(130/150)对标STM32F0的030/070系列，GD32主要实现Rx/Cx/Kx型号的国产替代，二者不同在于内核：GD32F130/150采用M3内核，STM32F030/070采用M0/M0+内核;GD32F1系列主流产品(101/103/105/107)有望全面替代STM32F1的101/103/105/107系列，大部分型号(Tx/Cx/Rx/Vx/Zx)全方位对标，GD32F2系列高性能产品(205/207)对标STM32F2的205/207系列，Rx/Vx/Zx/Ix型号全覆盖;GD32F4系列高性能产品(405/407/450)对标STM32F2的405/407/450系列，采用M3/M4内核，Rx/Vx/Zx型号全覆盖。
投资建议。我们在5月31号发布的兆易创新深度报告《兆易创新：利基存储平台化发展，MCU加速国产替代》里面详细分析了公司短期和中长期成长逻辑，我们预测21/22/23年归母净利为14.07/17.15/20.22亿元，对应EPS为2.12/2.58/3.04元，对应PE为89/67/53倍，维持“审慎推荐-A”评级。
(2)中颖电子：国内家电MCU龙头，发力锂电管理和显示驱动赛道
国内家电MCU龙头企业，8051内核为主力产品。中颖电子成立于1994年，自2002年起专注于自有品牌的芯片设计，2012年深市A股创业板上市，公司主要产品为工业控制级别的MCU芯片和OLED显示驱动芯片。公司微控制器系统主控单芯片主要用于家电主控、锂电池管理、电机控制、智能电表及物联网领域。OLED显示驱动芯片主要用于手机和可穿戴产品的屏幕显示驱动。公司2003年就推出了小家电控制芯片，之后逐步推出了电脑数码类、表计类、锂电池管理类和显示屏驱动芯片等。
小家电MCU龙头恒强，切入大家电和锂电等新赛道，公司业绩表现持续向好。中颖电子2020年公司营收迈过10亿大关达到10.12亿元，同比增长21.34%，其中MCU芯片占比高达94%，为公司的主要营收来源，主要依靠公司在小家电MCU领域的强势地位，以及在大家电领域的份额提升，锂电池管理芯片和OLED显示驱动亦提供增量。2020年芯片产品销量达到6.3亿颗，同比持平，芯片产品ASP达到1.6元/颗，相较于2019年的1.33元/颗有较大提升。毛利率水平保持较好态势，2020年所有产品毛利率为40.5%，近三年毛利率水平均保持在40%-44%区间。
公司未来的成长动力主要来自以下几个方面：
1) 小家电市场规模增大：中颖电子是国内小家电MCU的龙头公司，在2003年就切入了小家电控制芯片市场，随时近年来小家电种类增多，物联网趋势席卷家电行业提升产品智能化水平，小家电MCU市场规模有望继续扩大;
2) 大家电市场份额和变频渗透率提升：大家电MCU市场主要是国外企业垄断，中颖电子的MCU产品逐步打入大家电厂商，在大家电领域的市场份额有望持续提升;同时随着部分家电产品搭载变频器件，变频MCU的需求随之增长，变频渗透率的提升有助于公司产品结构的升级;
3) 锂电池管理和显示驱动IC等新业务贡献增量：中颖电子的锂电池管理IC在电动自行车市场有广泛应用，且产品制程水平在不断提高;电力电表芯片发力外销渠道;随着OLED显示屏出现在更多的电子产品中，公司的显示驱动IC有望受益于OLED需求增加。
8051内核产品占据大半江山，从家电走向通用类MCU。公司共有15个系列的MCU产品，小家电MCU是公司的立足之本，之后又相继开发了表计类、电机、电脑数码和智能终端MCU，公司的大部分产品仍以8051内核为主，多为8位MCU，公司的新兴32位MCU多以AMR Cortex-M3为内核，公司MCU产品型号合计达100余款。
(3)乐鑫科技：卡位WiFi MCU成长赛道，软硬结合构筑核心优势
