千万产量难救？“滚烫”的MCU芯片，2022短缺 or 反弹

图片来源@视觉中国

钛媒体注：本文援引于报告：《2021年中国半导体系列：MCU芯片两大应用场景应用现状及趋势报告》，首发于头豹科技创新网。报告作者：莫子庆，本文编辑：胡嘉寅

1月10日，美的集团宣布2021年主要投产的芯片为MCU控制芯片，全年产量约为1000万颗。不仅仅是美的集团，近年来，包括格力、海信、TCL等在内的国内家电巨头已经纷纷向芯片领域延伸布局。

然而，千万颗产量看似数字“惊人”，却仍远无法满足2021年市场端迫切的需求。

企业巨头纷纷投产的MCU芯片到底是什么？

MCU（Microcontroller Unit）微控制器，又称单片机，实际上是一类轻量化数字计算芯片。

2021年全球MCU行业缺芯十分严重，除家电产业外，汽车使用的高端MCU芯片尤为短缺，据头豹研究院统计，汽车微控制器，在过去十年间占微控制器（MCU）总销量约40%，例如美的这样的传统家电企业也正积极布局汽车芯片的研发。

那么，为何MCU芯片缺芯情况如此严峻？

宏观层面分析来看，近期受疫情影响仍处于不平衡状态，2021年上半年全球出现“缺芯危机”，导致全球汽车累计停产数约为300万辆，其中，手机芯片供货周期从3个月延长到12个月，其重要原因在于新数字终端对芯片的需求出现了大幅增长。

疫情之后，经济有所回升，未来MCU缺芯状况是否仍将严峻？ MCU芯片应用领域又存在哪些发展机遇和投资逻辑？

本文，头豹研究院将从MCU芯片两大应用领域切入分析，深度解读MCU芯片市场发展现状，剖析MCU产业应用领域未来趋势。

背景：中国汽车芯片自给率不到5%， MCU端尤为薄弱

据每日经济新闻报道，在2021年6月19日举行的2021中国汽车论坛上，中国汽车工业协会总工程师、副秘书长叶盛基介绍称，当前，我国各类芯片中MCU控制芯片最为紧缺，国内MCU控制芯片企业最为薄弱。截至目前，中国半导体自给率为15%，其中汽车芯片自给率不足5%。

目前，芯片短缺已成为全球性发展问题。叶盛基认为，由于当前汽车芯片供应缺口、恢复周期等信息的不清晰，市场上出现芯片分销商囤货居奇、漫天要价情况。同时，企业也选择大量囤货扫货，提高芯片库存，来抵御未来风险，进一步加剧当前芯片短缺困境。

中汽协方面预测，今年第二季度汽车芯片短缺将达到最高峰，乐观预计汽车芯片短缺情况将在今年下半年开始缓解。“目前半导体行业产能对汽车行业提供了较大的支持，当汽车行业不缺芯片后，其他行业再经过半年周期性调整，预计到2022年年底整个半导体产业供应将恢复平衡。”叶盛基认为。

解读MCU（微控制器）芯片： 轻量化数字计算芯

MCU是把中央处理器（CPU, Central Processing Unit） 的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，其具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。

MCU基本组成主要包括CPU （核心部件包括运算器、控制器）、存储器（用于存储程序和数据）、输入/输出I/O接口、定时器/计数器与串行通信端口（和不同外设之间进行数据交换）等，用于实现包括计时、作为输入/输出口连接外部渠道、实施外部中断控制、提供通讯接口等功能。

中国下游需求以消费电子、计算机、汽车电子为主总占61%。根据IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用主要分布在汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域，分别为33%、25%、23%和11%；而2019年中国MCU下游需求以消费电子领域为主占比26%，计算机、汽车电子、智能卡和工控领域分别占比19%、16%、15%和11%。

中国市场需求更偏向于消费应用，但随着车规产品不断推出与渗透，汽车电子应用占比有望持续上升；此外随着工业基础设施数字化、智能化的不断深入，工业应用市场对MCU的需求也会上升。此次全球“芯片荒”直接对汽车、3C、工控等领域造成较大冲击。

