編者按：本文來自微信公眾號 半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank），創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

近年來，受益于AI、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、汽車電子、工業(yè)控制等市場蓬勃發(fā)展，MCU芯片市場規(guī)模迅速增長。據(jù)Yole研究報告顯示，2023年全球MCU市場規(guī)模約229億美元，預(yù)計至2028年將以5.3%的年復(fù)合增速達到320億美元。

未來，隨著新能源汽車滲透率進一步提高，電動化、智能化不斷升級，會有愈來愈多的場景需要高性能MCU來支持復(fù)雜的實時控制功能，有望推動車規(guī)級MCU量價齊升。在工業(yè)領(lǐng)域，機器人、電子元件制造設(shè)備和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域也存在著巨大的市場潛力，這都將為MCU 產(chǎn)品的廣泛采用提供助力。

可以看出MCU市場呈現(xiàn)出多樣化的特點，涵蓋了從低端到高端的不同產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域。同時，MCU技術(shù)也正在經(jīng)歷著前所未有的變革，從最初的8位和16位MCU，到如今的32位甚至更高性能的MCU，這一領(lǐng)域的技術(shù)和市場格局都在不斷演變。

在市場與技術(shù)的雙重驅(qū)動下，MCU行業(yè)正在迎來新的變革和競爭態(tài)勢。

國產(chǎn)MCU突圍背后，危機四伏？

從MCU全球市場格局來看，由于較高的行業(yè)和客戶認證壁壘，目前高端MCU芯片市場競爭格局較為集中，基本由歐美日廠商所壟斷。

以技術(shù)壁壘較高的汽車MCU為例，根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，全球汽車MCU市場目前主要由瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、Microchip、意法半導(dǎo)體國際大廠等所主導(dǎo)。其中，瑞薩電子目前市場份額最高達到了30%；恩智浦在2015年收購飛思卡爾之后強化汽車領(lǐng)域，車用MCU實力大幅提升，占比約為26%排名第二；英飛凌在收購賽普拉斯后，完善了汽車電子MCU產(chǎn)品線，目前市場份額為19%，排名第三。

相對于全球MCU市場而言，國內(nèi)MCU廠商則集中在消費類電子和工業(yè)等中低端應(yīng)用市場，在汽車等中高端領(lǐng)域的滲透率還有很大提升空間。

不過，隨著上一輪“缺芯潮”和近年來的“國產(chǎn)化機遇”，以及受益于汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”的迅猛發(fā)展趨勢，給國內(nèi)MCU公司帶來替代機會，國內(nèi)汽車廠商正積極驗證國產(chǎn)MCU，給國產(chǎn)MCU廠商進軍高端市場提供了新的契機。

整體來看，受MCU生產(chǎn)和認證標準影響，汽車MCU的生產(chǎn)標準和難度遠高于工控和消費類，因而相比于國際大廠的全方位產(chǎn)品布局，國內(nèi)MCU廠商在產(chǎn)品應(yīng)用布局時，最先瞄準消費電子市場，通過多年經(jīng)營積累后再逐步布局工控類甚至是車用MCU市場。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年工業(yè)用MCU市場規(guī)模占中國MCU市場規(guī)模的比例約為17.1%；車用MCU市場規(guī)模占中國MCU市場規(guī)模的比例約為31.6%，合計市場份額占比近一半。

從產(chǎn)品類型來看，以前本土企業(yè)主攻8位MCU，而中高端的32位產(chǎn)品市場主要被國際大廠把持。近些年，隨著國內(nèi)市場對國際大廠中高端MCU產(chǎn)品的技術(shù)和應(yīng)用不斷消化，同時國內(nèi)外企業(yè)之間的人才流動愈加頻繁，通過時間積累，中國本土企業(yè)在32位MCU方面取得了明顯進步。

中國本土32位MCU在芯片設(shè)計、制造工藝、封裝技術(shù)等方面都取得了顯著進步，不斷提升可與國際先進水平媲美的芯片性能、功耗、安全性等關(guān)鍵指標。同時在安全性和可靠性方面也取得了明顯進步，包括硬件加密、安全啟動、安全認證、存儲器保護等。