专注Wi-Fi MCU，深耕AIoT领域解决方案。乐鑫科技成立于2008年，2019年7月在上交所科创板上市。公司多年来深耕AIoT 领域软硬件产品的研发与设计，专注于 Wi-Fi 和蓝牙 MCU研发，主要业务包括IoT通信芯片及其模组的研发、设计和销售。
公司产品围绕“处理”+“连接”领域展开，除2013年发布的ESP8089单Wi-Fi芯片应用于平板电脑和机顶盒市场以外，其他皆应用于物联网领域。2014年5月推出了首款超低功耗的物联网芯片ESP8266EX，2016年9月推出了旗舰级的ESP32系列，随后在2019和2020年，相继推出S2、C3和S3系列，进一步完善了ESP32系列布局，2021年4月公司推出首款Wi-Fi 6 + Bluetooth 5(LE)的ESP32-C6芯片，开启了公司的RISC-V内核时代。
乐鑫MCU深耕IoT领域，与众多硬件和互联网厂商展开合作。公司的MCU产品有望在IoT领域大放异彩，自2017年以来，公司已先后与华为、小米等硬件厂商，百度、微软、亚马逊、谷歌、腾讯等互联网公司，中国移动和中国电信等运营商，以及京东等电商展开合作，共同开展IoT平台建设。
芯片+模组两大类别助力营收稳健增长，单独芯片毛利率和ASP有所下降。1)从营收及构成来看，乐鑫科技的营收由芯片和模组两类产品组成，模组是将芯片进一步集成，给客户交付集成度更高的产品，2020年乐鑫科技实现营收8.31亿元，同比增长9.78%，其中芯片和模组占比分别为53.07%和45.73%，由历年数据可知，模组占总营收的占比有逐年上升的趋势。2)从毛利率和ASP来看，2020年受疫情影响，乐鑫科技执行了特殊的价格策略，产品售价进行了大幅下调，且单位成本下降幅度小于价格下降幅度，2020年的毛利率和ASP分别为45.71%和1.67元，同比均出现了下滑。
乐鑫科技在物联网Wi-Fi MCU通信芯片上具有强大的研发和产品实力，公司未来的继续成长有望受益于物联网市场规模及其相关电子设备联网需求的增长。
乐鑫科技MCU的内核以Xtensa为主，同时兼具RISC-V内核产品。公司的ESP8266、ESP32-32、ESP32-S2和ESP32-S3四个系列都是采用的Tensilica公司的内核，Xtensa内核1999年诞生于Tensilica公司，Tensilica公司成立于1997年7月，在2013年3月被Cadence收购，该公司的主要产品是为专用型MCU提供解决方案。乐鑫科技的ESP32-C3系列采用了RISC-V单核，RISC-V是当下流行的开源框架，各界都对其发展前景保持乐观。
同时公司以开源的方式建立了开放、活跃的技术生态系统，自主研发了一系列开源的软件开发框架，如操作系统ESP-IDF、音频开发框架 ESP-ADF、Mesh开发框架ESP-MDF、设备连接平台ESP RainMaker、人脸识别开发框架ESP-WHO 和智能语音助手ESP-Skainet 等，以此构建了完整创新的AIoT应用开发平台。
投资建议。我们在7月5日发布的乐鑫科技深度报告《乐鑫科技：卡位WiFi MCU成长赛道，软硬结合构筑核心优势》里面详细分析了公司短期和中长期成长逻辑，我们预计21-23年营收为16.63/22.39/29.34亿，净利润为2.5/3.2/4.1亿，对应PE为85/57/41倍，维持“审慎推荐-A”评级。
(4)芯海科技：以信号链MCU与AIoT为核心，赋能万物互联
“高精度ADC+高性能MCU”为特色，掌握全信号链芯片设计技术。芯海科技成立于2003年9月，2020年9月上交所科创板上市。公司是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链芯片设计企业，专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及物联网方案设计，产品应用于智慧健康、智能手机、消费电子、可穿戴设备、智慧家居、工业测量、汽车电子等。