MCU作为数字信号的处理器件， 在信号链环节中具有重要作用

信号链是电子设备实现感知和控制的基础，MCU在信号链中起核心处理作用。一个完整信号链的工作原理为：从传感器探测到真实世界实际信号，如电磁波、声音、图像、温度、光信号等并将这些自然信号转化成模拟的电信号，通过放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号，经过MCU或CPU或DSP等对数字信号进行处理后，再经由DAC还原为模拟信号。

信号链将真实世界和数字世界进行连接，是电子产品智能化、智慧化的基础。

MCU芯片位数发展历程

按位数分类：8/32位占据主流，其中8位具有低成本、低功耗、易开发等优点，而32位主要应用在较高端场景。MCU位数是指CPU一次处理的数据的宽度，也可理解为参与运算的寄存器的数据长度。位数越大，代表CPU一次处理的数据量越多，运算速度越快，即位数越高的MCU处理能力更强。

通常而言，越高内核处理速度配置的存储器空间更大，相应外设组合也更为丰富。根据CSIA数据，2019年中国MCU产品中32位占据主要份额45%,，8位占比40%。

未来，MCU设计将朝六大方向发展， 向64位MCU芯片进一步演进

根据电子工程专辑信息，随着AI和IOT的发展与融合，微控制器MCU的设计趋于复杂，头豹研究院分析师认为，MCU将逐渐从传统单一功能向计算性能更强、集成更多功能的系统级芯片（SOC）演进，MCU设计方向也将向6个维度转变。

此外，随着先进制程工艺的采用，32位MCU成本逐年降低。32位MCU将持续保持高速增长，将向MCU芯片六大演进方向进一步推进。

疫情好转，“芯慌”渐定，下游复苏， 全球MCU市场逐渐恢复稳健成长

全球MCU芯片市场规模达150亿美元，预计未来三年复合增速达8%。据IC Insights数据，2020年MCU市场规模下滑8.6%至150亿美元，其预计MCU市场将在2021年恢复增长，2023年预计规模达到188亿美元，对应2021-2023年复合增速为8.0%。

从全球MCU下游应用领域来看，MCU主要应用于汽车电子、工控/医疗、计算机与消费电子四大领域，从2019年IC Insights数据来看，汽车电子是MCU最大市场，占据33%的份额，工控/医疗、计算机领域分别占比25%、23%。

MCU芯片行业应用领域： 汽车电子

MCU的车内应用场景主要包括五大系统：动力总成系统、底盘安全系统、车身控制系统、电机驱动系统与ADAS （高级辅助驾驶系统）&信息娱乐系统。

其中：

1） 动力总成：变速器、发动机套件、汽油/柴油喷射系统等以及电动汽车新增的电池管理系统、电机控制等；

2） 底盘安全：安全气囊、主动悬挂控制、制动助力器等一系列维护汽车安全与稳定性的系统；

3） 车身控制：包括后视镜、前车灯、车顶部、座椅、车门、车窗等车身控制模块；

4） 电机驱动：这部分为电动汽车新增的逆变器与充电模块；

5） ADAS&信息娱乐系统：智能汽车新增的功能，包含传感器、摄像头、雷达以及升级的语音娱乐设备等。

随着汽车电动化与智能化趋势演进，汽车电子的自动化程度提高，车内系统与功能的增加带动了ECU数量增长，MCU作为ECU的必备元器件，也将伴随着单车ECU数量的提升迎来快速增长。

从低端切入，逐步走向高端产品研发

中国厂商从中低端车规MCU切入，并考虑研发高算力产品。车规级MCU由于认证周期长、可靠性要求高，是国产替代最难突破的阵地。

近年来，不少中国厂商已从与安全性能相关性不大的中低端车规MCU切入，比如雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等车身控制模块，并逐步开始研发未来汽车智能化所需的高端MCU，如智能座舱、ADAS等。目前，行业内推进较为快速的厂商包括华大北斗、兆易创新、比亚迪半导体、杰发科技等。

在汽车应用中，从雨刷、车窗、座椅，到车载娱乐信息系统，几乎都会用到MCU来实现控制，据iSuppli数据，一辆汽车内半导体器件数量中，MCU芯片约占30%。MCU主要作为ECU核心参与汽车各个系统控制之中。而随着汽车智能化水平越来越高，MCU用处和用量还有望进一步提升。

