微控制器研究框架

1、目錄一、MCU投資邏輯框架驅(qū)動(dòng)力及增量市場量：需求擴(kuò)張價(jià)：產(chǎn)品智能化迭代 二、詳解MCU：行業(yè)概況三、鳥瞰于胸：產(chǎn)業(yè)鏈分析 四、窺見核心：增長驅(qū)動(dòng)力五、知己知彼：細(xì)說國內(nèi)外廠商智能家電MCU驅(qū)動(dòng)力及增量市場物聯(lián)網(wǎng)M C U三 巨 頭其 他 M C U廠 商設(shè)備互聯(lián)數(shù)據(jù)共享智能穿戴智能駕駛智能座艙工業(yè)機(jī)器人149.2億美元2020年194.2億美元2024年市 場 份 額MCU市場前景市場驅(qū)動(dòng)力增量應(yīng)用市場主要MCU廠商全球MCU市場規(guī)模資料來源：IC Insights，面包板社區(qū)，方正證券研究所整理消費(fèi)電子汽車電子工業(yè)控制智能車控工業(yè)電機(jī)中國 臺(tái)灣大 陸量：需求擴(kuò)張消 費(fèi) 電 子控汽 車 電

2、子工 業(yè)物 聯(lián) 網(wǎng)車規(guī)級(jí)MCU應(yīng)用于ECU，技術(shù)難度高，認(rèn)證周期長價(jià)的邏輯動(dòng)態(tài)視角：全球市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大國內(nèi)廠商5% VS 國外TOP7廠商87%（2018年） 制通信協(xié)議+MCU集成SoC+MCU協(xié)同電機(jī)控制MCU252億臺(tái)2019年107億臺(tái)2025年量的邏輯全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備8.1億臺(tái)2020年2.8億臺(tái)2025年中國智能家電2019年2021年全球智能手表 消費(fèi)支出170.47億美元273.88億美元智能汽車智能化傳統(tǒng)汽車70顆 MCU/輛上百顆MCU/輛2025年全球工業(yè)控制 市場規(guī)模2019年2310億美元2600億美元技術(shù)趨勢應(yīng) 用 場 景 多 元 化 需 求 驅(qū) 動(dòng)功能多樣化產(chǎn)品價(jià)

3、格上升32位MCU8位MCU資料來源：面包板社區(qū)，前瞻產(chǎn)業(yè)，21ic，GSMA，C114通信網(wǎng)，t4ai，并購優(yōu)塾微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理21%20%14%13%4%6%2%2%3%3%2%10%靜態(tài)視角：國產(chǎn)替代空間大意法半導(dǎo)體恩智浦 微芯科技 瑞薩英飛凌 德州儀器 賽普拉斯 芯科科技 新唐科技 兆易創(chuàng)新 中穎電子 其他價(jià)：產(chǎn)品智能化迭代資料來源：IC Insight，芯知匯微信公眾號(hào)，產(chǎn)業(yè)深度微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理電表傳真機(jī)鍵盤USB小玩具移動(dòng)電8位MCU源TWS耳機(jī)智能 手環(huán)汽車ECU電機(jī)控制安防監(jiān)控智能 家電32位MCU迭 代 邏 輯運(yùn)算速度方面： 32位MCU（100-

4、350MHz） 8位MCU（16-50MHz）存儲(chǔ)方面：32位MCU（RAM） 8位MCU（RAM），可適用于大數(shù)據(jù)處理54%43%2%1%32位8位4位16位2020年71%26%2% 1%32位8位4位16位2024年32位MCU市場占比增加32位MCU適配智 能化市場需求產(chǎn) 品 自 身 特 性市 場 驅(qū) 動(dòng)未 來 趨 勢目錄一、MCU投資邏輯框架二、詳解MCU：行業(yè)概況MCU簡介MCU發(fā)展歷程及趨勢MCU市場概況三、鳥瞰于胸：產(chǎn)業(yè)鏈分析四、窺見核心：增長驅(qū)動(dòng)力五、知己知彼：細(xì)說國內(nèi)外廠商MCU簡介：定義 MCU（MicrocontrollerUnit），又稱微控制器或單片機(jī)，是把CPU的

5、頻率與規(guī) 格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(Memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、 PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)計(jì) 算機(jī)。從而實(shí)現(xiàn)終端控制的功能，具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優(yōu) 點(diǎn)。MCU一般分為4位、8位、16位、32位和64位。資料來源：東軟載波官網(wǎng)，芯知匯微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理 MCU產(chǎn)品圖示 MCU基本組成輸入/輸出存儲(chǔ)器中央處理器中央處理器。MCU的核 心部件，包括運(yùn)算器和 控制器兩個(gè)主要部分。存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 用于保存數(shù)據(jù)，易失性 存儲(chǔ)器（RAM）；程序 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序 和參數(shù)。輸入/輸出

6、，連接或者驅(qū) 動(dòng)不同的設(shè)備。如串行 通信端口UART、SPI、 I2C。MCU和不同外設(shè) 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。MCU簡介：內(nèi)部功能部件資料來源：Researchgata，方正證券研究所整理MCU結(jié)構(gòu)圖示(1)MCU結(jié)構(gòu)圖示(2)CPUFLASHRAM串行通訊口定時(shí)器計(jì)數(shù)器輸入輸出接口時(shí)鐘MCU內(nèi)部的功能部件主要是CPU、存儲(chǔ)器（程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）、I/O端口、串行口、 定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分，還有一些諸如時(shí)鐘振蕩器、總線控制器和供 電電源等輔助功能部件，此外，很多增強(qiáng)型單片機(jī)還集成了A/D、D/A、PWM、PCA、 WDT等功能部件，以及SPI、I2C、ISP等數(shù)據(jù)傳輸

7、接口方式，這些使單片機(jī)更具特色、更有 市場應(yīng)用前景。MCU簡介：信號(hào)鏈 在MCU應(yīng)用中，物理世界中的各種模擬量或物理量，通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng) 信號(hào)調(diào)理，再通過放大器進(jìn)行放大，然后通過ADC把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，在 MCU或CPU或DSP等處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號(hào)，最后通過功率驅(qū)動(dòng)器實(shí) 現(xiàn)輸出。資料來源：芯海科技招股說明書，方正證券研究所整理MCU信號(hào)鏈采集（輸入） 壓力、壓強(qiáng) 溫度、濕度 氣體濃度電壓、電流 光強(qiáng)、觸摸 生物阻抗 生物電控制（輸出）馬達(dá) 溫度 功率 音量 亮度電壓、電源真實(shí)世界信號(hào)放大器功率驅(qū)動(dòng)器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）微控制器（MCU）高精度基準(zhǔn)源數(shù)模轉(zhuǎn)換器（

8、DAC）MCU分類根據(jù)處理的數(shù)據(jù)位數(shù)分類：4位、8位、16位、32位和64位。根據(jù)指令結(jié)構(gòu)分類：CISC(Complex Instruction Set Computer，復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))。RISC(Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計(jì)算機(jī))。根據(jù)存儲(chǔ)器架構(gòu)分類：哈佛架構(gòu)和馮諾依曼架構(gòu)。根據(jù)用途分類：通用型微控制器和專用型微控制器。資料來源：方正證券研究所整理MCU分類微控制器位數(shù)4位8位16位32位64位指令集CISCRISC存儲(chǔ)器架構(gòu)哈佛架構(gòu)馮諾依曼架構(gòu)按用途分類通用型專業(yè)型位數(shù)主要應(yīng)用場景4位計(jì)算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、播