公司于2008年便开始开发完全自主知识产权的8位MCU内核并推出包含高精度ADC和MCU的SoC芯片CSU1200，于2010年推出首颗8位通用MCU芯片，2014年推出了国内首颗移动电源MCU，2018年更高级的支持USB3.0 PD快充协议的国内首颗MCU面世。
通用MCU是芯海科技的主要营收来源之一，该产品营收水平保持较高增速。2020年芯海科技通用MCU营业收入为1.04亿元，同比增长31.5%，占全年营收占比约为28.7%，其2017-2020年CAGR为38.7%，较高的增长速度主因通用32位MCU的增长，以及PD快充的需求增长和TWS耳机充电仓及电子烟等业务的增长;2020年通用MCU销量也达到将近2亿颗，2020年通用MCU ASP上涨至0.54元，但2020年通用MCU毛利率下降至29%，同比下降约3.8个pcts。
公司主要是8位和32位MCU，内核包括ARM Cortex-M0和自研8位内核。目前8位MCU主要应用于TWS充电仓、小家电、移动电源和车充等;32位MCU主要面向高端应用，公司于2018年推出国内首颗USB PD3.0 32位MCU芯片，主要应用于电源快充领域。MCU包括F0、A0、Flash、OPT和PD系列，可用于家居产品、玩具、消费电子等领域;结合具体应用，通过内置MCU，混合信号SoC主要用于电子衡器、精密测量及控制系统;压力触控芯片主要用于消费电子、工控和家电类的屏幕触控;蓝牙系列主要用于无线连接。
(5)国民技术：聚焦“安全+通用”战略，进军高性能通用MCU市场
国民技术成立于2000年，2010年创业板上市，公司的产品特点为“安全+通用”，是中国信息安全IC设计领域领军企业和国家级高新技术企业，具有二十年商用密码的领先优势。2019年6月，国民技术推出物联网MCU产品N32G020系列，适用于电机驱动、微型打印机、激光条码扫描器、电子烟、光模块、低成本LoRa模块以及其它注重成本和功耗的智能化产品。2019年12月，首发推出N32G452通用基本系列、N32G455通用增强系列、N32G457工业互联系列、N32G4FR指纹识别系列、N32WB452无线互联系列等五大产品系列共30多款型号。至今公司合计已有约80款MCU产品。
国民技术的MCU以32位为主，主要有N32G、N32L和N32WB三个产品线，基于ARM Cortex-M0和M4内核，正在研发M7内核的产品。公司的N32G MCU产品一共有5大子系列，共计70余款产品，主要包括M0和M4内核，大部分产品内部均内置了密码算法硬件加速引擎，支持存储加密、用户分区保护、安全启动等多种安全特性。N32L包括低功耗为特色的N32L43X/N32L40X系列，主要是M4内核。公司目前在开发基于M7内核的高端产品。
(6)上海复旦(港股)：国内智能电表MCU领军企业
国内最早的智能电表专用MCU研发公司，在国网和南网电表招标中市占率排名前列。复旦微电子成立于1998年7月，由复旦大学及一批集成电路和投资企业共同成立，公司于2000年8月4日在香港上市，是国内集成电路设计行业第一家上市企业。公司从上世纪90年代初起，就开始进行相关智能电能表专用MCU芯片的研究。2011年公司FM3308 MCU智能电表中标量超350万只，市占率超30%;2015年公司国网单相表中标超4成，市占率首次超过瑞萨电子;2017年在南网单相表市占率突破45%;截至2020年，公司在国网智能电表专用MCU累计销量已达4亿颗。
国内智能电表招标量受更换周期影响，下一代智能电表开启全新改造周期。从整体市场容量来看，国网智能电表在2009年开始集中招标，2014-2015年达到高点，2017-2018H1招标量下降至低点。智能电表使用寿命约为10年，早期投入使用的陆续进入更换周期，2018H2开始国网招标量出现回升，2020年下降是由于第二次电能表招标采用新标准，需要一定周期。本轮智能电网建设接近尾声，下一代智能电表标准IR46开始实施，我国将大面积开启新一轮智能电表改造周期。