车规MCU国产替代正起步

车规级MCU要求较高，国产替代仍处于起步阶段：其一，车规级MCU相比消费级和工业级产品性能要求更高；其二，车规级产品认证周期长，需要满足AEC-Q100和ISO/TS 16949标准；其三，全球整车供应链基本固化，生态切入困难。

因此，车规级MCU市场以海外龙头为主，瑞萨电子、NXP、英飞凌、TI以及微芯等头部厂商CR5达到85.6%。当前国产车规级MCU生产商主要包括：比亚迪半导体、杰发科技（四维图新）、芯旺微电子、赛腾微电子等。

汽车电子架构调整，MCU需求随之变革

随着汽车智能化趋势推进，汽车功能增加与电子架构的集成化推动单车MCU价值量的提升，促使汽车从分布式架构向集成化域架构的转变，将进一步促进车用MCU的需求增长。

新能源汽车普及，无人驾驶技术升级成熟

新能源汽车的普及和无人驾驶技术的升级与成熟，将催生32位MCU芯片大量需求：无人驾驶技术的发展将快速推进驾驶辅助系统、自适应巡航控制、预碰撞、引擎控制等需求的落地转化，由此将产生较大的32位甚至64位MCU需求。

中国政府大力推动新能源汽车普及，陆续出台《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》、 《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》等涉及购置补贴、生产补贴及技术研发支持相关政策，促使新能源汽车销量持续处于高速增长态势。2020年，中国新能源汽车市场规模达2,231.9亿元，其中纯电动车占比最高，达80%。

MCU芯片行业应用领域：物联网

IoT设备需求与MCU相契合，是未来各领域增量的重要来源。IoT实际上并非一种新的设备，而是指通过在传统设备上加入传感器+执行器+通信模组，以持续收集相关设备的数据并进行分析，从而提供增强的服务和运营的产品。

MCU下游领域多样，以AIoT应用场景目前较快的消费物联网和车联网领域为切入口。

（1）智能化浪潮在量级上驱动MCU需求提升：从智能家电到新能源汽车，一方面，单设备对MCU的需求量有提高，另一方面对各类智能设备需求量的提高也推动MCU需求增长。

（2）性能要求推动MCU单价走高：为满足下游应用性能需求，32位MCU已成为市场主流，未来8位MCU仍将会向32位迁移，推动产品单价走高。

（3）国产替代大背景下格局变迁：无论是供应链安全需要还是缺芯带来的机遇，国产替代逻辑已成为目前半导体产业一大主要背景。

智能终端产品更新换代加速

loT设备需求与MCU相契合，是未来各领域增量的重要来源。IoT实际上并非一种新的设备，而是指通过在传统设备上加入传感器+执行器+通信模组，以持续收集相关设备的数据并进行分析，从而提供增强的服务和运营的产品。

多技术、多应用融合及多样化需求，使得智能终端产品更新换代的速度越来越快。到2020年全球物联网连接数量将接近300亿个，物联网市场规模在2020年以前将按照每年 16.9%速度递增，2020年将增至1.7万亿美元。

MCU作为联网设备的关键元件，从2014年起，MCU+传感器结合成为主流物联网方案。 物联网设备增多提升对联网能力需求，同时也需要兼顾成本和功耗，由此促使无线MCU解决方案快速进入行业视野。目前而言，除了将传感器和MCU整合到SOC当中，把蓝牙、WiFi等通信技术作为拓展功能整合到产品中也逐步成为一种产品发展趋势。

“智能手环与手表”穿戴式设备高速增长

智能穿戴设备以无线耳机、智能手表与手环为主。针对无线耳机而言，配套耳机充电盒配备1颗MCU芯片，主要用于实现充电盒跟耳机双向通信以及控制电量显示灯等功能。智能手表手环则主要配置低功耗设计MCU，以保证器件续航能力。随着可穿戴设备市场出货量持续增长，预计低功耗MCU需求量将稳步增长。

中国智能穿戴市场规模，自2017年的147.9亿元增长至2020年的430.2亿元，复合增长率达42.7%，智能穿戴设备对于涉及儿童、老人安全，健康监护，定位起到关键性作用，为推动其智能穿戴市场需求扩张的主要因素，预计2025年市场规模将达941.8亿元，复合增长率达17.0%。