本土企業(yè)正在通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品差異化和服務(wù)優(yōu)化等策略持續(xù)提升競爭力，通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作來優(yōu)化供應(yīng)鏈、降低成本、提高生產(chǎn)效率，為市場帶來了新的機遇和可能性。

其中值得注意的是，華為海思公司也積極布局MCU領(lǐng)域，并于去年底推出了一款全新AI技術(shù)框架的海思A2 MCU，頗為引人關(guān)注。

據(jù)了解，A2 MCU是海思針對家電、能源、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域推出的全新解決方案。它采用了海思自研RISC-V高性能內(nèi)核，以及海思自研MCU算法和嵌入式AI技術(shù)，還包含了高性能兼容ARM指令集的MPU，以及與之緊密配合并優(yōu)化的操作系統(tǒng)。

綜合來看，國產(chǎn)MCU追趕之勢，顯而易見。

在這樣的市場狀況中可以發(fā)現(xiàn)，MCU市場競爭日趨激烈。對此，國際巨頭正在持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新、品牌優(yōu)勢和產(chǎn)品規(guī)劃等手段鞏固和拓展市場份額。

MCU大廠，上下夾擊

一方面，隨著MCU的算力不斷提升，其主頻已經(jīng)提升到GHz級，可以滿足邊緣側(cè)低算力AI應(yīng)用需求了，因此，將AI集成在MCU上，用一顆芯片實現(xiàn)端側(cè)部署，正在成為新的潮流。

包括瑞薩電子、英飛凌、恩智浦等在內(nèi)的多家MCU大廠都在探索將MCU與AI結(jié)合的技術(shù)，掀起了MCU新一輪的升級換代。未來，MCU也有望在AI領(lǐng)域有所作為。

另一方面，英飛凌、TI、NXP等國際大廠近年來不僅在不斷提升MCU的性能，也開始將圖形處理能力（GPU）等各類應(yīng)用集成到車規(guī)級MCU芯片當(dāng)中，并且開始推動車規(guī)級MCU工藝制程朝28nm、22nm乃至16nm進發(fā)。

有行業(yè)專家表示，車規(guī)MCU要實現(xiàn)更強的性能，需要更先進的工藝制程，同時高性能車規(guī)級MCU對于可靠性、運行穩(wěn)定性、實時性等要求更為嚴苛。車規(guī)MCU需要在各個任務(wù)之間做到虛擬化和隔離機制，需要芯片公司具備一定的Know-how及研發(fā)經(jīng)驗積累。

這意味著，車規(guī)MCU的設(shè)計將更加復(fù)雜，技術(shù)難度也更高。在此背景下，MCU頭部廠商正在相繼推出新品新技術(shù)，加速搶灘高端MCU市場。

此外，MCU行業(yè)也正在探索多重創(chuàng)新路徑，新型存儲成為MCU新的關(guān)注方向。

援引電子工程世界報道，隨著市場需求越來越復(fù)雜，MCU逐漸向200MHz以上主頻、低功耗和大容量存儲方向發(fā)展，加之多核異構(gòu)需求，其片上的大多器件制程也需要壓到28nm以下，eFlash的制程限制就越來越明顯了。

從汽車MCU片上閃存的性能和容量趨勢來看，整體MCU的性能要求在10年內(nèi)增長約20倍，這需要由架構(gòu)演進，如高速緩存存儲器的使用和多核CPU的實現(xiàn)、eFlash速度提高支持、器件擴展可靠性設(shè)計等。與此同時，片上ROM容量以每年23%的速度增長。

對此，行業(yè)廠商們紛紛尋求解藥，eMRAM、eRRAM（eReRAM）、ePCM、eFeRAM等新型存儲作為潛在技術(shù)，或?qū)⒛軌蝻@著提高MCU性能，降低整體功耗。