股权较分散，无控股股东及实际控制人，创始人现任公司董事。复旦大学间接持有公司16.60%的股份，为第一大股东;上海国资委间接持有公司11.08%的股份，为复旦微的第二大股东;创始人蒋国兴、施雷各持有公司1.04%的股份，现分别担任公司董事会主席和董事总经理。复旦微股权主要由政校企持股，无实际控制人。
公司共有5家控股子公司，主要负责销售、市场拓展和测试服务业务，分别为北京复旦微、深圳复旦微、香港复旦微、美国复旦微和华岭股份，除华岭股份持股50.29%外，其他子公司均为全资持股。
2020年复旦微智能电表芯片销量以及毛利率同比略增，营业收入和ASP略有下滑。智能电表芯片主要包括智能电表MCU、低功耗通用MCU等，智能电表MCU是电子式电能表的核心元器件，可实现工业和家庭用电户的用电信息计量、自动抄读、信息传输等功能。低功耗通用MCU产品可应用于智能电表、智能水气热表、智能家居、物联网等众多领域。据招股说明书数据，2020年，公司智能电表芯片收入为1.8亿元，同比微降2.77%，销量为6900万颗，同比增长2.61%，近三年毛利率略有上升，2020年毛利率为33.98%，ASP近三年约为2.6-2.85元。
MCU产品主要为智能电表和超低功耗系列。MCU产品包括32位ARM Cortex-M0+内核的FM33A0xx/G0xx系列，主要应用于国内/海外单、三相智能电表、智能水表/热量表/燃气表、物联网相关仪表及通讯模块等，合计16款产品;FM3316/3313/3312/3312T系列是16位C251内核的产品，主要用于智能电表/水表/热表/燃气表、智能家居：新风机、净水器、门锁等、ETC、电子价签及标签、物联网通讯模块等，共4款产品;FM33L0xx/LC0xx/LG0xx是32位ARM Cortex-M0+内核产品，主要用于低功耗应用。
(7)上海贝岭：华大半导体控股子公司，主营8位通用和电机控制MCU
国内领先IC设计企业，华大半导体控股子公司。上海贝岭股份有限公司成立于1988年，是国内集成电路行业的第一家中外合资企业，公司于1998年改制后在上海证券交易所主板上市，成为中国集成电路行业第一家上市公司，公司于2008年起转型为集成电路设计企业，2015年成为中国电子信息产业集团有限公司(CEC)旗下集成电路业务平台华大半导体的核心子企业，华大半导体是公司控股股东，也是国内前十的IC设计企业，公司实际控制人为中国电子。
专注于集成电路芯片设计和产品应用开发，是国内集成电路产品主要供应商之一。公司重点发展消费类和工控类两大产品板块业务，集成电路产品业务细分为电源管理、智能计量及SoC、非挥发存储器、功率器件和高速高精度ADC等5大产品领域，主要目标市场为电表、手机、液晶电视及平板显示、机顶盒等各类工业及消费电子产品。
MCU产品主要为8位，包括通用和电机控制两大类型。公司的MCU全是8位产品，采用哈佛结构或51内核，通用型MCU可应用于工控、家电、医疗等领域，电机控制MCU可用于电动自行车、各类家电风机和变频马达、工业设备中的泵控制等。
(8)东软载波：与海尔集成合并，打造通用MCU+射频收发芯片生态系统
上海东软载波微电子有限公司(前身为上海海尔集成电路有限公司)专注芯片设计20年，于2015年被青岛东软载波科技股份有限公司合并，是国内较早专注于8位通用MCU的公司，现在的产品线已延伸到电力线载波通信芯片、无线射频芯片、触控类芯片等不同类型的集成电路产品，形成了IoT-MCCS产品线。公司是国内最早提供符合国际标准的白色家电MCU厂商，首款OTP(One Time Programmable)MCU 2005年投入量产，首款低功耗OTP MCU 2007年投入量产，2015年32位通用MCU完成量产。