9、放器、驅(qū)動(dòng)控制器、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計(jì)、溫濕度計(jì)、遙控器8位電表、馬達(dá)控制器、電動(dòng)玩具機(jī)、變頻式冷氣機(jī)、呼叫器、傳真機(jī)、來電辨識(shí)器（CallerID）、電話錄音機(jī)、CRT 顯示器、鍵盤及 USB 等16位移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)及攝錄放影機(jī)等32位Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN 電話、激光打印 機(jī)與彩色傳真機(jī)等64位高階工作站、多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、電視游樂器（如 SEGA 的 Dreamcast 及 Nintendo的 GameBoy）及終端機(jī)等MCU分類：位數(shù) 目前市場上以8位和32位的MCU為主。其中8位MCU憑借超低成本、

10、設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)勢，活躍 于市場，特別是中國市場。由于32位MCU出現(xiàn)并持續(xù)降價(jià)及8位MCU簡單耐用又便宜的低價(jià) 優(yōu)勢下，夾在中間的16位MCU市場不斷被擠壓，成為出貨比例中最低的產(chǎn)品。資料來源：方正證券研究所整理MCU位數(shù)及其應(yīng)用場景名稱說明8051Intel的MCS-51、哈佛架構(gòu)、CISC指令集，由Intel開發(fā)ARMARM Cortex-M，RISC指令集、由英國公司ARM Holdinds開發(fā)6800CISC指令集，由Motorola開發(fā)MIPSRISC指令集、由MIPS Technologies, Inc.開發(fā)，后被Imagination Technologies收購AVR哈佛架構(gòu)、C

11、ISC指令集，由Atmel公司開發(fā)，Atmel為Microchip收購PIC哈佛架構(gòu)、CISC指令集，由Microchip Technologies公司開發(fā)RISC-V開放的RISC精簡指令集，2010年項(xiàng)目開始于加利福尼亞大學(xué)伯克利分校MCU分類：中央處理器內(nèi)核資料來源：方正證券研究所整理MCU常見中央處理器目前市場上主流的MCU中央處理器，包括由Intel開發(fā)MCS-51內(nèi)核、由英國公司ARM Holdinds開發(fā)的ARM Cortex-M內(nèi)核、由Motorola開發(fā)的6800內(nèi)核、由MIPS Technologies, Inc.開發(fā)的MIPS內(nèi)核、由Atmel公司開發(fā)的AVR內(nèi)核、由Mi

12、crochip Technologies公司開發(fā)PIC內(nèi)核、由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校開發(fā)的RISC-V內(nèi)核。MCU分類：應(yīng)用方向控制器主要外設(shè)有：ADC、DAC、USB、CAN、Ethernet、SPI、USART、I2C、EEPROM、 比較器、I2S等。微控制器外設(shè)的應(yīng)用方向?yàn)椋哼B接、顯示、音頻、傳感和控制。資料來源：芯知匯微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理外設(shè)主要應(yīng)用方向連接。有線通信有線通信：USB、CAN、Ethernet等；無線通信：Sub-1GHz（LoRa、 Sigfox、WM-BUS等），2.4GHz (Zigbee、Bluetooth等）。顯示。并行總線、MIPI、串行接口。

13、音頻。I2S、Codec、語音識(shí)別等。傳感。溫度傳感器、壓力傳感器?？刂?。電機(jī)控制等。MCU發(fā)展歷程及未來發(fā)展趨勢資料來源：電子發(fā)燒友，方正證券研究所整理MCU發(fā)展歷程及未來趨勢單片機(jī)發(fā)展初級(jí)階 段。Intel率先設(shè)計(jì) 出4位微處理器 Intel4004。1971年1976年低性能單片機(jī)階段。Intel推出 MCS-48系列，采用8位CPU、 8位 并行I/O接口、8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體 芯片上的單片結(jié)構(gòu)。1980年高性能單片機(jī)階段。 8位單片機(jī)問世，尋 址范圍達(dá)64KB。1983年16位單片機(jī)階段。 Intel推出高性能的16 位單片機(jī)MCS96系 列。1990

14、年多類型單片機(jī)。 滿足不同用途的 使用。2021年MCU持續(xù)更新迭代。 適應(yīng)時(shí)代需求。目前 市場上以8位和32位 MCU為主。MCU由Intel率先提出，經(jīng)過4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已廣泛應(yīng) 用于多種場景。目前市場上以8位和32位MCU為主，未來隨著產(chǎn)品性能要求的不斷提高， 32位MCU的市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。而在國內(nèi)，現(xiàn)階段8位、32位MCU企業(yè)居多，未來 企業(yè)加大研發(fā)投入，將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)MCU的國產(chǎn)替代。位數(shù)對比RISC vs CISC產(chǎn)品類別對比內(nèi)核對比MCU市場概況根據(jù)2020中國通用微控制器市場簡報(bào)：市場上MCU，32位占比54%、8位占比43%；RISC指

15、令集的 MCU占比76%，CISC指令集的MCU占比24%；通用型MCU為主，占比73%；市場上MCU內(nèi)核類型以 ARM Cortex、8051和RISC-V為主，分別占比52%、22%和2%。資料來源：芯知匯微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理目錄一、MCU投資邏輯框架二、詳解MCU：行業(yè)概況三、鳥瞰于胸：產(chǎn)業(yè)鏈分析MCU產(chǎn)業(yè)鏈概況 產(chǎn)業(yè)鏈上游情況 MCU競爭格局 下游及終端應(yīng)用四、窺見核心：增長驅(qū)動(dòng)力五、知己知彼：細(xì)說國內(nèi)外廠商MCU產(chǎn)業(yè)鏈概況上游中游下游EDA工具知識(shí) 產(chǎn)權(quán)硅 片 等封裝 制造原材料設(shè)計(jì)工具代工廠商IDM汽車電子Fabless工業(yè)控制消費(fèi)電子資料來源：方正證券研究所整理 代工廠

16、商寡頭競爭，上游議價(jià)能力強(qiáng)MCU產(chǎn)業(yè)鏈上游可分為原材料供應(yīng)商和代工廠商（與中游Fabless廠商合作），原 材料主要為圓晶、以及來自于ARM等的內(nèi)核授權(quán)；代工廠商主要包括臺(tái)積電、格 羅方德、聯(lián)電、中芯國際、華虹半導(dǎo)體等。 代工廠商行業(yè)集中度較高，2019年頭部的臺(tái)積電、格羅方德、聯(lián)電、中芯國際等 廠商市占率超過90%，其中臺(tái)積電市占率高達(dá)58.6%，由于原材料的不可替代性與 代工廠商的高度集中性，上游廠商議價(jià)能力較強(qiáng)。資料來源：頭豹研究院，方正證券研究所整理產(chǎn)業(yè)鏈上游簡況2019年MCU代工廠競爭格局臺(tái)積電 格羅方德 聯(lián)電中芯國際華虹 高塔 力晶世界先進(jìn) 東部高科 海力士其他 行業(yè)集中度高，國