需要指出的是，這不代表eFlash就沒用了，而是eFlash已經(jīng)足夠成熟，未來eFlash的MCU和新型存儲的MCU將會是截然不同的兩條賽道。

據(jù)悉，當(dāng)前市場共有三種新型存儲器已經(jīng)開始用在MCU內(nèi)，即eRRAM（阻變存儲）、eMRAM（磁性存儲器）、ePCM（PCRAM，相變存儲器）。

• eRRAM：英飛凌是在這條路線上的最大玩家。英飛凌與臺積電合作的為28nm eRRAM。

• eMRAM：瑞薩和恩智浦是主要推進者。恩智浦與臺積電合作的為16nm FinFET eMRAM，瑞薩開發(fā)的則是22nm eSTT-MRAM。

• ePCM：意法半導(dǎo)體是主要推進者。意法半導(dǎo)體此前與三星合作的為28nm FD-SOI ePCM，最近則升級到18nm FD-SOI ePCM。

通過上述頭部玩家的布局能看到，MCU制程均已突破28nm，瞄準汽車市場。而上述技術(shù)理論工藝節(jié)點均可達5nm。除了讓節(jié)點更進一步，更換eFlash也帶來了更多工藝，這其中就包括了FD-SOI和FinFET，這部分內(nèi)容就不在此贅述了。

“卷死”8位MCU？

除了在高端市場積極卡位之外，MCU大廠近期也開始向另一個方向發(fā)力，旨在穩(wěn)固中低端的市場份額。

眾所周知，即便32位MCU成為市場主流，但8位和16位MCU仍然因其簡單、低成本和低功耗等特點，在許多應(yīng)用中具有不可替代的地位。

行業(yè)廠商依舊會通過不斷優(yōu)化和提升這些產(chǎn)品的性能與功能，為客戶提供更加全面、高效和可靠的MCU 解決方案。

近期，兩大MCU巨頭ST和TI都推出了其全新的，基于Arm Cortex-M0+的32位新品。在MCU行業(yè)資深從業(yè)者看來，此舉瞄準的除了萬億級的物聯(lián)網(wǎng)終端生態(tài)外，也吹響了他們試圖用32位MCU“卷死”8位MCU的號角。

實際上，Arm Cortex-M0+是2012發(fā)布的一款低功耗效率的微處理器，至今已有12年歷史，在這期間瑞薩電子、英飛凌和NXP等MCU頭部廠商大都已有該類芯片，且較為成熟。

MCU的低門數(shù)使其能夠部署在需要簡單功能的應(yīng)用中。而Arm的32位Cortex-M0+處理器采用了低成本90納米低功耗工藝，耗電量僅 9μA/MHz，約為主流8位或16位處理器的1/3，卻能提供更高的性能。

圖源：Arm

這種行業(yè)突出的低功耗和高性能的結(jié)合為仍在使用8位或16位架構(gòu)的用戶提供了一個轉(zhuǎn)型開發(fā)32位器件的理想機會，從而在不犧牲功耗和面積的情況下，提高日常設(shè)備的智能化程度，可針對家用電器、醫(yī)療監(jiān)控、電子測量、照明設(shè)備以及功耗與汽車控制器件等各種廣泛應(yīng)用的智能傳感器與智能控制系統(tǒng)，提供超低功耗、低成本的MCU。

而此次ST和TI轉(zhuǎn)而布局Arm Cortex-M0+處理器的原因在于，他們看到了8位MCU現(xiàn)在正在深耕的消費和家電市場還有很大的機會。

ST曾在其文章《STM32C0，你的下一代8位應(yīng)用神器》中提到，因為8位MCU成本低、便于開發(fā)，性能可以滿足大部分場景需要，被廣泛應(yīng)用于消費、工業(yè)控制、家電和汽車風(fēng)扇、雨刷天窗等領(lǐng)域。