集成电路产品营收及销量增速较快，近三年毛利率相对保持稳定。东软载波的集成电路板块主要由全资子公司上海微电子负责，拥有低压电力线载波通信产品和集成电路业务(包括MCU控制芯片、射频芯片、触控芯片等)。2020年集成电路业务(不包括低压电力线载波通信产品)营业收入2.15亿元，2015-2020年CAGR为52.58%，近三年毛利率维持在32%-36%区间。公司2020年低压电力线载波通信产品及集成电路销售量约为3亿颗，2015-2020年销量CAGR为34.47%。
MCU产品主要包括通用和专用芯片，射频无线芯片内部集成了MCU。公司通用MCU包括8位自研内核的ES/HR7P系列、32位M0内核的ES/HR8P和ES32F0以及M3内核的ES32F3系列，合计百余款产品，主要应用于消费、家电、工控等领域。专用MCU主要针对电能计量、家电、电机和BMS(电池管理系统)。射频无线芯片片上集成了MCU，结合片上RF收发器组成无线芯片;触控芯片主要采用ES/HR7P系列MCU。
(9)士兰微：产能优势助力增长，借助IPM模块优势促进长期成长
士兰微于2003年上市时就进行MCU的技术研发，2020年，其MCU陆续在工业领域的变频器及逆变器、工业UPS、各类变频风扇类应用及电动自行车中得到广泛应用。士兰微MCU包含8/32位，共有32个型号，8位应用于电机控制，32位主要应用于家电领域。
目前士兰微MCU营收体量及产品品类数均较小，从短期看，在2021年产能普遍紧缺情况下，作为IDM厂商，士兰微自有8寸和12寸产线，能够为MCU提供良好的产能调配;从长期看，士兰微MCU主要有两大优势：1)士兰微每年总体研发投入比例保持约9%-11%，在MCU研发上逐渐突破技术工艺;2)士兰微32位家电MCU可以利用IPM模块优势促进销售，而在2020年公司IPM模块实现营收突破4.1亿元，同比增长超140%，国内多家主流白电整机厂商在白电整机上使用了超过1800万颗士兰微IPM模块，2017-2020年CAGR达108%。同时，根据公司年报展望，未来几年IPM模块营收将继续保持高增长，将带动MCU营收上量。
3、已提交上市材料MCU公司组合
(1)中微半导体：十余年家电和消费8位MCU经验，拓展32位MCU
中微半导体(深圳)股份有限公司成立于2001年，专注于混合信号SoC创新研发。公司提供以8位/32位内核为核心，并整合高精度模拟、射频、驱动的混合信号SoC及算法的高品质芯片设计平台研发与技术服务，产品广泛覆盖家电、无刷电机、无线互联、新能源、智能安防、工业控制、汽车等应用领域。
中微半导体在2006年研发出8位OTP MCU，于2008年推出8位MCU触摸显示芯片，2018年公司的8051和32位M0内核MCU量产，2019年高性能高可靠性MCU量产。
产品平均单价相对平稳，营收表现跟随芯片销量呈现上行趋势。2020年公司营业收入达3.78亿元，同比增长54.29%，主因公司消费电子进入无线充、电动牙刷和电子烟等市场，且公司的产品型号大幅增长，2020年芯片销量约8亿颗，同比增长59%;2018-2020年ASP从0.51元降至0.47元，2018-2020年公司营业收入和芯片销量CAGR分别为46.97%和53.82%，营业收入和芯片销量都保持较高增速。
家电控制和消费电子芯片是公司的主要营收来源，产品综合毛利率保持在40%以上。公司的主营业务包括家电控制芯片、消费电子芯片、电机与电池芯片及传感器信号处理芯片，2020年家电控制芯片和消费电子芯片占比分别为56.9%和33.8%，合计占比达90.7%，二者是公司营收的主要来源，且消费电子芯片有占比增多的趋势，家电控制芯片毛利率高于消费电子芯片，公司近三年综合毛利率水平均高于40%。
中微半导体8位MCU基于8051架构，配套自主研发的评估工具及开发工具等周边生态，CMS89F系列搭载64字节的EEPROM，产品稳定性高，主要覆盖家电领域;32位MCU采用M0/M0+内核，主频达48-4MHz，搭载256Kb Flash和32Kb的SRAM，工作电压1.8-5.5V，主要覆盖工控等领域，部分型号达到高性能与低功耗要求。目前中微半导体提供8/32位MCU，8/32位产品型号分别为91/24款。
