MCU缺貨漲價背后的國產化浪潮

1、正文目錄一、MCU 是基礎控制芯片，產品眾多兼具生態(tài)完善 71、MCU：縮減版 CPU 整合外設，成為眾多應用主控芯片 72、MCU 產品型號眾多，位數和指令集是關鍵選擇標準 93、ARM 架構提供兼容性體系，打造 32 位 MCU 通用平臺 124、生態(tài)環(huán)境是MCU 廠商建設重點，助力下游客戶產品開發(fā) 15二、MCU 需求端多樣化，汽車和物聯(lián)網引領未來成長 191、汽車：MCU 第一大應用市場，智能化和電動化驅動成長 202、工控：應用場景相對固定，市場規(guī)模龐大長期增速較緩 233、家電：智能化和變頻化帶來 MCU 增量市場 264、泛消費：傳統(tǒng)消費相對穩(wěn)定，消費醫(yī)療等帶來增量需求 295、

2、IoT：長期成長空間巨大，通信協(xié)議+MCU 集成是主要趨勢 336、預計未來全球 MCU 出貨量穩(wěn)步增長，平均價格相對穩(wěn)定 36三、短期供需錯配價格提升，長期供需結構相對健康 391、MCU 缺貨狀態(tài)持續(xù)，海內外廠家貨期延長價格上升 392、MCU 缺貨起源于汽車芯片商后市指引和真實需求的錯配 403、MCU 產能釋放相對有限，長期供需態(tài)勢表現(xiàn)健康 44四、全球 MCU 市場高度集中在海外Top5 廠商，多因素共振加速國產替代 541、全球 MCU CR5 市占率高達 75%，內生外延完善產品布局 542、8 位 MCU 自研架構百花齊放，ST 借助 32 位 ARM 架構后來居上 55ST：

3、MCU 后起之秀，借助 ARM 架構成就 32 位 MCU 龍頭 57瑞薩電子：全球汽車 MCU 龍頭，外延并購加速拓展IoT 版圖 61恩智浦：老牌MCU 龍頭，收購飛思卡爾強化汽車布局 65英飛凌：收購Cypress 完善汽車和工控 MCU 品類 68微芯：8 位 MCU 絕對龍頭，收購Atmel 拓展 32 位ARM 平臺 71德州儀器：16 位自有架構 MCU 廠商，32 位MCU 加強布局 74新唐：中國臺灣 MCU 龍頭，收購松下子公司擴大 MCU 布局 753、MCU 國產化率不足 15%，缺貨漲價等多因素加速替代進程 78五、投資建議 831、把握 MCU 缺貨漲價背后的國產化

4、機遇 832、已上市MCU 公司投資組合 85兆易創(chuàng)新：中國大陸最大的 32 位通用 MCU 廠商 85中穎電子：國內家電 MCU 龍頭，發(fā)力鋰電管理和顯示驅動賽道 89樂鑫科技：卡位 WiFi MCU 成長賽道，軟硬結合構筑核心優(yōu)勢 91芯?？萍迹阂孕盘栨?MCU 與AIoT 為核心，賦能萬物互聯(lián) 94國民技術：聚焦“安全+通用”戰(zhàn)略，進軍高性能通用 MCU 市場 96上海復旦（港股）：國內智能電表 MCU 領軍企業(yè) 97上海貝嶺：華大半導體控股子公司，主營 8 位通用和電機控制 MCU 100東軟載波：與海爾集成合并，打造通用 MCU+射頻收發(fā)芯片生態(tài)系統(tǒng) 101士蘭微：產能優(yōu)勢助力增長，

5、借助 IPM 模塊優(yōu)勢促進長期成長 1033、已提交上市材料MCU 公司組合 103中微半導體：十余年家電和消費 8 位 MCU 經驗，拓展 32 位 MCU 103比亞迪半導體：中國最大的車規(guī)級 MCU 芯片廠商，拓展工業(yè)級 MCU 107峰岹科技：打造特色“雙核”結構，深耕直流無刷電機驅動 MCU 1084、暫未上市 MCU 公司組合 111上海靈動微：深耕智慧物聯(lián)網賽道，專注 32 位通用 MCU 111華大半導體：超低功耗和電機 MCU 起步，助力CEC 集團工控升級 113圖表目錄圖 1：意法半導體的MCU 7圖 2：MCS-51 單片機原理示意圖 7圖 3：英特爾公司的MCU 發(fā)展

6、歷程 7圖 4：MCU 產品系列等相關情況 9圖 5：MCU 的四個分類標準 9圖 6：2020 年中國通用MCU 按位數市場規(guī)模占比 10圖 7：2020 年中國通用MCU 指令集占比 11圖 8：MCU 常用ARM Cortex-M 系列內核推出時間 13圖 9：Cortex-M 架構性能提升 14圖 10：下游客戶 MCU 產品開發(fā)流程 15圖 11：MCU 的生態(tài)環(huán)境 16圖 12：STM32 的生態(tài)系統(tǒng) 17圖 13：GD32 生態(tài)系統(tǒng)架構 17圖 14：MCU 的生態(tài)系統(tǒng)由多方成員組成 18圖 15：2017-2024 年全球MCU 市場規(guī)模及預測 19圖 16：2020 年全球

7、MCU 廠商市場份額占比 19圖 17：2019 年全球 MCU 主要應用領域占比 19圖 18：車規(guī)級 MCU 在新能源汽車中的應用 20圖 19：MCU 用于座椅調節(jié) 21圖 20：電子動力轉向系統(tǒng)示意圖 21圖 21：ADAS 需要高性能MCU 進行信號處理 21圖 22：特斯拉 Model X 配備大屏中控臺及液晶儀表盤 21圖 23：電動汽車中的分布式電池管理系統(tǒng) 22圖 24：全球與中國年度汽車產量與同比 22圖 25：中國汽車和新能源車銷量以及新能源車占比 22圖 26：2020 年全球車用MCU 市場競爭格局 23圖 27：恩智浦 CC-Link IE TSN 工業(yè)自動化 23

