汽車領(lǐng)銜，MCU國(guó)際大廠面對(duì)中國(guó)挑戰(zhàn)

在汽車產(chǎn)業(yè)推動(dòng)下，MCU市場(chǎng)正在不斷增長(zhǎng)，至2028年，MCU的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)367億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率5.3%。據(jù)Yole Intelligence《2023年MCU產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)報(bào)告》顯示，汽車行業(yè)將繼續(xù)成為MCU營(yíng)收增長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力。

事實(shí)上，盡管2022年底MCU市場(chǎng)表現(xiàn)強(qiáng)勁，總的年收入增長(zhǎng)了25%，但2023年上半年出現(xiàn)了下滑，下半年的市場(chǎng)需求也仍然不旺。在中國(guó)，一些MCU廠商不惜虧本降價(jià)清庫(kù)存，國(guó)際知名IDM大廠也加入了殺價(jià)戰(zhàn)場(chǎng)。如TMS320、STM32F103、STM32F429等重點(diǎn)MCU，均有不同程度的價(jià)格下降，而STM32H743、STM32H750等高性能MCU的價(jià)格走勢(shì)也都是向下。隨著市場(chǎng)需求繼續(xù)走低，再加上國(guó)產(chǎn)替代日趨成熟，主流MCU缺貨漲價(jià)的情況將不復(fù)出現(xiàn)。

2021-2022年MCU市場(chǎng)規(guī)模

汽車?yán)^續(xù)是MCU收入的重要驅(qū)動(dòng)力

Yole Intelligence認(rèn)為，雖然下半年市場(chǎng)在逐步復(fù)蘇，但并不足以逆轉(zhuǎn)整體趨勢(shì)，全年總體還是略有下降。通貨膨脹和全球沖突將繼續(xù)貫穿2023年，但經(jīng)濟(jì)衰退的影響正在減小，由疫情驅(qū)動(dòng)的購(gòu)買高峰的替換周期還將會(huì)持續(xù)。

2023年，汽車行業(yè)仍是MCU收入的重要驅(qū)動(dòng)力，包括向電動(dòng)化的過(guò)渡、車輛網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)和ADAS（高級(jí)駕駛員輔助）的應(yīng)用，推動(dòng)了MCU最大的市場(chǎng)——汽車電子的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。MCU仍然是車輛安全和安保的關(guān)鍵器件，并繼續(xù)為聯(lián)網(wǎng)車輛和不斷改善用戶體驗(yàn)提供日益增長(zhǎng)的需求。這些導(dǎo)致了整體ASP（平均價(jià)格）的增長(zhǎng)，全年將保持歷史最高水平，2024年會(huì)逐漸下降，2022-2028年的ASP復(fù)合年增長(zhǎng)率為2.3%。MCU市場(chǎng)先前的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)似乎已得到解決，供應(yīng)鏈波動(dòng)導(dǎo)致的MCU定價(jià)較高的趨勢(shì)可能會(huì)成為新常態(tài)。

Omdia最近發(fā)布的《汽車MCU市場(chǎng)追蹤報(bào)告》指出，隨著對(duì)碳排放和使用清潔能源的需求，以及汽車E/E（電氣/電子）架構(gòu)變化帶來(lái)的智能化和聯(lián)網(wǎng)需求，電動(dòng)汽車在過(guò)去2-3年中迅速崛起。該報(bào)告預(yù)計(jì)，2023年全球電動(dòng)汽車滲透率將達(dá)到17%，2027年將增長(zhǎng)至32%。MCU和MPU作為電子電路控制和處理的關(guān)鍵器件，將抓住這一發(fā)展趨勢(shì)，并迅速發(fā)展壯大。

在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，將所有雞蛋放在一個(gè)籃子里并不是明智的選擇，而且要冒失去客戶的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)Tier1和OEM參與者的戰(zhàn)略開始轉(zhuǎn)向追求終極成本效益解決方案，如無(wú)高精地圖的NOA（領(lǐng)航輔助駕駛）、使用必要的傳感器和足夠的計(jì)算能力。所有這些行動(dòng)旨在為所有級(jí)別的車輛提供可接受的ADAS體驗(yàn)，并降低高昂的BOM成本，以在全自動(dòng)駕駛到來(lái)之前獲得市場(chǎng)份額。

汽車智能化為人們提供的智能體驗(yàn)主要?dú)w功于智能座艙。“車輪上的智能家居”設(shè)計(jì)理念繼承和發(fā)揚(yáng)了成熟智能手機(jī)和智能家居領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，可以為用戶帶來(lái)熟悉的親密感和激情產(chǎn)品。2023年至2027年，該市場(chǎng)的總復(fù)合年增長(zhǎng)率為23.6%。盡管與其他領(lǐng)域相比產(chǎn)量并不高，但處理器價(jià)值高很多。