(2)比亚迪半导体：中国最大的车规级MCU芯片厂商，拓展工业级MCU
比亚迪2002年成立IC设计部，2004年正式进军IT行业微电子及光电子领域， 2020年更名为比亚迪半导体有限公司，主要从事功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售。比亚迪半导体的智能控制IC包括MCU芯片和电源IC，在MCU领域，公司工业级MCU芯片和车规级MCU芯片均已量产出货且销量实现了快速增长。
智能控制IC业务营收稳定增长，ASP呈现上升趋势。比亚迪半导体2020年智能控制IC营收为1.87亿元，占公司营收占比为13%，近三年智能控制IC营收稳步增长，2020年比亚迪半导体智能控制IC销量达2.9亿颗，ASP为0.65元，近三年ASP也呈现逐步上升趋势。
车规级MCU芯片做大做强，拓展工业级MCU芯片应用。公司MCU芯片主要包括车规级8位MCU芯片、车规级32位MCU芯片、工业级8位MCU芯片、工业级32位MCU芯片、工业级DSP芯片等产品。比亚迪半导体的车规级8位MCU芯片自2018年开始量产，于2019年实现了车规级MCU芯片从8位到32位的技术升级。
1)车规级：8位MCU具备高速内核、LIN通信、电容触摸按键、PWM脉宽输出等功能，主要应用于车灯、车内按键等汽车电子控制场景。车规级32位MCU芯片依照ISO26262安全等级标准要求设计，内部集成多种通信模块，具备多路计数器、计时器及PWM脉宽输出功能，并包含有高精度模数转化功能，支持即时数据保存等多种通用模块外设，可应用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表等汽车电子控制场景。
2)工业级：8位MCU芯片集成控制、射频识别检测、电容按键检测和LED/LCD驱动等功能，在微波炉、电磁炉等干扰性较高的小家电领域通过了电磁兼容测试，可用于家电、门锁等下游领域。工业级32位MCU芯片由车规级半导体设计团队研发，基于行业领先的32位内核，增加了在线升级功能并提高了运算处理能力，适用于家电、工业控制和消费电子等下游领域。
(3)峰岹科技：打造特色“双核”结构，深耕直流无刷电机驱动MCU
专注于BLDC电机驱动MCU研发，产品下游应用领域广泛。峰岹科技成立于2010年，长期从事BLDC(直流无刷电机)电机驱动MCU专用芯片的研发、设计与销售业务，公司主要产品涵盖电机驱动控制的全部关键芯片，包括电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件MOSFET等(三者通常按照1:3:6比例，共同组成BLDC电机驱动控制的核心器件体系)，还提供电机驱动专用智能功率模块IPM，产品广泛应用于家电、电动工具、计算机及通信设备、运动出行、工业与汽车等领域。
自研ME内核+通用MCU内核构成特色“双核”结构。峰岹科技电机主控芯片MCU采用“双核”结构，由公司自主研发的ME(电机主控)内核承担复杂的电机控制任务，通用MCU内核用于处理通信等辅助任务，目前通用MCU内核使用8051架构，同时“ME+RISC-V”的双核架构也在研发中。
峰岹科技于2015年推出双核MCU产品，并先后切入美的、华帝、方太等家电厂商，以及TTI、东成和宝石得等电动工具厂商，公司于2020年发布双核单项MCU产品，2020年进一步切入小天鹅洗衣机、美的空调和石头科技扫地机器人等产品领域。
电机主控MCU ASP和毛利率保持相对平稳，销量和营业收入保持较高增速。2020年峰岹科技电机主控MCU营收1.56亿元，同比增长88%，销量达到约4568万颗，同比增长95%，2018-2020年毛利率保持在50%-54%的较高区间，2018-2020年ASP从3.69元降至3.42元，总体保持平稳。