8、圖 28：中微半導體 MCU 在電機控制中的應用 23圖 29：采用 1 個KV1x MCU 的三相直流無刷電機 24圖 30：恩智浦直流無刷電機控制示意圖 24圖 31：2018-2027 年全球BLDC 電機市場規(guī)模及同比 24圖 32：智能電表 25圖 33：智能電表內部MCU 原理圖 25圖 34：2017-2020 年國家電網智能電表招標量及同比 25圖 35：逆變器用于光伏發(fā)電 26圖 36：全球工業(yè)控制市場規(guī)模（億美元）及其增速 26圖 37：家用雙開門云冰箱 27圖 38：家用雙開門云冰箱MCU 系統(tǒng)原理示意圖 27圖 39：鍋蓋灶臺互聯(lián)型電磁爐 27圖 40：鍋蓋灶臺互聯(lián)型電

9、磁爐雙 MCU 配備示意圖 27圖 41：智能家電顯示控制板-意法半導體 MCU 應用案例 28圖 42：2013-2019 年中國變頻空調產量及占比 28圖 43：2012-2019 年中國變頻“冰洗”銷量及占比 28圖 44：2012-2023 年中國小家電市場規(guī)模（億元） 29圖 45：2017-2020 年中國部分小家電產銷量 29圖 46：iPhone 11 Pro Max 29圖 47：iPhone 11 Pro Max 拆機圖內的 MCU 29圖 48：2016-2021 年全球智能手機出貨量預測及變化 30圖 49：2015-2020 年全球 PC 出貨量 30圖 50：201

10、5-2020 年全球平板電腦出貨量 30圖 51：華為 FreeBuds Pro 無線耳機 31圖 52：FreeBuds Pro 充電盒內的國民技術 MCU 31圖 53：2018-2020 年全球 TWS 與Airpods 系列出貨量變化 31圖 54：小米手環(huán) 3 拆解圖 32圖 55：小米智能手表拆解圖 32圖 56：2019-2022 年全球智能手表終端用戶支出 32圖 57：2014-2020 年中國智能手表出貨量 32圖 58：大疆Pocket 2 云臺相機 33圖 59：大疆 OM 4 手機云臺 33圖 60：家用額溫槍 33圖 61：家用額溫槍 MCU 應用框圖 33圖 62

11、：米家掃地機器人 34圖 63：米家掃地機器人內的 2 個 MCU 34圖 64：2018-2023E 全球智能家居出貨量（億臺） 34圖 65：2018-2023E 中國智能家居出貨量（億臺） 34圖 66：小米智能插座中使用MCU 35圖 67：小米智能攝像頭用MCU 35圖 68：大疆 Mavic Mini 無人機 35圖 69：大疆 Mavic Mini 主板 35 HYPERLINK l _TOC_250059 圖 70：2019-2023 年全球企業(yè)級無人機出貨量 35 HYPERLINK l _TOC_250058 圖 71：2015-2025 年全球物聯(lián)網設備連接數量情況 36

12、 HYPERLINK l _TOC_250057 圖 72：2017-2024 年全球MCU 出貨量及ASP 38 HYPERLINK l _TOC_250056 圖 73：中國臺灣主要MCU 廠商月度營收及增速 39圖 74：GD32 部分型號渠道價格 40圖 75：STM32 部分型號渠道價格 40 HYPERLINK l _TOC_250055 圖 76：2018 年 1 月-2021 年 4 月中國汽車月度銷量 41 HYPERLINK l _TOC_250054 圖 77：2015-2020 年全球汽車產量及增速 41圖 78：18Q1-21Q1 ST MDG 部門營收及增速 43圖

13、 79：18Q1-21Q1 ST 存貨占滾動 12 個月營收比 43圖 80：18Q1-21Q1 NXP 汽車業(yè)務營收及增速 43圖 81：18Q1-21Q1 NXP 存貨占滾動 12 個月營收比 43圖 82：18Q1-21Q1 瑞薩汽車業(yè)務營收及增速 44圖 83：18Q1-21Q1 瑞薩存貨及占滾動 12 個月營收比 44 HYPERLINK l _TOC_250053 圖 84：意法半導體 MCU 各系列及其工藝制程 45 HYPERLINK l _TOC_250052 圖 85：臺積電各類技術節(jié)點進程圖（截至 2019 年年報） 47 HYPERLINK l _TOC_250051

14、圖 86：格芯全球晶圓廠分布 48圖 87：21Q1 臺積電按制程營收占比 49圖 88：21Q1 臺積電按平臺營收占比 49圖 89：18Q1-21Q1 臺積電部分制程營收（億美元） 49圖 90：18Q1-21Q1 臺積電自動駕駛和 IoT 營收（億美元） 49圖 91：21Q1 聯(lián)電按制程營收占比 49圖 92：21Q1 聯(lián)電按應用領域營收占比 49圖 93：18Q1-21Q1 聯(lián)電部分制程營收（億美元） 50圖 94：18Q1-21Q1 聯(lián)電按應用領域營收（億美元） 50圖 95：21Q1 華虹宏力按工藝技術節(jié)點的銷售收入占比 50圖 96：21Q1 華虹宏力按技術平臺的銷售收入占比

