MCU国产替代路径分析：从消费电子至工业控制，再到汽车电子

全球与中国MCU市场下游应用领域存在显著差异。2019年全球MCU下游市场主要分为汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域，其中汽车电子（33%）与工控/医疗（25%）占据超过50%的市场。而2020年中国MCU市场在消费电子领域占比最大（26%），计算机网络、汽车电子、工业控制占比分别为18%、16%、11%，其中在汽车电子与工业控制领域的应用合计不到30%。

2019年全球MCU市场下游应用领域

资料来源：IC Insights

2020年中国MCU市场下游应用领域

资料来源：IC Insights

MCU国产替代路径推演。由于中国与全球MCU下游应用领域分布的差异，中国MCU市场的高增长率主要来源于物联网和新能源汽车的迅速发展。同时考虑到不同下游应用领域的国产替代难易程度，认为MCU的国产替代将沿着从消费电子到工业控制再到汽车电子的路径进行。

物联网的发展为MCU打开广阔成长空间。物联网生态系统中，整个生态系统的底层由感知—处理－传输组成，MCU担任着类似手机、PC领域中央处理器CPU的角色。物联网的特点与MCU低功耗、低成本、高可靠性的特点相匹配。MCU模块负责对传感器捕获的信息进行处理、计算和下达指令。物联网时代下，硬件设备智能化及复杂程度均迎来提升，采用MCU对传感数据进行传输、处理并控制指令的需求也因此大幅增加。GSMA预计，2025年物联网设备安装量将达到约246亿台。

2015-2025年全球物联网连接数量及预测情况（单位：亿个）

资料来源：GSMA 预测

WiFi MCU、家电领域国产替代程度高。乐鑫科技在物联网Wi-Fi通信芯片领域具有领先的市场地位。根据半导体调查机构 TSR 发布的报告，乐鑫科技在2017-2019 年市占率排名第一（30%）,2020 年市占率进一步扩大，达35%。其他拥有较主要市场份额的竞争对手为联发科、瑞昱、赛普拉斯、高通和恩智浦（2019 年收购美满 Wi-Fi）等，与他们相比，乐鑫科技的产品各项性能指标均达到甚至超越主流水平，具有较强的进口替代实力和国际市场竞争力。中颖电子在中国小家电 MCU 市场话语权较强。

WiFi MCU产品性能对比

资料来源：各公司官网

数字制造、工业智能给MCU市场带来新的发展机遇。工业控制智能化需要通过工业物联网设备和边缘计算设备实时采集、传输和处理数据，然后依靠有效的数据分析模型实现可预测性的维护、更好的能源效率和更高的生产效率。MCU是实现工业控制智能化的核心部件，在各种机电设备执行计算、处理、控制功能。根据研究机构Prismark，2019-2023年全球工业控制市场规模年均复合增长率为3%，到2023年全球工业控制市场规模将达到2600亿美元。

全球工业控制市场规模

资料来源：Prismark 预测

国内厂商MCU产品出货量增长迅速。工控用MCU在性能、可靠性等方面的要求介于消费级和车规级之间。中国工业MCU市场中，海外厂商占据90%的市场份额。近几年国内厂商在工控MCU方面发展迅速，MCU产品出货量、销售收入逐年上升。例如，专注智能电表领域的上海贝岭，其2020年MCU产品收入达2.35亿元，销量达1.84亿颗，同比增长12%。

MCU在汽车中应用广泛，数量占比达三成。汽车电子是全球MCU最大的下游应用领域，占比超过1/3。纵观整个汽车电子芯片领域，MCU主要作用于最核心的安全与驾驶方面，自动驾驶（辅助）系统的控制，中控系统的显示与运算、发动机、底盘和车身控制等，应用范围十分广阔。在一辆汽车所装备的所有半导体器件中，MCU大概占三成。一辆传统汽车需要用到70颗以上的MCU芯片，智能汽车的需求量甚至超过300颗。

汽车智能化发展为MCU带来广阔成长空间。随着汽车朝着自动化、电动化、智能化、网联化发展，将大幅拉动MCU的需求，同时因为系统复杂度日益增加,车用MCU逐渐由8/16位升级到32位。以ADAS系统为例,Level2车型就搭载了自适应巡航、车道保持、紧急制动刹车等功能,其中大量使用的车载传感器和车载摄像头需要高性能的MCU 来做模拟数据的处理与驱动控制,未来更高级别的自动驾驶系统有望加速 MCU 市场的增长。根据 IC Insights 数据显示，2020全球的车规级 MCU 市场规模为 65 亿美元，预计 2023 年将增长至 88 亿美元。

全球车规级MCU市场规模（单位：亿美元）

资料来源：IC Insights 预测

车规级MCU具有较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。前文提到，车规级半导体产品在工作温度、寿命、良率、认证标准等指标要求严苛，同时认证过程复杂，一家从未涉足国汽车电子的供应商若想进入整车厂商的供应链体系至少要花费两年左右的时间。另外整车厂替代意愿不强，倾向于使用已通过验证的MCU产品，而非导入新厂商的产品。较高的行业壁垒使得车规级MCU市场具备较高的市场集中度。根据StrategyAnalysis，2020年海外厂商瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯科技、意法半导体市占率达到98%。国内车规级MCU起步晚，仅少数厂商能量产车规级MCU产品，如杰发科技、比亚迪、芯旺微、赛腾微电子、中微半导体等，其余厂商处在产品研发或认证阶段。

2020年汽车MCU市场份额

资料来源：IHS