MicrochipMCU部門營銷副總裁Greg Robinson也曾表示，在那些對尺寸、空間、低功耗和壽命有需求的應(yīng)用領(lǐng)域，越來越多地使用 8 位處理器充當(dāng)系統(tǒng)管理 IC 和協(xié)處理器的角色。這在很大程度上是由于分布式智能在物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點、汽車安全、工業(yè)控制系統(tǒng)、醫(yī)療電子和家用電子等應(yīng)用方面的急劇增長。即使是最先進的5G系統(tǒng)，我們也常?？梢詮膶⒛承┤蝿?wù)卸載到更小的8位處理器中獲益，從而釋放更高級別的處理器來發(fā)揮它們的魔力并做它們最擅長的事情。

可見，憑借著在性能、價格、功耗、可靠性及穩(wěn)定性上完美的“平衡”表現(xiàn)，8位MCU仍然占據(jù)著相當(dāng)?shù)牡匚?，呈現(xiàn)出頑強的生命力。據(jù)ICInsights統(tǒng)計，2011-2020年全球MCU產(chǎn)品中，4/8位MCU占比為15%。到2026年，全球4/8位MCU依然有24億美元的規(guī)模。

據(jù)統(tǒng)計，2020年中國通用型MCU市場中，8位市場占比43%。

因此，也有聲音表示，ST和TI等大廠此舉將在國內(nèi)MCU行業(yè)推動大洗牌。

在此趨勢下，隨著Arm從Cortex M3內(nèi)核，再到Cortex M0內(nèi)核，再到M0+內(nèi)核的升級和精簡，Arm已經(jīng)為32位取替8位MCU創(chuàng)造了更好的條件。

ST和TI進軍Cortex M0級別的32位MCU，除了看好8位MCU所深耕市場帶來的機遇外，還與他們本身的發(fā)展現(xiàn)狀和市場的競爭格局有關(guān)。

對于ST來講，在過去幾年國產(chǎn)廠商的沖擊下，其STM8的市場份額日漸下降。且正如ST在上述文章中所說，未來STM8 的產(chǎn)能規(guī)劃不會增加，這意味著ST不會推薦新客戶和新應(yīng)用繼續(xù)采用STM8。

于是，ST推出了平替8位/16位設(shè)計的Arm Cortex M0+內(nèi)核系列產(chǎn)品STM32C0。

據(jù)介紹，STM32C0是為8位/16位典型應(yīng)用而生的產(chǎn)品。其外設(shè)簡單，經(jīng)濟適用，非常適合工程師開發(fā)；與市場上同類產(chǎn)品相比，STM32C0具有更強大的性能、質(zhì)量可靠性和穩(wěn)定性，此外，STM32C0還具有STM32龐大成熟的生態(tài)系統(tǒng)，供貨穩(wěn)定，更可加快產(chǎn)品開發(fā)和上市，是實現(xiàn)8位/16位典型應(yīng)用的完美之選。

此外，STM32L0 和STM32U0系列新一代入門級超低功耗MCU也是基于 Arm Cortex-M0+內(nèi)核，滿足能耗、功能和成本三者的理想組合。

而多年不在低成本MCU市場發(fā)力的TI，罕見的全面推廣其32位M0+的產(chǎn)品。有行業(yè)人士認為，這主要是因為TI的低功耗產(chǎn)品MSP430在過去幾年每況愈下，尤其是國內(nèi)市場更是在眾多廠商的圍攻下節(jié)節(jié)敗退。在32位MCU市場，TI雖然能夠憑借C2000系列的長盛不衰取得一席之地，但也只在一些特定市場發(fā)揮作用。

基于此，TI近日也推出了基于Arm Cortex-M0+的超小型 MSPM0 MCU 新品，超低價格 1 元起。

這款MCU不僅具有32位 Arm Cortex-M0+內(nèi)核，更在性能上實現(xiàn)了大幅提升，同時保持了極低的成本。其超小型的設(shè)計，使得它在各種空間敏感型應(yīng)用中具有得天獨厚的優(yōu)勢。為客戶提供了增強系統(tǒng)傳感和控制功能所需的靈活性，同時降低了成本、復(fù)雜性，并縮短了設(shè)計時間。

正如上文所述，在國內(nèi)當(dāng)前的MCU競爭格局下，這兩家大廠的舉措，為 MCU 市場注入新活力的同時，也或?qū)⒃趪鴥?nèi)MCU市場引起新的動蕩。