15、50 HYPERLINK l _TOC_250050 圖 97：華虹集團 eFlash 技術發(fā)展歷程 51 HYPERLINK l _TOC_250049 圖 98：華虹 8 英寸產線（華虹一廠、二廠和三廠）產能和產能利用率 51圖 99：21Q1 中芯國際按工藝技術節(jié)點的銷售收入占比 52圖 100：中芯國際嵌入式非揮發(fā)性存儲器技術進程 52 HYPERLINK l _TOC_250048 圖 101：2020 年 MCU 全球市占率排名 54 HYPERLINK l _TOC_250047 圖 102：MCU 架構發(fā)展歷程 56圖 103：2009-2019 年全球通用 MCU 市占率 5

16、7 HYPERLINK l _TOC_250046 圖 104：STM32 產品推出節(jié)奏 58 HYPERLINK l _TOC_250045 圖 105：STM32 系列產品矩陣 59圖 106：2013-2020 年ST MDG 部門營收及同比增速 59圖 107：2020 年ST 各事業(yè)部營收占比 59圖 108：ST 分季度毛利率 60圖 109：2020 年ST 按地區(qū)出貨量占比 60 HYPERLINK l _TOC_250044 圖 110：2020 年 STM32 出貨量累計超 60 億顆 60 HYPERLINK l _TOC_250043 圖 111：STM32 的生態(tài)系統(tǒng)

17、 61 HYPERLINK l _TOC_250042 圖 112：瑞薩電子各 MCU 系列及技術發(fā)展歷程 62 HYPERLINK l _TOC_250041 圖 113：瑞薩電子汽車 MCU RH850 產品家族產品應用概覽 63 HYPERLINK l _TOC_250040 圖 114：瑞薩電子通用型 MCU RA 產品家族下游應用概覽 64圖 115：2013-2020 年瑞薩電子營收及同比增速 64圖 116：2020 年瑞薩電子營收拆分 64 HYPERLINK l _TOC_250039 圖 117：瑞薩電子分季度毛利率 65圖 118：19Q1-21Q1 NXP 營收及增速

18、66圖 119：19Q1-21Q1 NXP 汽車、工業(yè)和 IoT 營收及增速 66 HYPERLINK l _TOC_250038 圖 120：NXP 通用MCU 推出節(jié)奏 66 HYPERLINK l _TOC_250037 圖 121：NXP 通用MCU 產品概覽 67 HYPERLINK l _TOC_250036 圖 122：NXP 通用MCU 下游應用概覽 68 HYPERLINK l _TOC_250035 圖 123：英飛凌產品路線圖（PSoC+FM 產品家族） 69 HYPERLINK l _TOC_250034 圖 124：英飛凌產品路線圖（AURIX+XMC 產品家族） 7

19、0圖 125：2013-2020 年英飛凌營收及同比增速 70圖 126：英飛凌 FY2020 分部門營收 70 HYPERLINK l _TOC_250033 圖 127：英飛凌收購 Cypress 后產品品類的補充 71圖 128：英飛凌分季度毛利率 71圖 129：英飛凌 FY2020 分地區(qū)營收 71 HYPERLINK l _TOC_250032 圖 130：微芯 PIC 和AVR 產品家族發(fā)展歷史 72圖 131：FY2013-FY2021 微芯營收及同比增速 73圖 132：FY2013-FY2021 微芯產品毛利率 73圖 133：FY2021 微芯營業(yè)收入按產品線構成 73圖

20、 134：FY2021 微芯營業(yè)收入按地區(qū)構成 73 HYPERLINK l _TOC_250031 圖 135：微芯 32 位 MCU 產品結構及下游應用 74圖 136：2016-2020 年TI 營收（億美元）及增速 75圖 137：2016-2020 年TI 毛利率及凈利率 75 HYPERLINK l _TOC_250030 圖 138：新唐 MCU 產品矩陣 76 HYPERLINK l _TOC_250029 圖 139：新唐 MCU 產品推出節(jié)奏 76 HYPERLINK l _TOC_250028 圖 140：新唐低功耗 MCU 產品布局 77圖 141：NTCJ 業(yè)務聚焦領

21、域 77圖 142：新唐與 NTCJ 技術整合 77圖 143：剔除并購后新唐營業(yè)收入及增速 78圖 144：并購后新唐業(yè)務下游占比 78圖 145：2015-2022 年中國 MCU 市場規(guī)模及預測 78圖 146：2019 年中國 MCU 市場份額 78 HYPERLINK l _TOC_250027 圖 147：國內主要 MCU 公司全方位對比 84圖 148：2016-2020 年兆易創(chuàng)新 MCU 營收及毛利率 85圖 149：2016-2020 年兆易創(chuàng)新 MCU 銷量及ASP 85圖 150：GD32 產品發(fā)布里程碑 85 HYPERLINK l _TOC_250026 圖 151

22、：GD32 產品矩陣（截至 2020 年末） 86 HYPERLINK l _TOC_250025 圖 152：STM32 產品矩陣 86 HYPERLINK l _TOC_250024 圖 153：中穎電子 MCU 發(fā)展歷程 89圖 154：2012-2020 年中穎電子營業(yè)收入和銷量 90圖 155：2012-2020 年中穎電子毛利率和產品 ASP 90 HYPERLINK l _TOC_250023 圖 156：樂鑫科技 MCU 發(fā)展歷程 91圖 157：樂鑫科技合作伙伴發(fā)展及融資上市歷程 92圖 158：2016-2020 年樂鑫科技營業(yè)收入和芯片總銷量 92圖 159：2016-2

23、020 年樂鑫科技芯片毛利率和 ASP 92 HYPERLINK l _TOC_250022 圖 160：2016-2020 年樂鑫科技芯片和模組營收占總營收的比例變化 93 HYPERLINK l _TOC_250021 圖 161：芯?？萍?MCU 發(fā)展歷程 94圖 162：2017-2020 年芯?？萍纪ㄓ?MCU 營收和銷量 95圖 163：2017-2020 年芯?？萍纪ㄓ?MCU 毛利率和 ASP 95 HYPERLINK l _TOC_250020 圖 164：國民技術 2019 年 12 月發(fā)布 30 余款通用MCU 96 HYPERLINK l _TOC_250019 圖 1