17、內(nèi)廠商市占率較低。 全球MCU供應(yīng)商以國外廠商為主，行業(yè)集中度相對較高：全球MCU廠商主要為瑞薩電子（日本）、恩智 浦（荷蘭）、英飛凌（德國）、微芯科技（美國）、意法半導(dǎo)體等，TOP7頭部企業(yè)市占率超過80%。 中國MCU奮起直追，逐步擴(kuò)大市場份額：國內(nèi)MCU芯片廠商在中低端市場具備較強(qiáng)競爭力。兆易創(chuàng)新、 華大半導(dǎo)體、中穎電子、東軟載波、北京君正、中國臺(tái)灣企業(yè)新唐科技、極海半導(dǎo)體等市占率穩(wěn)步上升。 國外廠商IDM模式為主，國內(nèi)廠商Fabless模式為主：國外大廠如意法半導(dǎo)體、瑞薩電子、德州儀器、微 芯、英飛凌采用IDM模式，集芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝和測試等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身；國外個(gè)別

18、廠商如恩智浦以及大部分大陸廠商采用Fabless模式，只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售；中國臺(tái)灣企業(yè)盛群、 松翰、新唐以及大陸廠商士蘭微、華大半導(dǎo)體等采用IDM模式。資料來源：英飛凌Q4財(cái)報(bào)，前瞻產(chǎn)業(yè)研究所，方正證券研究所整理MCU行業(yè)競爭簡況2019年全球MCU競爭格局2019年中國MCU競爭格局18%18%16%12%12%8%2%1%1%11%10%瑞薩 恩智浦 英飛凌微芯科技意法半導(dǎo)體德州儀器 三星新唐科技 芯科科技 東芝華大半導(dǎo)體其他17%16%9%8%7%6%6%5%3%24%瑞薩 恩智浦意法半導(dǎo)體 微芯科技 東芝英飛凌 三星電子 愛特梅爾 新唐科技 其他 國外廠商產(chǎn)品齊全，國內(nèi)廠商集中

19、在消費(fèi)電子領(lǐng)域：國外廠商產(chǎn)品種類齊全，覆蓋消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制領(lǐng)域，且產(chǎn)能分布較為均衡，國內(nèi)廠商產(chǎn)能主要集中消費(fèi)電子特別是家電領(lǐng)域， 芯旺微、比亞迪 等企業(yè)擁有車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品，其他廠商尚處在研發(fā)或認(rèn)證階段。 國內(nèi)外廠商產(chǎn)品位數(shù)相差不大：國外廠商如意法半導(dǎo)體、恩智浦、微芯科技等主流產(chǎn)品均為32位，部分國 內(nèi)廠商如中穎電子產(chǎn)品以8位為主，目前大部分國內(nèi)廠商均具備32位產(chǎn)品生產(chǎn)能力，整體差距不大。內(nèi)核 方面，各家廠商均以ARM內(nèi)核為主，國內(nèi)廠商主要使用ARM Cortex-M0/M3內(nèi)核，國外廠商對更性能更 好的M4/M7內(nèi)核使用率較低。另外部分國外廠商如微芯科技擁有自主開發(fā)的內(nèi)核，國內(nèi)廠

20、商中芯旺微擁有 自研內(nèi)核。 生態(tài)建設(shè)國外廠商優(yōu)勢明顯：以中國電子技術(shù)論壇發(fā)帖量（兆易創(chuàng)新、新唐等廠商官網(wǎng)鏈接的技術(shù)論壇之 一）作為參考，國內(nèi)廠商僅新唐科技發(fā)帖量超過十萬，國外廠商德州儀器發(fā)帖量約為44萬，意法半導(dǎo)體發(fā) 帖量超60萬。資料來源：方正證券研究所整理MCU行業(yè)競爭簡況部分國內(nèi)廠商車規(guī)MCU產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度中國電子技術(shù)論壇發(fā)帖量統(tǒng)計(jì)7000006000005000004000003000002000001000000杰發(fā)科技2018年新首顆車規(guī)級(jí)MCU芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)芯旺微2019年推出了17款車規(guī)MCU比亞迪2019年推出第一代32位車規(guī)級(jí)MCU芯片兆易創(chuàng)新已投入汽車電子MCU研發(fā)中穎電子已

21、投入汽車電子MCU研發(fā)資料來源：grandviewresearch，前瞻產(chǎn)業(yè)研究所，方正證券研究所整理下游及終端應(yīng)用MCU應(yīng)用領(lǐng)域：全球汽車電子占比最高，中國集中在家電領(lǐng)域。據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)，2019年全球MCU下游應(yīng)用主要分布在汽車電子(33%)、工控/醫(yī)療(25%)、計(jì)算機(jī)(23%)和消費(fèi) 電子(11%)四大領(lǐng)域。具體到中國，2019年中國MCU市場銷售額集中在消費(fèi)電子(26%)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(19%)領(lǐng)域，而汽車電子(16%)及工業(yè)控制(11%)領(lǐng)域的MCU占比則顯著低于全 球水平，中國MCU應(yīng)用仍主要集中在家電等品類。2019年全球MCU應(yīng)用分布2020年中國MCU應(yīng)用領(lǐng)域

22、銷售額分布26%19%15%15%10%16%消費(fèi)電子計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)汽車電子IC卡工業(yè)控制 其他33%25%23%11%8%Automotive Consumer Electronics IndustrialMedical Devices Military&Defense目錄一、MCU投資邏輯框架二、詳解MCU：行業(yè)概況三、鳥瞰于胸：產(chǎn)業(yè)鏈分析四、窺見核心：增長驅(qū)動(dòng)力物聯(lián)網(wǎng)：通信+MCU集成消費(fèi)電子：智能家居與智能穿戴 汽車電子：汽車電氣化趨勢工業(yè)控制：工業(yè)生產(chǎn)智能化五、知己知彼：細(xì)說國內(nèi)外廠商資料來源：聯(lián)盛德，方正證券研究所整理MCU增長驅(qū)動(dòng)力 ：物聯(lián)網(wǎng) 根據(jù)GSMA數(shù)據(jù)，2018年全球物聯(lián)網(wǎng)

23、設(shè)備數(shù)量為91億個(gè)，2010-2018年復(fù)合增長率為 20.9%，預(yù)計(jì)2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將高達(dá)252億個(gè)。中國物聯(lián)網(wǎng)整體規(guī)模逐年增長，2015年中國物聯(lián)網(wǎng)整體規(guī)模為7500億元，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到18300億元，2015年-2020年復(fù)合增長率為19.5%。 伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，MCU市場經(jīng)歷價(jià)量齊升的過程。未來物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)端到端人機(jī)互動(dòng)， 幾乎每個(gè)設(shè)備每個(gè)端都需要一個(gè)甚至多個(gè)MCU。更多的數(shù)據(jù)更高的計(jì)算要求，推動(dòng)設(shè)備向32 位高端MCU升級(jí)。0%2%4%6%16%05010015020025030020182023E20192020E2021E2022E全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量（億）20