Omdia認(rèn)為，電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)是電動(dòng)化和動(dòng)力總成與底盤域的集成。集成電機(jī)、減速器、逆變器的組合解決方案已成為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。例如，比亞迪等一些廠商甚至集成了驅(qū)動(dòng)總成（電機(jī)和變速器）、電機(jī)控制器、PDU（電源分配單元）、DC-DC轉(zhuǎn)換器、OBC（車載充電器）、VCU（整車控制器）、BMS（電池管理系統(tǒng)）等模塊。

與此同時(shí)，隨著更高端的電動(dòng)汽車選擇多電機(jī)方案，需要更多的MCU，而由中央控制單元負(fù)責(zé)處理協(xié)調(diào)上層邏輯。所有這些E/E變化都需要使用更多的IC，包括MCU和MPU。

電動(dòng)汽車市場(chǎng)MCU/MPU預(yù)測(cè)

事實(shí)上，現(xiàn)在人們買車時(shí)都很看重智能化功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)需要使用很多傳感器，對(duì)MCU的需求也越來(lái)越多。11月初，德州儀器發(fā)布了MSPM0家族中的32位低功耗車規(guī)產(chǎn)品組合，很難想象這是其首個(gè)Arm Cortex-MO+車規(guī)系列。它集成了信號(hào)鏈控制、運(yùn)放、ADC、DAC等，可以在系統(tǒng)級(jí)層面滿足功能安全和故障診斷的要求。其應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，包括OBC、座椅加熱/舒適調(diào)節(jié)、車身控制（智能電動(dòng)尾門、側(cè)邊腳踏板、天窗開關(guān)），以及酷炫的可旋轉(zhuǎn)屏。

增長(zhǎng)主要在32位市場(chǎng)

正如德州儀器MSP微控制器業(yè)務(wù)部副總裁Vinay Agarwal所說(shuō)：“對(duì)于用戶設(shè)計(jì)和功能開發(fā)，32位的運(yùn)算能力有了顯著提升；生態(tài)系統(tǒng)也非常廣泛，更方便做軟件和硬件的迭代，提高產(chǎn)品開發(fā)效率?！?/p>

32位MCU可為幾乎任何汽車應(yīng)用提供可擴(kuò)展處理性能

Yole Intelligence認(rèn)為，目前，4、8、16位MCU市場(chǎng)份額下降的速度快于預(yù)期，按收入計(jì)算，到2028年，其市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將下降到33％以下；增長(zhǎng)大多發(fā)生在32位細(xì)分市場(chǎng)，這源于RISC-V架構(gòu)和先進(jìn)功能需求的推動(dòng)。

在排名前五的MCU細(xì)分市場(chǎng)中，按收入計(jì)算，2023年汽車領(lǐng)域在MCU總市場(chǎng)中所占份額將接近39%，而工業(yè)和其他應(yīng)用則保持在24%。與此同時(shí)，嵌入式安全的強(qiáng)勁趨勢(shì)將使智能卡/安全MCU市場(chǎng)份額達(dá)到14％。另一方面，消費(fèi)細(xì)分市場(chǎng)所占的份額預(yù)計(jì)將降至略高于11％，而較低的設(shè)備更換率將使個(gè)人數(shù)據(jù)處理市場(chǎng)份額僅為5％。

總的來(lái)看，由于全球地緣政治動(dòng)蕩，2022-2028年的MCU短期市場(chǎng)將面臨不確定性。但在自動(dòng)化和互聯(lián)趨勢(shì)的推動(dòng)下，對(duì)MCU的長(zhǎng)期需求仍然強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)到2028年將超過(guò)367億美元。

競(jìng)爭(zhēng)格局保持穩(wěn)定，中國(guó)異軍突起

Yole Intelligence半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和計(jì)算部門技術(shù)和市場(chǎng)分析師Vishal Saroha表示：“英飛凌、瑞薩電子和恩智浦正在進(jìn)行一場(chǎng)勢(shì)均力敵的競(jìng)爭(zhēng)，他們之間差距很小，每家都約有18%的市場(chǎng)份額，其中恩智浦在汽車MCU領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位?！?/p>

2022年MCU收入份額前十廠商

中國(guó)大陸MCU市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁，已成為新興芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的孵化器，歐美MCU大廠面臨著來(lái)自中國(guó)大陸日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)在的競(jìng)爭(zhēng)格局也還算穩(wěn)定。電子設(shè)備組裝讓中國(guó)大陸成為MCU出貨的樞紐，政府激勵(lì)措施也刺激了新的MCU初創(chuàng)公司出現(xiàn)。中國(guó)主要OEM都在進(jìn)軍半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，主要專注于智能家居、汽車和人工智能（AI）MCU制造。