24、65：國民技術 MCU 產品規(guī)劃 97 HYPERLINK l _TOC_250018 圖 166：上海復旦微電子智能電表 MCU 發(fā)展歷程 98 HYPERLINK l _TOC_250017 圖 167：2017-2020 年國家電網智能電表招標量及同比 98 HYPERLINK l _TOC_250016 圖 168：復旦微電子股權結構圖 99圖 169：2018-2020 年復旦微智能電表芯片營收及同比 99圖 170：2018-2020 年復旦微智能電表芯片銷量及ASP 99 HYPERLINK l _TOC_250015 圖 171：東軟載波 MCU 產品發(fā)展歷程 101圖 172

25、：2015-2020 年公司集成電路營業(yè)收入和毛利率 102圖 173：低壓電力線載波通信產品及集成電路銷售量 102 HYPERLINK l _TOC_250014 圖 174：2017-2020 年士蘭微 IPM 模塊營收及出貨量 103 HYPERLINK l _TOC_250013 圖 175：中微半導體 MCU 發(fā)展歷程 104圖 176：2018-2020 年中微半導體營業(yè)收入和同比 104圖 177：2018-2020 年中微半導體芯片銷量和 ASP 104圖 178：2018-2020 年各產品營收占比 105圖 179：2018-2020 年產品毛利率 105 HYPERLI

26、NK l _TOC_250012 圖 180：中微半導體產品應用領域 105圖 181：中微半導體 8 位MCU 產品矩陣 106圖 182：中微半導體 32 位 MCU 產品矩陣 106 HYPERLINK l _TOC_250011 圖 183：2018-2020 年比亞迪半導體智能控制 IC 營收及占比 107圖 184：2018-2020 年比亞迪半導體智能控制 IC 銷量及ASP 107 HYPERLINK l _TOC_250010 圖 185：峰岹科技主要產品 108圖 186：常見通用 MCU 電機驅動系統(tǒng) 109圖 187：峰岹科技電機驅動 MCU 電機驅動系統(tǒng) 109 HY

27、PERLINK l _TOC_250009 圖 188：峰岹科技產品和技術演變圖 109 HYPERLINK l _TOC_250008 圖 189：峰岹科技典型終端應用產品歷程 110圖 190：2018-2020 年峰岹電機主控 MCU 營收及毛利率 110圖 191：2018-2020 年峰岹電機主控 MCU 銷量及ASP 110 HYPERLINK l _TOC_250007 圖 192：靈動微 MCU 發(fā)展歷程 111 HYPERLINK l _TOC_250006 圖 193：靈動微 MM32 系列 MCU 產品家族 111 HYPERLINK l _TOC_250005 圖 19

28、4：MM32 產品矩陣 112 HYPERLINK l _TOC_250004 圖 195：MM32 MCU 生態(tài)體系 112 HYPERLINK l _TOC_250003 圖 196：華大半導體股權結構（僅列舉部分子公司） 113 HYPERLINK l _TOC_250002 圖 197：華大半導體 MCU 發(fā)展歷程 113 HYPERLINK l _TOC_250001 圖 198：華大半導體 MCU 應用領域 114 HYPERLINK l _TOC_250000 圖 199：華大半導體 MCU 產品線 114圖 200：電子行業(yè)歷史 PE Band 115圖 201：電子行業(yè)歷史

29、PB Band 115表 1：MCU、MPU 和SoC 的區(qū)別 8表 2：MCU 應用場景 10表 3：MCU 的兩種存儲器結構分類 11表 4：MCU 的指令系統(tǒng)分類 11表 5：ARM Cortex-M 各系列介紹 14表 6：部分廠商掃地機器人的MCU 數量及品牌 34表 7：全球 MCU 部分應用領域出貨量拆分及市場情況概述 37表 8：2021Q1 8 位及 32 位 MCU 貨期及價格 40表 9：車用處理器/MCU 廠商代工廠選擇 42表 10：存儲模塊解決方案 45表 11：國內廠商 MCU 產品工藝節(jié)點 45表 12：部分國外 MCU 公司工廠及產能情況 46表 13：國內

30、MCU 廠商代工廠 47表 14：全球 MCU 代工廠 eFlash 工藝情況 47表 15：聯(lián)電各類技術節(jié)點進程 48表 16：國內主要芯片代工廠 eFlash 技術工藝節(jié)點 50表 17：上海華力嵌入式非揮發(fā)性存儲器技術進程 52表 18：主要 MCU 代工廠 2021 年Capex 和擴產規(guī)劃 53表 19：2020 年全球 MCU 市場份額前五名公司 MCU 產品情況匯總 54表 20：瑞薩電子 MCU 產品情況 62表 21：英飛凌部分 MCU 產品系列 69表 22：微芯 MCU 產品系列 72表 23：國內各應用領域MCU 特點及現(xiàn)狀 79表 24：國內 MCU 發(fā)展的機遇 80

31、表 25：國內主要 MCU 公司及產品應用領域 81表 26：兆易創(chuàng)新與 ST 產品系列和型號對比 87表 27：入門級 MCU（GD32F130/150 有望替代STM32F030/070） 87表 28：主流 MCU（GD31F1 部分型號有望替代STM32F1 對應型號） 87表 29：主流 MCU（GD32F2 部分型號有望替代STMF2 對應型號） 88表 30：高性能 MCU（GD32F4 部分型號有望替代STMF4 對應型號） 88表 31：兆易創(chuàng)新財務數據與估值 89表 32：中穎電子 MCU 產品列表 90表 33：中穎電子財務數據與估值* 91表 34：樂鑫科技 MCU 產