智能化+消费升级，智能家居需求迎来爆发

MCU：智能家居产品桥梁，随智能家居渗透有望提升MCU用量，与普通家居相比，智能家居不仅能提供品味高端、舒适安全家庭生活空间，还由原来被动静止结构转变为具有动能的智能工具，提供全方位信息交换功能。因此智能家居概念是对传统家电行业全面升级，其中每一个智能终端、节点、网关都需要MCU进行各模块连接、数据交付，以及实时控制并显示，MCU扮演桥梁纽带角色。

目前，以中国智能家居市场为准，智能安防、智能照明和智能家电为最大应用领域之一，分别占比达21%、16%和14%。

头豹深度研究见解： 全球智能汽车MCU需求将迎爆发式增长

半导体市场需求一般以3~4年为一个枯荣周期。2020年，全球半导体市场进入新一轮上行周期，各类需求均较旺盛，产能供应开始趋紧。2021年，此次汽车“芯荒”主要是由于汽车产业需求与半导体产业周期“错配”所导致的。

2020年年初，汽车产业因疫情影响对市场预期偏低、主动减少半导体订单，使得半导体制造企业将部分产能向消费电子芯片转移，到2020年年底全球汽车市场复苏时，半导体行业难以完成产能切换和恢复产品供应。

此次汽车“芯荒”，使汽车界认识到车用半导体供应链安全稳定的重要性，为重塑中国车用半导体产业链提供窗口机遇。

深度揭秘MCU芯片，汽车电子王者！缺芯潮的主角 智东西内参

MCU（MicrocontrollerUnit），又称微控制器或单片机，是把CPU的频率与规格做适当缩减，并将内存(Memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级计算机。从而实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。

MCU由Intel率先提出，经过4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已广泛应用于多种场景。目前市场上以8位和32位MCU为主，未来随着产品性能要求的不断提高，32位MCU的市场规模将进一步扩大。而在国内，现阶段8位、32位MCU企业居多，未来企业加大研发投入，将进一步实现MCU的国产替代。

MCU芯片在很多领域都有着广泛的应用，在此次“芯片荒”浪潮中，MCU是受影响最严重的芯片。

本期的智能内参，我们推荐方正证券的报告《MCU深度报告》， 从行业概况、产业链分析、应用领域三方面还原MCU行业全景。

原标题：

《MCU深度报告》

作者： 陈杭

一、MCU简介

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) 就是我们俗称的“单片机”。 MCU内部的功能部件主要是CPU、存储器（程序存储器和数据存储器）、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等八大部分，还有一些诸如时钟振荡器、总线控制器和供电电源等辅助功能部件。

此外，很多增强型单片机还集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口方式，这些使单片机更具特色、更有市场应用前景。

MCU结构

在MCU应用中，真实世界的各种物理量，通过传感器转换为电信号，经信号调理，再通过放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号，在MCU或CPU或DSP等处理后，再经由DAC还原为模拟信号，最后通过功率驱动器实现输出。

MCU信号链

MCU由Intel率先提出，经过4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已广泛应用于多种场景。目前市场上以8位和32位MCU为主，未来随着产品性能要求的不断提高，32位MCU的市场规模将进一步扩大。而在国内，现阶段8位、32位MCU企业居多，未来企业加大研发投入，将进一步实现MCU的国产替代。

目前市场的MCU以8位和32位为主。其中8位MCU凭借超低成本、设计简单等优势，活跃于市场，特别是中国市场。

由于32位MCU出现并持续降价及8位MCU简单耐用又便宜的低价优势下，夹在中间的16位MCU市场不断被挤压，成为出货比例中最低的产品。

MCU位数及其应用场景

目前市场上主流的MCU中央处理器，包括由Intel开发MCS-51内核、由英国公司ARMHoldinds开发的ARM Cortex-M内核、由Motorola开发的6800内核、由MIPSTechnologies, Inc.开发的MIPS内核、由Atmel公司开发的AVR内核、由MicrochipTechnologies公司开发PIC内核、由加利福尼亚大学伯克利分校开发的RISC-V内核。

MCU常见中央处理器

据2020中国通用微控制器市场简报：市场上MCU，32位占比54%、8位占比43%；RISC指令集的MCU占比76%，CISC指令集的MCU占比24%；通用型MCU为主，占比73%；市场上MCU内核类型以ARM Cortex、8051和RISC-V为主，分别占比52%、22%和2%。

