導語

2021年7月18日，臺積電面向股東召開電話會議，聲稱目前優(yōu)先生產(chǎn)汽車芯片，公司稱2021年上半年其汽車用MCU芯片的產(chǎn)量同比增加了30%，預計全年增長可達60%。

MCU究竟是什么？，它為何會在2021年得到全球晶圓制造龍頭那么高的資源傾斜？在國內(nèi)哪些企業(yè)是在MCU領域的龍頭？本篇文章將帶領大家一同了解。

什么是微控制單元

世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）將所有半導體按照結構功能劃分為集成電路、分立器件、光電子器件與傳感器四大類。

集成電路簡稱IC（Integrated Circuit），是采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容等元件集成在半導體晶圓上，成為具有所需電路功能的微型結構，占全球半導體市場份額的83%。

集成電路可進一步細分為承擔計算功能的邏輯芯片、承擔存儲功能的存儲芯片，承擔傳輸與能源供給功能的模擬芯片以及將運算、存儲等功能集成于一個芯片之上的微控制單元（MCU），它們的市場份額分別占到半導體總體市場份額的28.22%、27.39%、13.28%、14.11%。?

非集成電路半導體元件（分立器件、光電子器件、傳感器）的市場份額占半導體總體市場份額的17%，我們也會在在系列后續(xù)文章中詳細介紹。

數(shù)據(jù)來源：WSTS、大象研究院整理

微控制單元（MCU）是中央處理器（CPU）在發(fā)展過程中根據(jù)特殊應用場景衍化出的分支，我們認為可歸類為邏輯芯片，但世界半導體貿(mào)易協(xié)會將MCU單獨分類，因此我們也在本篇文章中聚焦MCU。

眾所周知，CPU是計算機中的核心部件，起到運算與控制功能，與存儲器以及輸入輸出設備共同實現(xiàn)計算機的運行。隨著生活中各類電子設備的豐富發(fā)展與工業(yè)智能化的趨勢，某些用電器如一臺能夠自動控制加熱保溫的電飯煲或者汽車的自動雨刮器，并不需要CPU這么強的運算能力，因此可將CPU的規(guī)格進行適當縮減，僅保留需要的運算能力即可，并將內(nèi)存、計數(shù)器等外設集成在單一芯片上發(fā)揮功能，形成芯片級計算機，MCU（也被稱為單片機）便出現(xiàn)了。

MCU可廣泛應用于所需運算能力不強的場景，在汽車電子、工業(yè)控制、通訊與消費電子領域均有應用。

MCU可進一步細分為分為4位、8位、16位、32位、64位MCU，位數(shù)指的是內(nèi)核CPU一次處理數(shù)據(jù)的寬度，位數(shù)越高的MCU處理能力越強，同時成本也更高。目前市場主流MCU以8位和32位為主，兩者合計占到90%以上，8位MCU性價比較高，32位MCU近年來降價趨勢明顯。

MCU競爭格局

全球MCU領域呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局，根據(jù)Omidia的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、意法半導體與微芯科技前五大廠商市場份額2020年約占總體市場份額的75%，國內(nèi)廠商市場份額約占3%-5%。除恩智浦采用fabless模式外，MCU領域的國際大廠大多采用IDM模式，集設計、晶圓制造、封測等環(huán)節(jié)為一體。

2020年全球MCU市場競爭格局（%）

總體來看，海外廠商產(chǎn)品種類齊全，涵蓋附加值較高的車規(guī)級與工規(guī)級領域，而國內(nèi)廠商的產(chǎn)品主要集中于家電領域，比亞迪于2019年已推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片，2022年預計兆易創(chuàng)新將實現(xiàn)車規(guī)級MCU量產(chǎn)，中穎電子進行流片。車規(guī)級MCU的認證過程持續(xù)約兩年時間，耗時較長，因此具有較高的行業(yè)壁壘，附加值較高。

相關領域龍頭企業(yè)

中穎電子為我國MCU領域龍頭企業(yè)之一，成立于1994年，是首批被中國工業(yè)及信息化部與上海市信息化辦公室認定的IC設計企業(yè)。

公司采用fabless模式，主要產(chǎn)品為MCU，其MCU產(chǎn)品主要應用于家電、鋰電池管理、電機控制、智能電表及物聯(lián)網(wǎng)領域。

公司的MCU產(chǎn)品以8位MCU為主，32位MCU出貨量占比較少，公司當前主要戰(zhàn)略在于內(nèi)核上由8位向32位過渡、擴大公司在家電用MCU的市場份額與加快車規(guī)級MCU的研發(fā)。

兆易創(chuàng)新為我國存儲芯片龍頭企業(yè)，成立于2005年，2013年切入MCU領域，目前形成了存儲器+控制器+傳感器的產(chǎn)品矩陣。連續(xù)5年在中國32位MCU市場位列本土MCU廠商第一。?

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公司的微控制單元（MCU）為國內(nèi)32位通用MCU領域的主流產(chǎn)品（系列后續(xù)有MCU專題），目前已應用于家電與工控領域，車規(guī)級MCU流片已完成，目前在測試階段，有望于年中量產(chǎn)。

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公司主要財務數(shù)據(jù)

2017年-2021年兆易創(chuàng)新與中穎電子營收與營收增速

數(shù)據(jù)來源：公司年報

2020年的疫情大流行下，大多汽車廠商預期汽車銷量銳減，于是砍去大量汽車用芯片訂單，大量晶圓制造廠撤除車用芯片產(chǎn)線，轉為生產(chǎn)消費電子用芯片。然而汽車市場需求恢復遠超各主機廠預期，車用芯片產(chǎn)線的重新搭建需要時間，這是2020年-2021年全球芯片供需失衡的最主要原因。

由于車規(guī)級芯片的短缺，主機廠開始將部分非核心零部件使用工規(guī)級芯片替代，兆易創(chuàng)新在2021年將資源傾斜車用MCU，同時公司的Nor Flash產(chǎn)品在過去3-5年通過了大量主機廠認證，也為公司MCU產(chǎn)品的驗證帶來幫助。公司的MCU業(yè)務大幅增長，2020年同比增長70%。

2017年-2021年公司產(chǎn)品毛利率（%）

數(shù)據(jù)來源：公司年報

從兩者的毛利率水平上看，兆易創(chuàng)新的毛利率高于中穎電子，原因在于中穎電子的MCU產(chǎn)品中大部分用于家電產(chǎn)品，尤其是小家電。2021年中穎電子的產(chǎn)能大范圍向白色家電與電動自行車鋰電池芯片傾斜，大幅提升了自身的毛利率。

2017年-2020年公司與集成電路各領域龍頭企業(yè)研發(fā)支出占營收比例（%）

數(shù)據(jù)來源：公司年報

中穎電子的研發(fā)支出占收入比例與集成電路其它細分領域的龍頭相比處于中等水平，2020年約為17%，兆易創(chuàng)新的比例則較低，2020年約為12%，原因可能在于兆易創(chuàng)新產(chǎn)品中含有大量的存儲芯片，存儲芯片發(fā)展已較為成熟，行業(yè)內(nèi)技術標準較為統(tǒng)一，專注存儲芯片領域的海外大廠如美光與SK海力士研發(fā)支出占收入比例也在10%左右。

我們認為不能單純從研發(fā)支出占收入比例判斷半導體企業(yè)對于研發(fā)的重視程度，應考慮各細分領域的產(chǎn)品屬性的影響，產(chǎn)品迭代速度，標準化程度，與海外企業(yè)的差距都會對研發(fā)支出力度造成影響。