32、品系列 93表 35：樂鑫科技財務數據與估值 94表 36：芯海 MCU 產品系列 95表 37：芯海科技財務數據與估值* 95表 38：國民技術 MCU N32G 產品系列 96表 39：復旦微 MCU 產品系列 100表 40：上海貝嶺 MCU 產品 100表 41：東軟載波 MCU 相關產品 102表 42：中微半導體 MCU 產品 106表 43：比亞迪半導體MCU 產品 107表 44：峰岹科技電機主控MCU 產品 110一、MCU 是基礎控制芯片，產品眾多兼具生態(tài)完善 1、MCU：縮減版 CPU 整合外設，成為眾多應用主控芯片MCU（Micro Controller Unit）：微

33、控制單元，又稱單片微型計算機，指的是把 CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減，并包含 RAM、ROM、時鐘、定時/計數器等外設，甚至將 LCD 驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。MCU 能夠用軟件控制來取代復雜的電子線路控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化以及輕量化控制。圖 1：意法半導體的 MCU圖 2：MCS-51 單片機原理示意圖資料來源：意法半導體官網，資料來源：單片機原理與應用，英特爾 1971 年推出全球首款 MCU 產品，上世紀 90 年代后 MCU 步入發(fā)展快車道。在集成電路發(fā)明相當一段時間后，MCU 才逐步走入人們的視線，1971 年 11 月，英特爾推出全球首款集成 2000 個晶體

34、管的 4 位 MCU，代號為 Intel 4004，標志著 MCU 開啟初級發(fā)展階段。而后 MCU 經歷了低性能階段、高性能階段、16 位 MCU 階段，在 90年代 MCU 開啟全面化路程，并且出現(xiàn)眾多通用型以及專用型 MCU 產品。圖 3：英特爾公司的 MCU 發(fā)展歷程資料來源：電子說，MCU 是基于 CPU 發(fā)展起來的主控芯片，與之類似的 MPU 和 SoC 是 CPU 應用于高性能計算領域的產品。MPU（Micro Processor Unit）：微處理器單元，通常代表功能強大的 CPU（可理解為增強型的CPU），這種芯片往往是計算機和高端系統(tǒng)的核心。把所有組件小型化到一塊或多塊集成電

35、路里，MCU 集成了片上外圍器件而 MPU 沒有集成片上外圍器件。SoC（System on Chip）：片上系統(tǒng)，是指將多個電子系統(tǒng)集成到單一芯片上，其可以處理數字信號、模擬信號甚至混合信號，常應用在嵌入式系統(tǒng)中。SoC 是系統(tǒng)級芯片，同時具有 MCU 高度集成化和MPU 超強計算能力的特點，即擁有內置 RAM 和 ROM 的同時又像 MPU 那樣強大。SoC 可以存放并運行系統(tǒng)級別的代碼，即可以運行操作系統(tǒng)MCUMPUSoC組成CPU、RAM、ROM、定時計數器、I/O 接口等CPUCPU、GPU、RAM、ROM、 DSP 等片上外圍器件已集成需接外圍器件已集成程序存儲位置嵌入式內存外部存

36、儲器片內存儲器主頻通常 MCUMPU，MCU10 億110移動電源1 億11電視2.5 億1-22.5-5電子煙1預計增速較快額溫槍0.1 億-0.2 億10.1-0.20.5-1家庭醫(yī)療設備普及率提升血壓計5 億-10 億15-10霧化器血氧儀電子秤其它醫(yī)療電動兩輪車0.5 億-1 億105增速較為穩(wěn)定打印機及耗材4 億-5 億14-51-2IoT掃地機器人0.1 億-0.2 億1-20.2-0.4掃地機器人等智能家居滲透率提升，聯(lián)網設備增長智能音箱1 億112-4智能攝像頭10 億110智能路由器智能門鎖其他 IoT合計110-180表 7：全球 MCU 部分應用領域出貨量拆分及市場情況概

37、述資料來源：部分公司官網和公告，各類拆機網站，從價格端來看，全球 MCU ASP 在 2018 年降幅較大，主要系：1）2018 年全球 MCU出貨量達到相對高點，全球 MCU 營收增幅小于全球MCU 出貨量增幅，2018 年后 MCU市場相對低迷；2）自 2017 年 6 起，ARM Cortex-M0 和 M3 處理器內核取消預付授權或者評估費用，改以產品成功量產出貨后才收取版稅的模式運作，降低開發(fā)風險，廠商利用 M0 及 M3 內核設計 MCU 產品的成本得到降低，授權及費用開銷得到緩解。 2018 年全球 MCU ASP 相對較低，之后的年份 ASP 逐漸趨穩(wěn)。圖 72：2017-20

38、24 年全球 MCU 出貨量及 ASP3503002502001501005002017201820192020E 2021E 2022E 2023E 2024E0.70出貨量（億顆）ASP（美元，右軸）0.680.660.640.620.60資料來源：IC Insights，三、短期供需錯配價格提升，長期供需結構相對健康 1、MCU 缺貨狀態(tài)持續(xù)，海內外廠家貨期延長價格上升20Q3 以來全球 MCU 進入供不應求狀態(tài)，漲價缺貨狀態(tài)持續(xù)至今，除了原廠和渠道商價格上漲外，交貨周期也呈現(xiàn)出延長局面。從 MCU 原廠及渠道商提價趨勢、MCU 整體交貨周期及海外巨頭展望多個維度整體展現(xiàn)本輪MCU 缺貨