二、产业链概况

MCU产业链上游可分为原材料供应商和代工厂商（与中游Fabless厂商合作），原材料主要为圆晶、以及来自于ARM等的内核授权；代工厂商主要包括台积电、格罗方德、联电、中芯国际、华虹半导体等。

2019年头部的台积电、格罗方德、联电、中芯国际等厂商市占率超过90%，其中台积电市占率高达58.6%，由于原材料的不可替代性与代工厂商的高度集中性，上游厂商议价能力较强。

2019年MCU代工厂竞争格局

全球MCU供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高：全球MCU厂商主要为瑞萨电子（日本）、恩智浦（荷兰）、英飞凌（德国）、微芯科技（美国）、意法半导体等，TOP7头部企业市占率超过80%。

中国MCU奋起直追，逐步扩大市场份额：国内MCU芯片厂商在中低端市场具备较强竞争力。兆易创新、华大半导体、中颖电子、东软载波、北京君正、中国台湾企业新唐科技、极海半导体等市占率稳步上升。

另外， 国外大厂如意法半导体、瑞萨电子、德州仪器、微芯、英飞凌采用IDM模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；国外个别厂商如恩智浦以及大部分大陆厂商采用Fabless模式，只负责芯片的电路设计与销售；中国台湾企业盛群、松翰、新唐以及大陆厂商士兰微、华大半导体等采用IDM模式。

2019年全球MCU竞争格局

2019年中国MCU竞争格局

国外厂商产品齐全，国内厂商集中在消费电子领域：国外厂商产品种类齐全，覆盖消费电子、汽车电子、工业控制领域，且产能分布较为均衡，国内厂商产能主要集中消费电子特别是家电领域，芯旺微、比亚迪等企业拥有车规级MCU产品，其他厂商尚处在研发或认证阶段。

国内外厂商产品位数相差不大：国外厂商如意法半导体、恩智浦、微芯科技等主流产品均为32位，部分国内厂商如中颖电子产品以8位为主，目前大部分国内厂商均具备32位产品生产能力，整体差距不大。

内核方面，各家厂商均以ARM内核为主，国内厂商主要使用ARM Cortex-M0/M3内核，国外厂商对更性能更好的M4/M7内核使用率较低。另外部分国外厂商如微芯科技拥有自主开发的内核，国内厂商中芯旺微拥有自研内核。

在应用领域上，全球汽车电子占比最高，中国集中在家电领域 。据IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用主要分布在汽车电子(33%)、工控/医疗(25%)、计算机(23%)和消费电子(11%)四大领域。具体到中国，2019年中国MCU市场销售额集中在消费电子(26%)、计算机网络(19%)领域，而汽车电子(16%)及工业控制(11%)领域的MCU占比则显著低于全球水平，中国MCU应用仍主要集中在家电等品类。

2019年全球MCU应用分布

2020年中国MCU应用领域销售额分布

三、应用领域

1、物联网

伴随着物联网的发展，MCU市场经历价量齐升的过程。未来物联网将实现端到端人机互动，几乎每个设备每个端都需要一个甚至多个MCU。更多的数据更高的计算要求，推动设备向32位高端MCU升级。

根据GSMA数据，2018年全球物联网设备数量为91亿个，2010-2018年复合增长率为20.9%，预计2025年全球物联网设备将高达252亿个。

中国物联网整体规模逐年增长，2015年中国物联网整体规模为7500亿元，预计2020年达到18300亿元，2015年-2020年复合增长率为19.5%。

全球物联网设备连接数量及预测情况

中国物联网整体规模及增长率

设备联网的关键在于组网技术，组网技术有LoRa（远距离无线电）、Zigbee（短距离低速）、WiFi、NB-IoT（蜂窝网络）、蓝牙，需要搭配响应的组网模块才能遥控设备。

我国物联网连接数2020年达到35亿，2017-2020的复合增长率为34%。主要的组网方式是WiFi和蓝牙，2020年WiFi和蓝牙组网技术占比达67.3%，蜂窝网络组网占比逐年提升，由2017年的3%上升到2020年占8.75%。