24、24E2025E增長率（%）全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量及預(yù)測情況中國物聯(lián)網(wǎng)整體規(guī)模及增長率0%5%10%15%20%25%30%020004000600014% 1400012% 1200010% 100008%80001600020% 2000018% 18000201520162017201820192020產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億元）增長率資料來源：CSDN，聯(lián)盛德，方正證券研究所整理物聯(lián)網(wǎng)：設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方式設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于組網(wǎng)技術(shù)，組網(wǎng)技術(shù)有 LoRa（遠(yuǎn)距離無線電）、Zigbee（短距離低 速）、WiFi、NB-IoT（蜂窩網(wǎng)絡(luò)）、藍(lán)牙， 需要搭配響應(yīng)的組網(wǎng)模塊才能遙控設(shè)備。 我國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)2020

25、年達(dá)到35億，2017- 2020的復(fù)合增長率為34%。主要的組網(wǎng)方式 是WiFi和藍(lán)牙，2020年WiFi和藍(lán)牙組網(wǎng)技術(shù) 占比達(dá)67.3%，蜂窩網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)占比逐年提升， 由2017年的3%上升到2020年占8.75%。 射頻廠家紛紛推出通信協(xié)議+MCU方案。物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)對比LoRaZigbeeWiFiNB-IoT藍(lán)牙傳輸距離遠(yuǎn)距離（城市2公里，郊區(qū)20公里）短距離（10米-百米）短距離（50米）遠(yuǎn)距離（一般10km以 上）短距（10 米）電池續(xù)航10年/AA電池2年/AA電池?cái)?shù)小時(shí)10年/AA電池?cái)?shù)天傳輸速度0.350kbps2.4G：1M-11M5G：1M-500M1M網(wǎng)絡(luò)延時(shí)TBD不到1

26、s不到1s6s-10s不到1s適合領(lǐng)域戶外場景、LPWAN大面積、傳感 器應(yīng)用、可搭私有網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩網(wǎng) 絡(luò)覆蓋不到的地方常見于戶內(nèi)場景、戶外也有（LPLAN）、小范圍傳感器 應(yīng)用、可搭建私有網(wǎng)絡(luò)常見于戶內(nèi)場景、 也有用于戶外戶外場景、LPWAN大 面積傳感器應(yīng)用常見于戶 內(nèi)、車內(nèi) 場景05101520253035402017201820202019蜂窩LPWANWiFi/藍(lán)牙其他中國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)（單位：億）資料來源：充電頭網(wǎng)，電路城，方正證券研究所整理物聯(lián)網(wǎng)：通信方案 通信方案主要有兩種：單芯集成協(xié)議MCU和雙芯MCU+通信芯片。單芯方案主要用于智能 燈泡、智能插座等比較簡單的控制電路；雙芯片

27、方案主要用于智能攝像頭、智能音響等運(yùn)算 要求高的電路。 雙芯結(jié)構(gòu)會(huì)增加設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中的復(fù)雜性和安全風(fēng)險(xiǎn)，例如存儲(chǔ)在閃存中的網(wǎng)絡(luò)安全密鑰 容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊、需要對不同軟件開發(fā)工具進(jìn)行更多投入、系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用沒有技術(shù)支持等。 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)通信協(xié)議+MCU集成趨勢。Yeelight LED智能燈泡拆解小米智能攝像頭兆易創(chuàng)新：SPI FlashMarvell：WiFi MCU智源：SoC微步：電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)瑞昱：WiFi 模塊資料來源：聯(lián)盛德，方正證券研究所整理物聯(lián)網(wǎng)MCU：國產(chǎn)替代率高樂鑫博通集成聯(lián)盛德博流瑞昱（中國臺(tái)灣芯片ESP32BK7231UW800BL602/604RTL8720WiFi速率1

28、50Mbps150Mbps150Mbps65Mbps150MbpsMCU型號(hào)Xtensa LX6ARM9EXT804RISC-VKM4最高運(yùn)行頻率240MHz120MHz240MHz160MHz120MHzDSP運(yùn)算單元浮點(diǎn)運(yùn)算單元SRAM512KB256KB288KB276KB256KBFlash2MB2MB2MB-2MB硬件加解密AES/SHA2/RS A/ECC無AES/DES/3DES/S HA1/MD5/RSA/T RNGAES/SHA1/TRNG/PKAAES/SHA2/RSA/ MD5TEE安全引擎No）根據(jù)Techno Systems Research 2017年2月及2018

29、年2月發(fā)布的各年度研究報(bào)告，在物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi MCU 芯片領(lǐng)域，樂鑫是與高通、德州儀器、美滿、賽普拉斯、瑞昱、聯(lián)發(fā)科等同屬于 第一梯隊(duì)的大陸企業(yè)。目前主流嵌入式WiFi芯片企業(yè)包括:高通(美國)、瑞昱(中國臺(tái)灣)、樂鑫、博通集成、聯(lián)盛德 以及博流，國產(chǎn)替代率高。主流WiFi MCU性能對比資料來源：STM32單片機(jī)微信公眾號(hào)，C114通信網(wǎng)，方正證券研究所整理MCU增長驅(qū)動(dòng)力 ：智能家居家電智能化趨勢：機(jī)械按鍵交互向觸摸語音交互轉(zhuǎn)變、數(shù)碼管顯示向液晶顯示轉(zhuǎn)變、單頻向 變頻轉(zhuǎn)變等。計(jì)算能力和抗干擾能力要求增大，需求向更高級(jí)的MCU轉(zhuǎn)移。2020年，中國智慧家庭產(chǎn)品出貨總量達(dá)到2.8億臺(tái)，到20

30、25年出貨總量將增長至8.1億臺(tái)， 年復(fù)合增長率可達(dá)23.7%。家庭視頻視訊設(shè)備（電視機(jī)、機(jī)頂盒）和智慧安防產(chǎn)品（攝像頭、門鎖）占比最高，分別達(dá) 到39.2%和19.6%；智能白電（冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)）占比接近兩成，達(dá)到17.1%。 家電智能化演變80070060050040030020010002019智能家電2020家庭視頻娛樂2021E智能音箱2022E2025E智慧安防其他 中國智慧家庭出貨量及預(yù)測（單位：百萬臺(tái)）900資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，IDC咨詢微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理智能家居：智能家電滲透率提升全國家用電器工業(yè)信息中心數(shù)據(jù)顯示，2019年國內(nèi)市場家電零售額規(guī)模8032

31、億 元，同比增長率為-2.2%。根據(jù)IDC中國智能家居設(shè)備市場季度跟 蹤報(bào)告，2019年上半年中國智能大家 電市場出貨量約為2838萬臺(tái)，同比增長22.8%。 家電市場整體表現(xiàn)平穩(wěn)，智能家電市場的 銷售保持穩(wěn)步增長態(tài)勢。傳統(tǒng)家電智能化 轉(zhuǎn)型迫在眉睫。2019上半年智能大家電出貨量及同比增長率中國空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)市場智能化滲透率14%12%10%8%6%4%2%0%-2%-4%840082008000780076007400720070006800660064002016201720182019家電行業(yè)零售額（億元）同比增長率（%）2016-2019年中國家電行業(yè)零售額資料來源：居博士官網(wǎng)，C