39、漲價情況。從MCU 原廠來看，MCU 廠商均多次上調MCU 價格。國際巨頭 ST 在 2020 年底和 2021年 5 月兩發(fā)漲價函，宣布調漲邏輯 IC 價格；瑞薩也于 2021 年 1 月調漲部分邏輯IC 價格；國內 MCU 龍頭廠商兆易創(chuàng)新在 2021 年 1 月/4 月兩次上調 MCU 價格；另外，中國臺灣 MCU 大廠盛群于 2021 年 4 月宣布暫停 2022 年訂單并預計近期將漲價 15%-30%，新唐等在此前也紛紛調漲 MCU 價格。受本輪 MCU 漲價影響，自 2020 年下半年起，中國臺灣 MCU 廠商營收同比大幅增長，新唐、盛群、松翰月度營收同比增速自 2020 年 4

40、月以來均保持在 10%以上。盛群 21Q1營收同比增長 42%，毛利同比增長 46%，并且 2021 年盛群訂單全滿，交貨期長達 6個月，相較以往 3-4 個月延長；凌通業(yè)績大幅改善，2021 年 1 月扭虧為盈，21Q1 營收同比大幅上升 825%。圖 73：中國臺灣主要 MCU 廠商月度營收及增速30億新臺幣新唐營收*盛群營收松翰營收同比增速80%70%2560%50%2040%1530%20%1010%0%5-10%0-20%資料來源：新唐、盛群、松翰公告，（*新唐 20 年 9 月至今收入為扣除收購 PSCS 并表收入）從經銷渠道價格來看，多款 MCU 型號價格上漲 6-10 倍。根據

41、正能量電子網的數據，在本輪漲價潮之前，STM32 及 GD32 通用 MCU 渠道價格維持在 5-10 元區(qū)間，在 20Q3起，STM32 通用 MCU 部分型號渠道價格上漲至 55-70 元，兆易創(chuàng)新 GD32 部分型號渠道價格上漲至 25-30 元，有的甚至飆漲至 60-70 元。圖 74：GD32 部分型號渠道價格圖 75：STM32 部分型號渠道價格元GD32F103CBT6GD32F103RCT680706050403020100元STM32F103C8T6STM32F100R8T6B706050403020100資料來源：正能量電子網，資料來源：正能量電子網，從貨期來看，根據富昌電

42、子的數據，2020 年以來，8 位和 32 位 MCU 貨期延長至超過16 周，普遍在 24 周，Microchip 的個別型號貨期甚至達到了 55 周。MCU廠家貨期貨期趨勢價格趨勢8 位Cypress45 周上升視市場情況Microchip30-55 周上升上升NXP26-52 周上升上升Renesas20-24 周上升上升ST安排中上升上升Zilog19-26 周視市場情況上升32 位Cypress45 周上升視市場情況Microchip40-55 周上升上升NXP16-26 周上升視市場情況Renesas30 周上升視市場情況ST20-52 周上升上升表 8：2021Q1 8 位及 3

43、2 位 MCU 貨期及價格資料來源：富昌電子，全球 MCU 廠商對未來 MCU 景氣度展望樂觀。根據意法半導體展望，本輪 MCU 缺貨仍將至少持續(xù) 6 個月至 2021 年底；受新冠疫情影響，恩智浦表示面臨產品嚴重緊缺和原料成本增加的雙重影響，決定全線調漲產品價格；中國臺灣盛群、松翰等廠商也表示，面對 MCU 缺貨行情，未來有望繼續(xù)調漲產品價格。2、MCU 缺貨起源于汽車芯片商后市指引和真實需求的錯配從需求側情況看，本輪缺貨起源于汽車整車廠緊急備貨導致上游芯片廠應對不足。 MCU 為汽車 ECU（電子控制系統(tǒng)）的主控芯片，ECU 主要應用在汽車 ESP（電子穩(wěn)定程序）和 ECO（智能發(fā)動機控制

44、）系統(tǒng)中。在 2020 年上半年，疫情由中國蔓延至全球，全球汽車銷量驟降，全球汽車芯片廠商紛紛對未來后市持悲觀預期，降低汽車芯片庫存的同時也下修了代工廠的訂單。20Q3 以來，全球汽車需求復蘇，出貨量遠超預期，整車廠商臨時加單，汽車MCU 廠商自身芯片庫存較低疊加新增產能短期無法釋放，加劇了汽車 MCU 芯片的缺貨程度。根據臺積電 Q1 法說會，汽車供應鏈漫長而復雜，從芯片到整車廠要經過幾級供應商，生產、測試到交付整個周期需要至少 6 個月，汽車 MCU 的緊缺也逐步蔓延至消費和工控 MCU 領域。圖 76：2018 年 1 月-2021 年 4 月中國汽車月度銷量中國乘用車銷量（萬輛）中國商

45、用車銷量（萬輛）同比增速300250200150100500400%350%300%250%200%150%100%50%0%-50%-100%2018/012018/022018/032018/042018/052018/062018/072018/082018/092018/102018/112018/122019/012019/022019/032019/042019/052019/062019/072019/082019/092019/102019/112019/122020/012020/022020/032020/042020/052020/062020/072020/082020

46、/092020/102020/112020/122021/012021/022021/032021/04-150%資料來源：中汽協(xié)，圖 77：2015-2020 年全球汽車產量及增速全球汽車產量（萬輛）同比增速10000900080007000600050004000300020001000020152016201720182019202010%5%0%-5%-10%-15%-20%資料來源：OCIA，從供給側情況看，汽車 MCU 產能集中，全產業(yè)鏈缺芯情況下汽車 MCU 擴產不及時。汽車 MCU 制程主要集中在 28nm-40/45nm 和 65nm，屬于成熟制程。根據 IHS 數據，國外大