一方面，在過去多年的發(fā)展中，國產(chǎn)MCU雖然取得了長足的進步，但從MCU產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看，國產(chǎn)MCU與海外巨頭仍有不小的差距。并且國產(chǎn)MCU廠商也陷入了低質(zhì)量“內(nèi)卷”之中，使其不容易做出更高質(zhì)量的高端產(chǎn)品與國際巨頭競爭。

另一方面，有廠商將其M0+級別的MCU定價較低，基本不掙錢甚至虧錢。這導(dǎo)致國內(nèi)其他MCU廠商為了生存只能跟進，有市場傳聞稱，國內(nèi)一家MCU上市公司計劃兩年不盈利，也要確保銷售業(yè)績和市場份額。這使整個行業(yè)難以擺脫低端化競爭的困境，讓本就不強的國產(chǎn)MCU廠商踏進了低價競爭怪圈，給原本就有生態(tài)、成本甚至產(chǎn)能優(yōu)勢的國際大廠帶有優(yōu)勢。

在此境遇下，高端市場被大廠壟斷，而在中低端領(lǐng)域，陷入“內(nèi)卷”的本土MCU廠商又正在迎來新的沖擊。

除此之外，面對中國本土廠商32位MCU的進步，國際MCU大廠的日子也不好過，為了提升競爭力，近年來它們開始了價格戰(zhàn)，想通過技術(shù)優(yōu)，價格差不多的策略，從中國本土MCU廠商手中奪回原有的市場份額。

國產(chǎn)MCU廠商，如何迎難而上？

當(dāng)今時代，MCU技術(shù)與市場正處于快速發(fā)展和變革的階段。面對挑戰(zhàn)和機遇并存的局面，MCU企業(yè)需要保持敏銳的市場洞察力和創(chuàng)新意識，不斷推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級；同時，也需要積極應(yīng)對市場競爭和合作機遇，尋求更加廣闊的發(fā)展空間和合作機會。

縱觀近年來產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，全球MCU市場從2020年之前的平穩(wěn)發(fā)展，到2021年的缺貨漲價，再到2022年的急速下滑，發(fā)展到2023下半年，開始出現(xiàn)回暖跡象，大起大落之下，給國際大廠和中國本土企業(yè)帶來了多方面的挑戰(zhàn)和機遇。

相對而言，在市場壓力之下，國際大廠憑借其市場占有率和影響力，會有更多的騰挪空間，也有更多的牌可打。

那么國產(chǎn)MCU廠商又該如何迎難而上，抓住機遇？

談到中國本土MCU企業(yè)的發(fā)展機遇，有行業(yè)專家指出：首先是基于本土龐大的市場規(guī)模，在此基礎(chǔ)上，技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用變化給了中國本土企業(yè)追趕國際大廠的機會，主要體現(xiàn)在兩方面：一、技術(shù)不斷成熟，來自國際大廠的技術(shù)競爭壁壘減弱；二、AI化對傳統(tǒng)MCU產(chǎn)生的影響正在顯現(xiàn)，中國本土企業(yè)可以在技術(shù)變革期內(nèi)加快追趕腳步。

另外，從多家本土MCU原廠反饋來看，精準定位，深耕目標市場；技術(shù)升級，提升產(chǎn)品市場競爭力也是其重點所在。

過去幾年，全球終端市場需求不盛，半導(dǎo)體行業(yè)整體較為低迷，MCU身處其中也面臨價格調(diào)整、去庫存化和市場競爭等重重壓力。在這種市場困局中，國產(chǎn)MCU產(chǎn)業(yè)競爭升級，國產(chǎn)替代進入新階段，各企業(yè)對技術(shù)需求及技術(shù)趨勢也有了新的思考。

內(nèi)容參考

德州儀器，

https://mp.weixin.qq.com/s/gsoM29RSQp7WWcs2QjsahA

電子工程世界，

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https://www.eepw.com.cn/article/202403/456216.htm

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