32、SDN，方正證券研究所整理智能家居：住宅智能化智能住宅利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安防技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)等將家居生活有關(guān)設(shè)施集成， 通過主機(jī)中的MCU來進(jìn)行綜合調(diào)控，構(gòu)建高效的住宅設(shè) 施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。房地產(chǎn)市場從增量轉(zhuǎn)為存量，地產(chǎn)商正在積極尋求轉(zhuǎn)型道路， 以智能家居提升房產(chǎn)附加值，成為房產(chǎn)市場發(fā)展轉(zhuǎn)型 之剛需。手 機(jī)固 話遙 控通信模塊語音模塊雙音多頻LCD鍵盤電 力 線 載 波 局 端主機(jī)AC 220V波 終 端波 終 端 波 終 端 波 終 端 電 力 線 載電 力 線 載電 力 線 載電 力 線 載 繼電器：開關(guān)、插座 日光燈：調(diào)等火災(zāi)報(bào)警：煙霧報(bào)警防盜報(bào)警：

33、熱釋器其它被控制家電設(shè)施被控制對象智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案MCU2MCU1住宅智能化資料來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，方正證券研究所整理國產(chǎn)替代：八大家電企業(yè)“造芯”之路八大家電企業(yè)自給率高，紛紛加速智能化轉(zhuǎn)型，加速家電芯片國產(chǎn)替代進(jìn)程。分 類企 業(yè)代表芯片應(yīng)用領(lǐng)域重大事件獲得成績第 一 梯 隊(duì)海 爾數(shù)字電視解碼芯片、 QPSK解調(diào)芯片、IoT芯 片-U+云芯消費(fèi)電子、照明、安 全汽車電子、儀器儀 表工業(yè)控制2000年成立上海東軟 載波微電子有限公司2015年研發(fā)出畫質(zhì)引擎芯片，成為全球三家擁有畫 質(zhì)芯片開發(fā)能力的電視企業(yè)之一；2017年海爾芯片 出貨量1億片海 信數(shù)字視頻處理芯片信芯、 多媒體電視S

34、oC主芯片、 畫質(zhì)引擎芯片智能電視、激光投影、 智慧家庭、智能交通、 汽車電子、光通訊2005年成立青島海信 信芯科技有限公司2015年發(fā)布Hi-View Pro畫質(zhì)引擎芯片，成為中國 唯一擁有自主高端畫質(zhì)芯片的電視企業(yè)，入圍全球 三強(qiáng)TCL顯示與觸控芯片、智能 電視芯片、機(jī)頂盒智能 芯片手機(jī)、智能電視、電 腦顯示器、數(shù)字家庭2013年參股敦泰電子 和晶晨半導(dǎo)體2014年引入展訊和銳迪科，形成完善的芯片產(chǎn)業(yè)鏈 結(jié)構(gòu)長虹音視頻處理SoC、阿波羅變頻MCU智能電視、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、小家電、汽車電子2005年成立四川虹微技術(shù)有限公司第一款基于長虹SoC芯片的PMP產(chǎn)品已研制成功，打破國外對高端音

35、視頻處理芯片領(lǐng)域的壟斷第 二 梯 隊(duì)創(chuàng) 維蜂鳥AI畫質(zhì)芯片智能電視、智能硬件2017年設(shè)立深圳天辰 半導(dǎo)體有限公司2018年推出自主研發(fā)的AI畫質(zhì)芯片蜂鳥，在電視畫 質(zhì)優(yōu)化上躋身世界一流美 的物聯(lián)網(wǎng)安全Wi-Fi安全 芯片物聯(lián)網(wǎng)、智慧家居安 全防護(hù)2015年M-Smart新 的安全體系成功上線、 2021年成立美墾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi安全芯片為行業(yè)首創(chuàng)，參照國家金融 安全需求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，EAL4+級(jí)安全認(rèn)證是中國信息 安全測評(píng)中心在USB KEY領(lǐng)域內(nèi)可授予的最高安全 證書康 佳8K圖像處理芯片智能電視、圖像掃描2018年康佳半導(dǎo)體科 技事業(yè)部授牌自主研發(fā)8k圖像處理芯片擁有目前市

36、場上唯一單線 傳輸8k 60Hz信號(hào)的技術(shù)格 力空調(diào)機(jī)主芯片、高端變 頻驅(qū)動(dòng)芯片智能空調(diào)、智慧家庭 變頻驅(qū)動(dòng)2018年設(shè)立珠海零邊 界集成電路有限公司已成為嵌入式芯片、功率器件及其配套開發(fā)方案和算法一站式服務(wù)的供應(yīng)商。注：第一梯隊(duì)代表入局芯片領(lǐng)域時(shí)間相對較早，第二梯隊(duì)是近年來加入芯片的家電企業(yè)資料來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察，中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，方正證券研究所整理國產(chǎn)替代：家電MCU國產(chǎn)替代程度高一般家電芯片包括MCU主控芯片、電源管理芯片、通信芯片、驅(qū)動(dòng)芯片和圖像處理芯片，目 前家電企業(yè)的造芯進(jìn)程中，幾乎所有芯片都已布局。 八大家電企業(yè)造芯布局中，MCU的占比 最高，達(dá)到34%。家電MCU國產(chǎn)替代程度高

37、，中穎電子在中國小家電MCU中處于領(lǐng)先地位，據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)，2017年中穎電子在中國家電MCU中的占比為19.8%，排名第三，與排名前二的MCU 廠家盛群半導(dǎo)體（22.6%）和盛群電子（21.2%）的差距不大，預(yù)計(jì)未來小家電領(lǐng)域MCU國 產(chǎn)替代率會(huì)進(jìn)一步提升。 八大家電布局芯片類型占比 2017年中國小家電MCU競爭格局 34%33%13%13%7%MCU主控芯片圖像處理芯片 物聯(lián)網(wǎng)芯片 變頻驅(qū)動(dòng)芯片 通訊芯片14.30%21.20%19.80%22.60%11.60% 10.50%瑞薩電子 松翰科技 義隆電子 中穎電子 盛群半導(dǎo)體 其他MCU增長驅(qū)動(dòng)力 ：智能穿戴2016年蘋果發(fā)布

38、第一代Air Pods，開創(chuàng)真 無線耳機(jī)（TWS）時(shí)代，iPhone 12系列取消標(biāo)配耳機(jī)，再次引發(fā)TWS耳機(jī)銷量暴增。 傳統(tǒng)有線耳機(jī)線路簡單，無需配置MCU主控 芯片。TWS產(chǎn)業(yè)鏈主要包括ODM廠商，無線耳機(jī) 和充電盒元器件廠商，其包括主控芯片、存 儲(chǔ)芯片、FPC、語音加速感應(yīng)器、MEMS、 過流保護(hù)IC、電池等。STM32L476MGY6 超低功耗MCU資料來源：我愛音頻網(wǎng)微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理恒玄藍(lán)牙主控芯片AirPods Pro TWS耳機(jī)充電倉拆機(jī)小米Air Pro2 TWS耳機(jī)拆機(jī)EarPods有線耳機(jī)拆機(jī)資料來源：Statista，CounterPoint，方正證券研究所