47、廠均將 MCU 部分或全部外包給臺積電等 1-2 家晶圓廠進行生產。車用 MCU供應商車用 MCU供應份額工藝節(jié)點（nm）16*2840/4565110/130瑞薩27%從 2012 年起外包給臺積電從 2005 年外包給臺積電恩智浦27%外包給臺積電從 2016 年起外包給臺積電英飛凌16%從 2017 年起外包給臺積電外包給臺積電32 位 Tricore 在 2013 年外包給臺積電在 2013 年外包給臺積電Cypress（被英飛凌收購）9%在 2016 年外包給聯(lián)華電子德州儀器9%外包給臺積電和聯(lián)華電子DSP 由自己生產微芯6%多家代工廠多家代工廠意法半導體5%大部分內部生產，小部分外

48、包（可能臺積電）大部分內部生產，小部分外包（可能臺積電）總計99%表 9：車用處理器/MCU 廠商代工廠選擇資料來源：IHS，（*為車用處理器，非 MCU）由于各 MCU 廠商一般采用不同的架構，產品覆蓋范圍不同，面向特定客戶，所以產業(yè)鏈中 MCU 廠商拿到的訂單一般較為固定，晶圓廠按計劃分配產能。在下游需求擴張的情況下，如臺積電等上游擴產可能并不及時，造成晶圓短缺，MCU 原材料價格上漲。MCU 特有的經銷模式放大了供需缺口。這一輪 MCU 缺貨本質上是汽車和 IoT 帶來的 MCU 增量市場，同時下游 MCU 產能釋放非常有限，形成了供需缺口。由于 MCU 產品型號眾多且下游為長尾市場，M

49、CU 廠商均采用分銷商+貿易商的銷售模式，在缺貨行情下，經銷商會出現(xiàn)結構性的囤貨或者炒貨情況，也加劇了下游客戶對缺貨的恐慌程度，于是紛紛加大對 MCU 備貨，放大了供需缺口，渠道端出現(xiàn)價格暴漲的情況。疫情、火災、大雪等不可抗因素也加劇了 MCU 產能受限，因此 ST、NXP 等 MCU 廠商多次發(fā)布產品漲價函。從全球 MCU 廠商季度財務數據來看，產能普遍受限情況下庫存占滾動 12 個月營收比例持續(xù)下滑。意法半導體：罷工和疫情影響自有 IDM 產能，庫存持續(xù)下滑，產品多次漲價。意法半導體部分產能外包給臺積電生產而不受自己支配，而意法半導體部分自有 MCU產能位于法國Crolles 和 Rous

50、set，在 2020 年 11 月也因工人罷工而受到影響；意法半導體另有一座位于馬來西亞的封測廠部分產能用于MCU 生產，2021 年 5 月 12 日至 6月 7 日期間，受疫情惡化影響，馬來西亞實施全國封鎖，進一步影響意法 MCU 生產。產能受限疊加下游訂單旺盛，ST 庫存占滾動 12 個月營收比例自 20Q2 以來持續(xù)下滑，同時 2020 年至 2021 年 5 月 ST 三發(fā)漲價函，其 MDG（微控制器和數字 IC）部門營收自 20Q1 以來持續(xù)上升，主要系缺貨帶來的產品漲價所致。圖 78：18Q1-21Q1 ST MDG 部門營收及增速圖 79：18Q1-21Q1 ST 存貨占滾動

51、12 個月營收比ST MDG部門營收（億美元）MDG營收同比增速ST 存貨（億美元）存貨占營收比1050%25940%7830%20620%15510%40%1023-10%51-20%0-30%021%20%19%18%17%16%15%資料來源：ST，資料來源：ST，恩智浦：德州大雪影響 MCU 8 英寸產線產能，產能緊缺帶來產品全線漲價。恩智浦的 MCU 主要外包給聯(lián)電和臺積電生產，由于晶圓廠擴產及產能分配不及時，恩智浦 MCU 產能受限；自有產能方面，恩智浦有 2 座主要用于生產 MCU、MPU 等的 8寸晶圓廠位于美國德州，因受德州大雪影響，于 2021 年 2 月 16 日開始停產

52、，目前雖復工復產，但產能此前也受到影響。產能不足的情況下，恩智浦庫存在 20Q3 出現(xiàn)大幅下滑局面，存貨占滾動 12 個月營收比例也逐季下降至歷史低位，因此 NXP 在 2020 年底宣布產品全線漲價。在高景氣度下，恩智浦汽車業(yè)務 2020 年全年營收 38.3 億美元，在進入 20Q2 以來，汽車業(yè)務營收持續(xù)上升。圖 80：18Q1-21Q1 NXP 汽車業(yè)務營收及增速圖 81：18Q1-21Q1 NXP 存貨占滾動 12 個月營收比NXP汽車業(yè)務營收（億美元）汽車業(yè)務營收同比增速NXP存貨（億美元）存貨占營收比1430%141220%121010%1080%86-10%64-20%42-3

53、0%20-40%014.5%14.0%13.5%13.0%12.5%12.0%11.5%11.0%10.5%10.0%資料來源：NXP，資料來源：NXP，瑞薩電子：火災影響自有產能，存貨水平逐步下滑同時營收穩(wěn)步恢復。瑞薩自 2012 年裁員起，就將部分 MCU 產能外包給臺積電生產，而今年瑞薩或將繼續(xù)轉移產能。自有產能方面，2021 年 3 月 19 日，瑞薩位于日本茨城縣常陸那珂市的一座 12 寸N3 廠發(fā)生火災，該廠主要生產用于汽車、空調系統(tǒng)等的MCU?；馂臒龤娣e約600 ，約占 N3 樓一樓 12000 潔凈室面積的 5%，燒毀設備為 11 臺，約占 N3 樓制造設備的 2%，受火災影