中国物联网连接数（单位：亿）

根据Techno Systems Research 2017年2月及2018年2月发布的各年度研究报告，在物联网Wi-Fi MCU 芯片领域，乐鑫是与高通、德州仪器、美满、赛普拉斯、瑞昱、联发科等同属于第一梯队的大陆企业。

目前主流嵌入式WiFi芯片企业包括:高通(美国)、瑞昱(中国台湾)、乐鑫、博通集成、联盛德以及博流，国产替代率高。

主流WiFi MCU性能对比

2、智能家居

家电智能化趋势：机械按键交互向触摸语音交互转变、数码管显示向液晶显示转变、单频向变频转变等。计算能力和抗干扰能力要求增大，需求向更高级的MCU转移。

2020年，中国智慧家庭产品出货总量达到2.8亿台，到2025年出货总量将增长至8.1亿台，年复合增长率可达23.7%。

家庭视频视讯设备（电视机、机顶盒）和智慧安防产品（摄像头、门锁）占比最高，分别达到39.2%和19.6%；智能白电（冰箱、空调、洗衣机）占比接近两成，达到17.1%。

中国智慧家庭出货量及预测（单位：百万台）

全国家用电器工业信息中心数据显示，2019年国内市场家电零售额规模8032亿元，同比增长率为-2.2%。

根据《IDC中国智能家居设备市场季度跟踪报告》，2019年上半年中国智能大家电市场出货量约为2838万台，同比增长22.8%。

家电市场整体表现平稳，智能家电市场的销售保持稳步增长态势。传统家电智能化转型迫在眉睫。

2016-2019年中国家电行业零售额

八大家电企业自给率高，纷纷加速智能化转型，加速家电芯片国产替代进程

一般家电芯片包括MCU主控芯片、电源管理芯片、通信芯片、驱动芯片和图像处理芯片，目前家电企业的造芯进程中，几乎所有芯片都已布局。八大家电企业造芯布局中，MCU的占比最高，达到34%

家电MCU国产替代程度高，中颖电子在中国小家电MCU中处于领先地位，据中国产业信息统计数据，2017年中颖电子在中国家电MCU中的占比为19.8%，排名第三，与排名前二的MCU厂家盛群半导体（22.6%）和盛群电子（21.2%）的差距不大，预计未来小家电领域MCU国产替代率会进一步提升。

八大家电布局芯片类型占比

2017年中国小家电MCU竞争格局

3、智能穿戴

2016年苹果发布第一代Air Pods，开创真无线耳机（TWS）时代，iPhone 12系列取消标配耳机，再次引发TWS耳机销量暴增。

传统有线耳机线路简单，无需配置MCU主控芯片。

TWS产业链主要包括ODM厂商，无线耳机和充电盒元器件厂商，其包括主控芯片、存储芯片、FPC、语音加速感应器、MEMS、过流保护IC、电池等。

据Counterpoint预计，TWS耳机市场会有十年前智能手机一样的增长趋势，智能手机市场2009-2012年CAGR为80%，预计TWS市场2019-2022年CAGR为80%。

在Air Pods引爆市场后，各手机厂商如华为、OPPO、vivo、小米以及传统音频厂商Sony、BOSE、1MORE、漫步者纷纷跟进推出相关产品，苹果市场份额虽仍是第一，其他品牌耳机也在加速抢占，使得苹果市场份额逐年减少，据Statista数据，苹果TWS耳机市场占有率从2018年Q4的60%下降到2019年Q3的45%。

TWS耳机市场竞争格局

高端手表处理的任务多，需要用内嵌操作系统的SoC，而手环只需要时钟、记步、统计热量小号、测血压等简单的功能，使用MCU即可。

随着智能手表性能和功能的加强，使用带系统的SoC+MCU会是的趋势，其中WiFi模块中集成了MCU，另外需要多一颗MCU来链接众多的传感器，辅助SoC采集数据。

小米手环3拆解

得益于硬件创新，智能手表逐步成熟，与智能手机组成的应用生态日趋完善。通过定位聚焦于运动、健康、移动支付领域，行业持续加速发展，预计2021年智能手表的支出将达到273.88亿美元。