39、整理智能穿戴：TWS耳機(jī)市場空間與競爭格局 據(jù)Counterpoint預(yù)計(jì)，TWS耳機(jī)市場會(huì)有十年前智能手機(jī)一樣的增長趨勢，智能手機(jī)市場2009-2012年CAGR為80%，預(yù)計(jì)TWS市場2019-2022年CAGR為80%。在Air Pods引爆市場后，各手機(jī)廠商如華為、OPPO、vivo、小米以及傳統(tǒng)音頻廠商Sony、 BOSE、1MORE、漫步者紛紛跟進(jìn)推出相關(guān)產(chǎn)品，蘋果市場份額雖仍是第一，其他品牌耳機(jī) 也在加速搶占，使得蘋果市場份額逐年減少，據(jù)Statista數(shù)據(jù)，蘋果TWS耳機(jī)市場占有率從2018年Q4的60%下降到2019年Q3的45%。TWS耳機(jī)市場規(guī)模TWS耳機(jī)市場競爭格局35

40、3025201510502018Q42019Q12019Q22019Q3AppleOther Brands資料來源：電子說，電子發(fā)燒友，方正證券研究所整理智能穿戴：手表、手環(huán)拆解 智能手表和智能手環(huán)的性能和功能的差異決定了主控芯片的配置不同。 通常情況下，高端智能手表的主控芯片功能強(qiáng)于智能手環(huán)。高端手表處理的任務(wù)多，需要用內(nèi)嵌操作系統(tǒng) 的SoC，而手環(huán)只需要時(shí)鐘、記步、統(tǒng)計(jì)熱量小號(hào)、測血壓等簡單的功能，使用MCU即可。 隨著智能手表性能和功能的加強(qiáng)，使用帶系統(tǒng)的SoC+MCU會(huì)是的趨勢，其中WiFi模塊中集成了MCU， 另外需要多一顆MCU來鏈接眾多的傳感器，輔助SoC采集數(shù)據(jù)。兆易創(chuàng)新： G

41、D25LQ32 32 Mb NORDialog： 藍(lán)牙+MCUAzoteq： 觸控模塊NXP：NFC模塊意法半導(dǎo)體：加速度傳感器SGMICRO：閃存小米手環(huán)3拆解華米AMAZFIT 拆解意法半導(dǎo)體：MCUNXP：NFC模塊北京君正： 雙核處理器鎂光：內(nèi)存模塊博世：陀螺儀+加速器賽普拉斯：WiFi MCU旭化成：三軸電子羅盤資料來源：varindia，t4ai，方正證券研究所整理智能穿戴：手表、手環(huán)市場的發(fā)展得益于硬件創(chuàng)新，智能手表逐步成熟，與智能手 機(jī)組成的應(yīng)用生態(tài)日趨完善。通過定位聚焦于運(yùn) 動(dòng)、健康、移動(dòng)支付領(lǐng)域，行業(yè)持續(xù)加速發(fā)展， 預(yù)計(jì)2021年智能手表的支出將達(dá)到273.88億美 元。

42、智能手環(huán)相比智能手表，性能較低、功能單一、 只支持蘋果或安卓單一操作系統(tǒng)。t4ai預(yù)測未來 整個(gè)智能手環(huán)市場將持續(xù)萎縮。小米智能手環(huán)市場占有率高，預(yù)計(jì)未來市場集中 度進(jìn)一步提升。全球智能手表消費(fèi)趨勢全球智能手環(huán)消費(fèi)趨勢32%13%11%11%4%30%小米三星Fitbit蘋果華為其他2019年Q3智能手環(huán)市場份額 資料來源：counterpoint，t4ai，方正證券研究所整理智能穿戴：國產(chǎn)替代 未來，智能手表行業(yè)將更進(jìn)一步地向頭部集中。蘋果、三星、華為、Garmin將占據(jù)超過75%的市場份額。參考智能手機(jī)市場的發(fā)展，未來蘋果TWS耳機(jī)的市場份額會(huì)進(jìn)一步下降，而國內(nèi)廠商諸如 小米、華為、OPP

43、O、vivo等手機(jī)廠商會(huì)快速崛起，為芯片國產(chǎn)替代提供條件。目前充電 盒國產(chǎn)主控MCU方案成熟，如芯海科技、昇生微、微源半導(dǎo)體等均有成熟的方案且被各大TWS品牌商采用。 2020上半年全球主要智能手表企業(yè) 2020年Q3全球TWS耳機(jī)市場份額 51%9%8%7%5%3%3%2%12%蘋果Garmin 華為 三星imoo AMAZFITfitbitfossil其他29%13%5%5%3% 3%3%2%33%2% 2%Apple Xiaomi Samsung JBLQCYJLABJabra Sony EDIFIER資料來源：Stockfeel，方正證券研究所整理ECU（Engine Control

44、Unit），即發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，特指電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)。但 是隨著汽車電子的迅速發(fā)展，ECU的定義也發(fā)生了巨大的變化，變成了electronic control unit即電子控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統(tǒng)。而原來的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU有很多的公司稱 之為EMS（Engine Management System）。常見的ECU有導(dǎo)航ECU、安全氣囊ECU、引擎ECU、電動(dòng)車窗ECU、懸吊系統(tǒng)ECU。ECU由MCU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及驅(qū)動(dòng)等集成電路組成。 其中MCU是ECU真正起到控制作用的關(guān)鍵。汽車電子：ECU構(gòu)成汽車常用ECUECU內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料來源：蓋世汽車研究院，Di

45、gikey，方正證券研究所整理MCU增長驅(qū)動(dòng)力 ：汽車電子 汽車電子應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)超過1/3的MCU市 場，汽車向智能化過程中，對安全、環(huán)保 要求越來越高，因此對MCU的需求增長 迅猛。據(jù)IC Insights預(yù)測，車用MCU銷 售額將在2020 年接近65 億美元， 并在 2023年達(dá)到81億美元。 據(jù)Strategy Analytics統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)燃油車 中MCU占整車半導(dǎo)體價(jià)值的23%，純電 動(dòng)汽車MCU占整車半導(dǎo)體價(jià)值的11%， 2018年傳統(tǒng)燃油車單車半導(dǎo)體價(jià)值量為338美元，新能源汽車單車半導(dǎo)體價(jià)值量 為704美元，MCU價(jià)值量在傳統(tǒng)燃油車 和新能源車中相當(dāng)，均為78美元左右。21%2

46、3%13%43%功率半導(dǎo)體MCU傳感器其他55%11%7%27%功率半導(dǎo)體MCU傳感器其他燃油汽車半導(dǎo)體價(jià)值量占比純電動(dòng)車半導(dǎo)體價(jià)值量占比部分車用MCU據(jù)Strategy Analysis數(shù)據(jù)，全球以及國內(nèi)車載 MCU市場主要由恩智浦、瑞薩、英飛凌、德州 儀器、微芯科技占領(lǐng)，共占約85%市場份額。汽車級(jí)MCU產(chǎn)品品質(zhì)嚴(yán)苛，認(rèn)證過程很復(fù)雜， 投入大，短期內(nèi)難有盈利。目前國內(nèi)汽車級(jí) MCU已量產(chǎn)的公司有：杰發(fā)科技、上海芯旺微 電子、賽騰微電子、中微半導(dǎo)體等公司。 國內(nèi)車載MCU起步晚，較少公司涉及該領(lǐng)域業(yè) 務(wù)。未來國產(chǎn)替代潛力巨大。汽車電子：國產(chǎn)替代規(guī)格工作溫度交付良率工作壽命商業(yè)級(jí)070度35年