54、響設備共計 23 臺。2021 年 4 月 17 日，N3 大樓重新開始生產，產能恢復到不足火災前 10%；5 月底，產能恢復到火災前的 88%；截至 6 月 25 日， N3 樓產能全部恢復，但是瑞薩出貨量的恢復預計要到 7 月第三周才能完全恢復。在 20 年上半年由于疫情，瑞薩存貨出現(xiàn)積壓，而汽車銷量下滑更加劇了其庫存上升趨勢。在 20Q3 以來，產能受限同時車企訂單逐漸增多時，瑞薩庫存水平明顯下滑。受本輪 MCU 缺貨潮影響，瑞薩于 2021 年 1 月起調漲部分邏輯 IC 和電源產品價格。缺貨漲價帶來瑞薩營收穩(wěn)步上升，瑞薩 2020 年實現(xiàn)營收 7157 億日元（按 20 年匯率折合為

55、 67.5 億美元），其中汽車業(yè)務占比 47.6%，實現(xiàn)營收 3410 億日元（按 20 年匯率折合為 32.2 億美元），同比增長 10.4%。圖 82：18Q1-21Q1 瑞薩汽車業(yè)務營收及增速圖 83：18Q1-21Q1 瑞薩存貨及占滾動 12 個月營收比瑞薩汽車業(yè)務營收（億美元）同比增速瑞薩存貨（億美元）存貨占營收比1015%14910%12785%1060%85-5%4-10%623-15%41-20%20-25%036%34%32%30%28%26%24%22%資料來源：RENESAS，資料來源：RENESAS，3、MCU 產能釋放相對有限，長期供需態(tài)勢表現(xiàn)健康我們在第二章對 MC

56、U 下游需求進行了詳細拆分，發(fā)現(xiàn) MCU 長期需求持續(xù)旺盛，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）汽車智能化和電動化帶動單車 MCU 需求量提升，同時新能源汽車智能化和電動化程度均要高于燃油車，且新能源車在電池管理等方面更為先進，相較傳統(tǒng)燃油車單車 MCU 顆數更多；2）在工控領域，光伏電站等新能源逐漸普及拉動逆變器、整流器等需求，帶動 MCU 需求上升；3）在家電領域，智能化變頻化等智能家居需求同樣拉動 MCU 增長。4）在疫情得到控制之后，消費電子等產品出貨量也有望逐步恢復。綜合來看，我們認為 MCU 未來幾年將呈現(xiàn)較為明確的成長趨勢。從制程節(jié)點看，全球 MCU 制造目前主要是 40nm 及以上的成

57、熟制程工藝節(jié)點，先進車用 MCU 已采用 28nm 制程。目前 MCU 主要集中于成熟制程，一方面系 MCU 本身對算力要求有限，暫不需要 14nm 及以下制程，另一方面，MCU 內置的嵌入式存儲自身制程也限制 MCU 制程的提升。嵌入式閃存（eFlash）是 MCU 中必不可少的組成部分，它不僅需要用來存儲代碼，而且需要用來存儲使用過程中產生的數據，當前制造 MCU 能達到的制程節(jié)點很大一部分原因是受限于 eFlash 制程工藝。制造 MCU 時，其存儲模塊的解決方案有兩種：嵌入式存儲器（eNVM）和系統(tǒng)級封裝 （片外存儲器-SiP）。eNVM 工藝：是在邏輯工藝平臺基礎上開發(fā)的特殊工藝，通

58、過這種工藝生產出帶有非揮發(fā)存儲器模塊的芯片。對于不同的 eNVM 工藝，需要增加不同層數的光罩，因此它的工藝成本相比于邏輯工藝有一定增加。SiP 解決方案：通過 SiP 方式把一顆 NOR 閃存芯片和邏輯芯片封裝在一起，代碼和數據存儲在獨立、外掛的 NOR 閃存芯片上。例如兆易多個產品系列均使用 SiP 封裝模式。目前，世界多數 MCU 廠商主要使用 eNVM 方案，但 SiP 方案對于新進入的公司很有吸引力，因為這種設計簡單，設計周期短，從而使廠商降低設計成本，加快上市速度。然而，SiP 解決方案無法滿足特定應用場景的所有要求，綜合考慮到成本、功耗、速度、安全性、穩(wěn)定性和可靠性要求，很多應用

59、場景下，使用 eNVM 是更好的解決方案。eMRAMeFlashSiP Flash主要應用通用型 MCU、物聯(lián)網、可穿戴設備、汽車、服務器、計算汽車、電源管理、模擬控制器、工業(yè)、智能卡、MCU、可穿戴設備家庭安防、健康和健身、可穿戴設備、傳感器集線器主要特性功能多樣，完全集成，讀取速率快，耐用，工作功耗低數據保存期限長，節(jié)能，讀延遲低，支持惡劣環(huán)境容量高，存儲器價格低，上市時間快表 10：存儲模塊解決方案資料來源：格芯，從意法半導體的各產品系列來看，大部分產品還是集中在 180/130nm、90nm 和 40nm等成熟制程范圍。180/130nm 主要是主流型系列（Mainstream），包括

60、 STM32F0/F1/F3以及 8 位產品STM8 系列；110nm 產品包括超低功耗的STM32L0/L1；90nm 制程覆蓋的產品系列較廣，涵蓋了高性能、主流、超低功耗和無線四大類；最先進的 40nm 制程主要是最近幾年推出的產品，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，產品型號數量合計占比約 10%，表明 ST 目前 MCU主要還是以 90nm 及以上制程為主。圖 84：意法半導體 MCU 各系列及其工藝制程資料來源：