智能手环相比智能手表，性能较低、功能单一、只支持苹果或安卓单一操作系统。t4ai预测未来整个智能手环市场将持续萎缩。

小米智能手环市场占有率高，预计未来市场集中度进一步提升。

全球智能手表消费趋势

未来，智能手表行业将更进一步地向头部集中。苹果、三星、华为、Garmin将占据超过75%的市场份额。

参考智能手机市场的发展，未来苹果TWS耳机的市场份额会进一步下降，而国内厂商诸如小米、华为、OPPO、vivo等手机厂商会快速崛起，为芯片国产替代提供条件。目前充电盒国产主控MCU方案成熟，如芯海科技、昇生微、微源半导体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业

4、 汽车电子

ECU（Engine Control Unit），即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，变成了electronic control unit即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统。而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS（Engine Management System）。

常见的ECU有导航ECU、安全气囊ECU、引擎ECU、电动车窗ECU、悬吊系统ECU。

ECU由MCU、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及驱动等集成电路组成。其中MCU是ECU真正起到控制作用的关键。

汽车ECU

汽车电子应用已经占据超过1/3的MCU市场，汽车向智能化过程中，对安全、环保要求越来越高，因此对MCU的需求增长迅猛。据IC Insights预测，车用MCU销售额将在2020年接近65亿美元，并在2023年达到81亿美元。

据Strategy Analytics统计，传统燃油车中MCU占整车半导体价值的23%，纯电动汽车MCU占整车半导体价值的11%，2018年传统燃油车单车半导体价值量为338美元，新能源汽车单车半导体价值量为704美元，MCU价值量在传统燃油车和新能源车中相当，均为78美元左右。

燃油和电动汽车半导体占比

据Strategy Analysis数据，全球以及国内车载MCU市场主要由恩智浦、瑞萨、英飞凌、德州仪器、微芯科技占领，共占约85%市场份额。

汽车级MCU产品品质严苛，认证过程很复杂，投入大，短期内难有盈利。目前国内汽车级MCU已量产的公司有：杰发科技、上海芯旺微电子、赛腾微电子、中微半导体等公司。

国内车载MCU起步晚，较少公司涉及该领域业务，未来国产替代潜力巨大。

5、工业控制

MCU是实现工业自动化的核心部件，如步进马达、机器手臂、仪器仪表、工业电机等。以工控的主要应用场景——工业机器人为例，为了实现工业机器人所需的复杂运动，需要对电机的位置、方向、速度和扭矩进行高精度控制，而MCU则可以执行电机控制所需的复杂、高速运算。

工业4.0时代下工业控制市场前景广阔，催涨MCU需求。根据Prismark统计，2019年全球工业控制的市场规模为2310亿美元，预计至2023年全球工业控制的市场规模将达到2600亿美元，年复合增长率约为3%。根据赛迪智库的数据，2020年中国工业控制市场规模达到2321亿元，同比增长13.1%。2021年市场规模有望达到2600亿元。

全球工业控制市场规模及其增速

中国工业控制市场规模及其增速

MCU市场现被国外厂商主导，国内厂商虽百花齐放，但占比较低，国产替代空间巨大。根据前瞻产业研究院，2019年全球MCU市场主要被微芯、意法半导体、瑞萨、德州仪器、恩智浦等厂商占据，前五大厂商合计市场份额达72.8%。中国MCU市场主要被意法半导体、恩智浦、微芯、瑞萨、英飞凌等厂商占据，前五大厂商合计市场份额达74.42%。

近期MCU市场缺货行情持续，本土MCU产业链有望加速产品的市场拓展，提升产品的价值量或出货量，从而充分受益于MCU市场高涨的应用需求。另一方面，高性能MCU的价量齐升，带来可观的毛利率，驱使更多国内优秀企业进军MCU领域，加快实现国产替代。

国内厂商在工业控制MCU产品方面，销售收入及其占比逐年上升，产品出货量增长显著，国产替代指日可待。

智东西认为，随着我国电动汽车如火如荼的快速发展，在汽车电子上的应用使得MCU芯片未来注定在我国的芯片行业中扮演者一个十分重要的角色。但是，现阶端国产MCU主要还是集中在家电等行业低端应用行业。好消息是，虽然32位MCU是现在的主流，但国内厂商有优势的8位芯片仍然在物联网等行业中有着广泛的应用，在国外巨头的统治下，国产MCU仍然有着不差的生长土壤，假以时日大规模的国产替代也不是不可能。

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