47、工業(yè)級(jí)-4085度510年汽車級(jí)070度軍工級(jí)070度國產(chǎn)車載MCU廠家公司汽車級(jí)MCU產(chǎn)品簡介杰發(fā)科技從2010年開始做車載信息娛樂芯片，在2012年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其IVI芯片在國內(nèi)后裝市場市占率約70%，在此 基礎(chǔ)上研發(fā)車載MCU；2018年推出首顆車規(guī)級(jí)車身控制MCU芯片AC781x系列，基于ARM Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)， 主頻為100MHz，通過了AEC-Q100 Grade 1，滿足-40到125的工作溫度，并且實(shí)現(xiàn)了客戶端量產(chǎn)。芯旺微電子專注于汽車級(jí)、工業(yè)級(jí)混合信號(hào)8位MCU、32位MCU&DSC芯片設(shè)計(jì)，擁有自主IP的KungFu8和 KungFu32內(nèi)核處理器架構(gòu)，迄今為止已

48、成功向?qū)I(yè)芯片應(yīng)用市場輸送KF8F、KF8L、KF8A、KF8TS、KF8S等8位 單片機(jī)產(chǎn)品，在2019年第四季度量產(chǎn)了基于KungFu32內(nèi)核的32位MCU賽騰微專注于汽車/新能源汽車用控制SoC/ MCU芯片、功率驅(qū)動(dòng)器件以及相關(guān)應(yīng)用方案開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。2019年， 賽騰微針對汽車LED尾燈流水轉(zhuǎn)向燈而量身定制的主控MCU芯片ASM87F0812T16CIT已通過國內(nèi)知名汽車廠家一 系列上車測試認(rèn)證，出貨量超百萬顆。中微半導(dǎo)體于2018年3月成立北京中微芯成，專門研發(fā)高端工業(yè)類汽車級(jí)32位MCU產(chǎn)品，團(tuán)隊(duì)多數(shù)成員有在瑞薩 公司工作的經(jīng)歷，因此中微半導(dǎo)體具備了進(jìn)入汽車領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)。中微半導(dǎo)

49、體進(jìn)入汽車領(lǐng)域從后裝市場切入，比 如電機(jī)控制、中控面板等一些風(fēng)險(xiǎn)比較小的應(yīng)用。資料來源：與非網(wǎng)，方正證券研究所整理不同領(lǐng)域MCU要求MCU增長驅(qū)動(dòng)力：工業(yè)控制資料來源：Prismark，賽迪顧問，并購優(yōu)塾微信公眾號(hào)，中國電子報(bào)微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%14.0%05001000150020002500201820192020E市場規(guī)模（億元）2021E增速（%）MCU是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的核心部件，如步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂、儀器儀表、工業(yè)電機(jī)等。以 工控的主要應(yīng)用場景工業(yè)機(jī)器人為例，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人所需的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，需要對電 機(jī)的位置、方

50、向、速度和扭矩進(jìn)行高精度控制，而MCU則可以執(zhí)行電機(jī)控制所需的復(fù)雜、 高速運(yùn)算。 工業(yè)4.0時(shí)代下工業(yè)控制市場前景廣闊，催漲MCU需求。根據(jù)Prismark統(tǒng)計(jì)，2019年全球 工業(yè)控制的市場規(guī)模為2310億美元，預(yù)計(jì)至2023年全球工業(yè)控制的市場規(guī)模將達(dá)到2600億 美元，年復(fù)合增長率約為3%。根據(jù)賽迪智庫的數(shù)據(jù)，2020年中國工業(yè)控制市場規(guī)模達(dá)到 2321億元，同比增長13.1%。2021年市場規(guī)模有望達(dá)到2600億元。全球工業(yè)控制市場規(guī)模及其增速中國工業(yè)控制市場規(guī)模及其增速300016.0%工業(yè)控制：國產(chǎn)替代邏輯資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中穎電子定期公告，上海貝嶺定期報(bào)告，方正證券研究所

51、整理MCU市場現(xiàn)被國外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商雖百花齊放，但占比較低，國產(chǎn)替代空間巨大。根 據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2019年全球MCU市場主要被微芯、意法半導(dǎo)體、瑞薩、德州儀器、恩 智浦等廠商占據(jù)，前五大廠商合計(jì)市場份額達(dá)72.8%。中國MCU市場主要被意法半導(dǎo)體、 恩智浦、微芯、瑞薩、英飛凌等廠商占據(jù)，前五大廠商合計(jì)市場份額達(dá)74.42%。 近期MCU市場缺貨行情持續(xù)，本土MCU產(chǎn)業(yè)鏈有望加速產(chǎn)品的市場拓展，提升產(chǎn)品的價(jià)值 量或出貨量，從而充分受益于MCU市場高漲的應(yīng)用需求。 另一方面，高性能MCU的價(jià)量齊 升，帶來可觀的毛利率，驅(qū)使更多國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)進(jìn)軍MCU領(lǐng)域，加快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。 國內(nèi)廠商在工業(yè)控

52、制MCU產(chǎn)品方面，銷售收入及其占比逐年上升，產(chǎn)品出貨量增長顯著，國產(chǎn)替代指日可待。中穎電子工業(yè)控制MCU 銷售收入逐年上升上海貝嶺工業(yè)控制MCU 銷售收入及其占比逐年上升 201820192020工業(yè)控制MCU銷售收入（萬元，左軸） 收入增速（%，右軸）100,00024.00%8,00016.00%90,00080,00070,00060,00020.00%16.00%7,0006,00012.00%50,00012.00%4,0008.00%40,00030,00020,00010,0008.00%4.00%3,0002,0004.00%00.00%00.00%1,0005,0002019

53、H12019工控半導(dǎo)體銷售收入（萬元，左軸） 占總業(yè)務(wù)比例（%，右軸）工業(yè)控制解決方案一覽資料來源：東軟載波公司官網(wǎng)，方正證券研究所整理 東軟載波MCU工業(yè)控制的應(yīng)用與解決方案分為3個(gè)方向，分別是離線式UPS電源、自動(dòng)變光 面罩和電動(dòng)工具。離線式UPS電源的推薦產(chǎn)品為HR7P195、HR7P90H；自動(dòng)變光面罩的推 薦產(chǎn)品為HR8P506；電動(dòng)工具的推薦產(chǎn)品為HR7P155、HR7P169。離線式UPS電源及其原理自動(dòng)變光面罩及其原理電動(dòng)工具及其原理工業(yè)控制產(chǎn)品拆解一覽資料來源：8848汽車技術(shù)論壇微信公眾號(hào)，方正證券研究所整理混合動(dòng)力模塊拆解A.混合動(dòng)力控制總成（HPCU）B.LDCC.散熱