峰岹科技电机主控MCU主要包括FU68和FU58两个系列，其中FU68系列有18个产品型号，FU58系列有1个产品型号，两个系列均是8位MCU产品，均采用“ME+8051”双核结构，具备高集成度、高稳定性、高效率、多功能、低噪音等应用特点，广泛应用于家电、电动工具、运动出行、通信、工业和汽车等领域。
4、暂未上市MCU公司组合
(1)上海灵动微：深耕智慧物联网赛道，专注32位通用MCU
“平台化、系列化、生态化”策略下走6个M市场路线的本土MCU企业。上海灵动微成立于2011年，是中国本土的通用32位MCU产品及解决方案供应商，在2015年和2016年分别完成ARM Cortex-M3和M0芯片设计方案，2020年1月得到小米的入股，深度布局AIoT领域。在整体策略上，灵动微采取：平台化、系列化、生态化，平台化是产品工艺平台化、知识产权模块平台化、行业应用平台化;产品系列化是希望所有合作伙伴都能从灵动微产品选型表上选到想要的产品;生态化是指希望打造属于灵动微的完整生态体系。6个M是指Mind Motion、Make Money、Mass Market。
公司的MCU产品主要基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3两种内核，分为5大产品系列200余款：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，电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列，具有多种无线连接功能的MM32W系列，以及OTP型的MM32P系列等，广泛应用于工业控制、智能家电、智慧家庭、可穿戴式设备、汽车电子、仪器仪表等领域。
灵动通过提供完整的生态系统，支持客户每个专案的开发。迄今为止，灵动微是同时获得了 ARM-KEIL、IAR、SEGGER 等开发工具官方支持的本土 MCU 公司，是为数不多的建立了独立、完善生态体系的通用MCU公司，致力于为客户提供从芯片硬件到软件算法、从参考方案到系统设计的全方位支持，真正为中国电子信息产业提供底层技术驱动和支持。
(2)华大半导体：超低功耗和电机MCU起步，助力CEC集团工控升级
华大半导体于2014年5月在上海成立，是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团，下设16家子公司，其中包括上海贝岭等上市公司，华大半导体专业从事集成电路设计和解决方案，产品布局MCU、功率半导体等，其MCU事业部隶属于华大半导体有限公司，承接CEC集团工业控制转型升级使命，专注于发展MCU芯片与解决方案，适用于超低功耗芯片和电机芯片应用场景。
华大半导体MCU主要应用于电机控制等工业领域，另外有少部分低功耗产品。华大半导体于2016年5月推出了用于智能水表解决方案的超低功耗MCU，2017年8月推出了电机类MCU。
公司目前MCU面向物联网、工业、汽车和家电，包括超低功耗、电机和通用三条产品线。公司MCU产品内核包括8051、80251、ARM Cortex-M0+和M4，有8位、16位和32位产品，为满足多领域和多层次的市场需求，陆续推出了针对超低功耗应用的HC32L系列，针对电机应用市场的HC32M系列，针对通用市场的高性价比HC32F系列，此外还包括3款8051或80251内核的MCU。公司MCU产品型号合计达百余款。
华大半导体MCU在M0+内核上，产品系列较为丰富，未来将继续推出低功耗领域的产品，并在高性能领域上完善M4内核的产品结构。
风险提示：行业景气下行风险，产能大幅扩张造成价格下滑，行业竞争加剧。
本文选编自“招商电子”，作者： 鄢凡团队;智通财经编辑：李均柃