中國(guó)大陸的強(qiáng)勁增長(zhǎng)促進(jìn)了自主MCU產(chǎn)品的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)自給自足。一些中國(guó)公司也在積極參與芯片設(shè)計(jì)，以確保對(duì)供應(yīng)鏈的控制。此外，這些企業(yè)為了強(qiáng)化自身地位進(jìn)行了大量投資，中國(guó)的領(lǐng)先MCU制造商比亞迪半導(dǎo)體就是一個(gè)例證。作為中國(guó)最大的車規(guī)級(jí)MCU芯片廠商，比亞迪半導(dǎo)體2018年推出國(guó)內(nèi)首款量產(chǎn)8位車規(guī)級(jí)MCU，2019年推出第一代32位車規(guī)級(jí)MCU，目前量產(chǎn)已超1000萬(wàn)顆。比亞迪半導(dǎo)體即將推出的更先進(jìn)的32位雙核高性能MCU，主要用于域控制器等車身控制應(yīng)用。

2022年十大MCU公司

華大電子在安全MCU芯片業(yè)務(wù)板塊重點(diǎn)布局了L0超低功耗系列、F0觸控系列和M0電機(jī)系列，包括ARM Cortex-M0內(nèi)核32位MCU，主要針對(duì)智能表計(jì)、便攜醫(yī)療、智能家居、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。

既要高性能，還要低功耗

邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的興起對(duì)更強(qiáng)大的高性能數(shù)模混合信號(hào)MCU的需求不斷增加，以替代復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）和微處理器（MPU）。事實(shí)上，MCU是處理器芯片中的最大市場(chǎng)，超過(guò)80%的處理器都是MCU。

多核MCU越來(lái)越受歡迎，高性能MCU已占市場(chǎng)收入的30%。不過(guò)，隨著性價(jià)比差距的縮小，4、6、8位MCU預(yù)計(jì)將繼續(xù)與增長(zhǎng)更快的32位一起增長(zhǎng)。這些簡(jiǎn)單的MCU是特定應(yīng)用于具有成本效益的低功耗解決方案。

在高性能MCU中，能效也是核心屬性之一。在卓越性能、效率和集成需求的推動(dòng)下，MCU正在向先進(jìn)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。這一轉(zhuǎn)變?yōu)镸PU和MCU提供了選擇的機(jī)會(huì)，如果能將能源效率與先進(jìn)節(jié)點(diǎn)相結(jié)合，就可以滿足一些新興技術(shù)的需求。

2022-2024年按節(jié)點(diǎn)劃分的季度MCU制造量（百萬(wàn)）

在非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域，eFlash（嵌入式閃存）在28nm以下的擴(kuò)展面臨挑戰(zhàn)，成本居高不下。這促使人們探索可替代方案eNVM（嵌入式非易失性存儲(chǔ)器），如PCM、RRAM和MRAM。由于具有穩(wěn)定性好、可靠性高、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，eNVM有望實(shí)現(xiàn)具有更高密度和效率的MCU，特別適合IoT應(yīng)用。一些領(lǐng)先廠商已實(shí)現(xiàn)28/22nm至16nm制造，未來(lái)的路線圖是10nm以下。

傳統(tǒng)上，MCU封裝由引線鍵合和倒裝芯片等架構(gòu)主導(dǎo)，只有一小部分過(guò)渡到晶圓級(jí)封裝。在開源架構(gòu)領(lǐng)域，RISC-V正在挑戰(zhàn)ARM在嵌入式核IP領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。未來(lái)五年，RISC-V預(yù)計(jì)將快速增長(zhǎng)，雖然它不會(huì)取代ARM，但它將減緩ARM的增長(zhǎng)，尤其是首先影響成熟的技術(shù)。不過(guò)，向RISC-V的過(guò)渡會(huì)帶來(lái)一些成本，例如開發(fā)新功能和管理第三方依賴關(guān)系。

2019-2028年整體生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)（MCU市場(chǎng)收入百分比）

邊緣計(jì)算浮出水面

邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力提供最近端服務(wù)的模式，可以通過(guò)更快的響應(yīng)滿足實(shí)時(shí)、智能、安全與隱私保護(hù)等方面的基本需求。

在汽車和許多其他市場(chǎng)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的持續(xù)增長(zhǎng)以及在互聯(lián)網(wǎng)邊緣開發(fā)更多智能設(shè)備，推動(dòng)著對(duì)更高性能MCU以及集成無(wú)線子系統(tǒng)和安全引擎的需求。安全MCU代表了MCU技術(shù)趨勢(shì)的重大轉(zhuǎn)變。雖然使用智能卡MCU的智能手機(jī)用戶SIM（識(shí)別模塊）卡市場(chǎng)正在迅速縮小，但eSIM（嵌入式SIM）市場(chǎng)不僅在迅速取代SIM卡，而且所采用的安全連接技術(shù)正在擴(kuò)展到許多其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如PC的TPM（可信平臺(tái)模塊）。

從MCU發(fā)展來(lái)看，邊緣AI、連接和安全是三大方向。AI硬件處理已經(jīng)不再是FPGA、GPU或?qū)Ｓ眉铀偬幚砥鞯奶煜拢琈CU也在應(yīng)時(shí)而變，成為AI處理的主力，不僅會(huì)推動(dòng)更多需求，還會(huì)持續(xù)推動(dòng)ASP的增長(zhǎng)。