54、片D.電機(jī)控制模塊：混合動(dòng)力控制總成(HPCU)2.控制電路板：MCU(逆變器) +HCU+LDC3.電容器(最大700V)4.電流傳感器500A(電機(jī))，300A(HSG)電源模塊散熱器匯流條ABCD目錄一、MCU投資邏輯框架二、詳解MCU：行業(yè)概況三、鳥瞰于胸：產(chǎn)業(yè)鏈分析四、窺見核心：增長驅(qū)動(dòng)力五、知己知彼：細(xì)說國內(nèi)外廠商 海外巨頭中國臺(tái)灣廠商國產(chǎn)巨頭 其他標(biāo)的國內(nèi)外部分MCU廠商芯片參數(shù)對比概況國產(chǎn)MCU應(yīng)用領(lǐng)域主要以消費(fèi)電子、工業(yè)為主。國際巨頭公司MCU產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣。資料來源：公司官網(wǎng)，公司年報(bào)，方正證券研究所整理瑞薩電子：MCU市占率高 企業(yè)合并造就半導(dǎo)體巨頭：2003年日本兩家知

55、名科技公司日立和三菱的半導(dǎo)體部門合并成立瑞薩科技，至 2010年又與NEC電子合并成為瑞薩電子。目前瑞薩電子是全球十大半導(dǎo)體廠商之一，主要產(chǎn)品包括MPU、 MCU、功率器件等。MCU市占率全球第一，汽車業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)主要收入：瑞薩電子MCU全球市占率近年來霸占世界第一位置， 2019年市占率約18%，產(chǎn)品覆蓋汽車、工業(yè)控制、IoT等多個(gè)領(lǐng)域，其汽車MCU/SoC在ADAS領(lǐng)域市占率 極高；營收方面，2020年瑞薩電子收入7157億日元（約合424億人民幣），其中汽車業(yè)務(wù)營收3410億日 元，占比47.6%，工業(yè)/基礎(chǔ)設(shè)施/IoT業(yè)務(wù)營收3636億日元，占比50.8%。 自研內(nèi)核比肩ARM，低功耗產(chǎn)品

56、國際領(lǐng)先：瑞薩電子MCU產(chǎn)品覆蓋8/16/32位，使用ARM內(nèi)核以及自研 內(nèi)核，其自研的RX32位內(nèi)核在部分參數(shù)可以比肩ARM Cortex M系列內(nèi)核，其中RX100MCU產(chǎn)品作為全 系列功耗最低的MCU，在32MHz運(yùn)行模式下，電流消耗低至3.2mA，在軟件待機(jī)模式下，電流消耗低至 0.35A。瑞薩電子營收構(gòu)成瑞薩電子RX族MCU產(chǎn)品線47.6%50.8%汽車業(yè)務(wù)工業(yè)/基礎(chǔ)設(shè)施/IOT其他資料來源：公司官網(wǎng)，公司年報(bào)，方正證券研究所整理意法半導(dǎo)體：全球前十半導(dǎo)體廠商意法半導(dǎo)體（ST）集團(tuán)于1987年成立，是由意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導(dǎo)體公司合并而 成，從成立之初至今，

57、ST的增長速度超過了半導(dǎo)體工業(yè)的整體增長速度?？鐕鳬DM半導(dǎo)體公司，MCU產(chǎn)品覆蓋多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：意法半導(dǎo)體采用IDM模式，擁有16個(gè)先進(jìn)的研發(fā)機(jī) 構(gòu)、39個(gè)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中心、15個(gè)主要制造廠；產(chǎn)品方面，ST主營8/16/32位MCU產(chǎn)品，覆蓋穿戴式智能 醫(yī)療/保健設(shè)備、大型智能工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。其中STM32系列32位MCU涵蓋超低功耗系列、主流系列和 高性能系列產(chǎn)品，核心架構(gòu)包括ARM Cortex-M0/M0+、Cortex-M3、Cortex-M4和Cortex-M7等， 截止至2017年出貨量超30億顆。車規(guī)級(jí)MCU供應(yīng)等多家廠商：受益于對汽車電子領(lǐng)域的提早布局，意法半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)MCU處于

58、業(yè)界領(lǐng)先 水平，產(chǎn)品日產(chǎn)、奧迪、上汽、特斯拉等多家廠商。意法半導(dǎo)體ST32系列產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域資料來源：公司官網(wǎng)，方正證券研究所整理恩智浦：脫胎于飛利浦的MCU巨頭 收購飛思卡爾，業(yè)務(wù)優(yōu)勢互補(bǔ)：恩智浦半導(dǎo)體創(chuàng)立于2006年，其前身為荷蘭飛利浦公司于1953年成立的半 導(dǎo)體事業(yè)部，總部位于荷蘭埃因霍溫，2015年，恩智浦收購了由摩托羅拉創(chuàng)立的飛思卡爾半導(dǎo)體，二者優(yōu) 勢互補(bǔ)，且均擁有10000項(xiàng)左右的專利，收購?fù)瓿珊?，恩智浦躋身全球前十大半導(dǎo)體廠商。MCU業(yè)務(wù)市占率全球第二，汽車芯片業(yè)務(wù)行業(yè)領(lǐng)先：2015年合并飛思卡爾后，恩智浦MCU業(yè)務(wù)市占率排 名第二，僅次于瑞薩電子；在汽車業(yè)務(wù)上，受益于飛思卡爾

59、與恩智浦在汽車芯片業(yè)務(wù)的技術(shù)積累，恩智浦汽 車電子業(yè)務(wù)始終位于業(yè)界前列，2020年汽車業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)恩智浦約47%的營收。 主營MCU、MPU，提供多種汽車半導(dǎo)體解決方案：產(chǎn)品方面，恩智浦覆蓋了MCU和MPU等產(chǎn)品，可廣泛 應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，其推出的基于S32汽車平臺(tái)的MCU/MPU在安全性與效率方面 優(yōu)勢明顯，已被全球主流OEM廠商采用，此外恩智浦可為各種高成長應(yīng)用提供完整汽車半導(dǎo)體解決方案， 包括汽車信息娛樂系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等。恩智浦2020年?duì)I收構(gòu)成恩智浦S32系列汽車平臺(tái)圖解47%18%13%21%汽車業(yè)務(wù)IoT移動(dòng)互聯(lián)其他資料來源：公司年報(bào)，公司官網(wǎng)

60、，方正證券研究所整理英飛凌：全球領(lǐng)先半導(dǎo)體公司英飛凌于1999年4月1日在德國慕尼黑成立，其前身為西門子集團(tuán)半導(dǎo)體部門。在法蘭克福證 券交易所(股票代碼：IFX)和美國柜臺(tái)交易市場OTCQX International Premier(股票代碼： IFNNY)掛牌上市。公司主要為汽車和工業(yè)功率器件、芯片卡和安全應(yīng)用提供半導(dǎo)體和系統(tǒng)解 決方案。 并購賽普拉斯，產(chǎn)品組合優(yōu)勢互補(bǔ)： 賽普拉斯擁有包括微控制器、軟件和連接組件等具差異化 的產(chǎn)品組合，與英飛凌的功率半導(dǎo)體、傳感器和安全解決方案優(yōu)勢高度互補(bǔ)。且有利于英飛凌 加深滲透汽車與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，拓寬醫(yī)療領(lǐng)域布局。英飛凌2020年?duì)I收構(gòu)成英飛凌32位Tr