据Morgan Stanley 分析预测，MCU在中国的本地化速度一直很缓慢，但2021年将是本地化进程的转折点。2017- 2020年，中国本地市场的微控制器国产化增速约为5%，预计到2025年，随着中国本地微控制器市场规模飙升，国产微控制器的占比将达到20-25%。

其中国产微控制器市场占比到2025年将达到23%左右

来源：WSTS, Morgan Stanley Research

今年AI电堂陆续发布过关于MCU的相关文章。如果大家想了解STM32如何在这一年成为理财芯片的，可以阅读往期文章，《缺货涨价行情下，国产替代真的那么香吗？》，《MCU的2020与2021》。

本篇为系列文章第四篇，MCU 会是中国芯片本土化的下一个亮点吗?

《MCU缺货涨价后的国产化浪潮》系列文章：

▷ 第一篇：MCU 需求端多样化，汽车和物联网引领未来成长

▷ 第二篇：MCU 产能增长相对有限，未来供需结构将趋于平衡

▷ 第三篇：全球 MCU 市场高度集中，多因素共振加速国产替代

▷ 第四篇：MCU 会是中国芯片本土化的下一个亮点吗？

短期来看，目前全球仍处在半导体行业的上升周期，芯片荒并未缓解，但可能在2022年上半年见顶。无论全球还是国内微控制器厂商，2021年上半年均保持了35-45% 的较高增长水平。可以预见：

全球半导体厂商将在本轮强劲的行业上升周期中获益，尽管分销商在“芯片荒”中获利更多；

国际MCU大厂（ST，NXP，Renesas，Infineon，TI）可能会失去一些市场份额，但考虑到整体市场的增长，尤其是汽车市场的强劲拉动，绝对销售额将继续增长；

未来3-5年内，中国厂商在汽车应用领域的渗透率仍然有限，但一些本地MCU厂商会在非关键的汽车MCU领域有不可小觑的市场切入；

兆易创新将领跑通用微控制器的国产化进程，而在这个终端应用极为分散的市场，其规模足以让包括台湾厂商在内的多家本地厂商共同成长。

评估中国的微控制器厂商，我们需要应用系统方法，例如从以下维度靠量：

MCU产品组合覆盖和硬件规格

固件能力和生态系统的全面性

公司发展和管理经验

销售能力

供应链管理

目标市场和行业定位

财务业绩和估值比较

政策风险

当然，长期来看，市场也存在潜在风险：

本地厂商之间的价格竞争

来自系统芯片(SOC)供应商的竞争

来自客户自研的威胁

01 中国MCU正在腾飞

近年，多种原因中国半导体国产化的呼声甚嚣尘上，对于CPU、内存、RF器件和电源芯片都有相应的行业布局，并对半导体行业的国产化进程寄予“从数量转向质量”的期望。在许多领域，尽管国产芯片的性能仍无法与全球同行相比，但国产厂商在产品快速迭代、技术不断创新等因素的推动下，差距将会缩小。在不涉及国家安全的关键部件方面，中国厂商占据了更接近下游硬件制造商的优势，增长空间巨大。

2020年全球半导体行业收入约为4400亿美元，其中中国生产IC仅占230亿美元，市场份额为5%。其中，中国半导体厂商在NAND和DRAM领域投入最大；其次是图像传感器和智能手机芯片组；第三梯队是模拟集成电路、功率分立电路和射频器件等。

MCU是物联网发展的重要基石和嵌入式应用的核心器件，也是中国半导体行业本地化迷题的最后一块拼图，但MCU的本地化进展仍然缓慢。在中国这个电子产品制造大国，MCU市场的主要玩家是来自美国、欧洲和日本的全球大厂。

微控制器在中国的本土化进程缓慢可能有以下几个原因：

硬件规格（技术）：国产厂商的产品硬件特性相比国外大厂，无法达到高精度或低功耗等特定应用场景需求。MCU硬件特性是通过性能、功耗和产品可靠性来衡量的。性能指标主要看 MCU DMIPS 及 CoreMark 跑分，主要取决于MCU内核的主频；功耗可以通过 ULPMark-CP 或工作电流和待机电流测量；可靠性通过不良率来衡量，以百万分之一（PPM）表示，是影响MCU质量的关键因素。本土MCU企业往往在功耗和可靠性方面偏弱，国产产品一般待机电流较高，PPM较高（>100pm）。一般来说，消费类应用只要求300ppm，但对于工业级应用要求更严格，低于50ppm，车规级MCU则要求最严苛，低于10ppm。这些因素使其进入市场具有挑战性。

软件或生态系统支持：外国芯片大厂拥有强大的软件和生态系统支持，对于用户的开发难点还有现场应用工程师（FAE）的技术支持。国产厂商在这方面有很多缺失，需要花时间布局开发。据 Gartner 数据，意法半导体是本土MCU厂商的超级竞争对手，其在中国市占率超过50%；且生态系统全面，产品已下沉到中国高校，为未来工程师启蒙。应用程序、中间件和软件驱动程序一应俱全，同时提供各类开发板供用户学习、测试、评估。

产品组合的全面性：意法半导体和恩智浦等国际大厂的微控制器产品品类齐全，为开发者提供了非常广泛的选择，比如NXP拥有2000多颗料号，而意法半导体的STM32拥有五大产品类型、17个产品系列，1700多款产品。国外大厂还有极其完善的市场布局，以满足广泛的客户需求，从高端的汽车级MCU到低端的消费级MCU。STM32即拥有基于ARM M0内核的入门级MCU STM32G0系列竞争低端市场；也拥有基于M7内核、主频高达500MHz的高性能系列STM32H7；而新上市的STM32U5超低功耗系列，可提供535 ULPMark-CP的低功耗解决方案。

碎片化市场：高度碎片化是微控制器市场的特征，不同的细分市场，客户要求产品对应用场景有高耦合度。但中国MCU厂商倾向于投资批量大、差异小的产品，往往没有配置足够的资源来满足客户的特定场景需求。

用户粘性：在嵌入式系统应用中，MCU占BOM成本的比例较低；此外，很多嵌入式产品会有相应的行业认证，比如白色家电产品需要通过CCC认证，客户不会经常更换供应商，这样将导致开发成本上升。因此，新的MCU厂商需要几年的时间才能进入市场，市场渗透率的提升多来自于新项目，而不是产品替代。

国产产能不足：微控制器是许多电子产品的大脑，但国产产能严重缺失，国产MCU厂商多采用Fabless经营模式，重度依赖代工厂。

国产MCU厂商正在产品组合、性能及生态多维度发力，2021年将是中国MCU国产化加速元年

技术的迭代：许多国产厂商已设法缩小了与国际大厂在硬件方面的差距，领先的本土厂商和外国厂商在性能上并没有太大的差别；同时，也利用代工厂的特定制程，如台积电的低功耗工艺来降低待机功耗。

总体而言，本土厂商基于M0、 M3和M4内核的MCU产品，主频250MHz以下的产品性能与国外大厂的硬件性能并没有太大的不同。产品良率方面，本土厂商经过不断的技术积累，现在在工业应用和白色家电的不良率降低至50PPM；在汽车应用方面与国外厂商仍有一定差距，但在一些非关键领域（如门锁）也呈现一定的市场机会。

软件支持和生态系统的拓展：多年来，本土厂商与终端客户和系统集成商进行更密切的合作，以帮助扩展生态系统和软件。

产品组合的增强：国内厂商不断丰富MCU品类，以覆盖更多的嵌入式应用。以兆易创新为例，其产品料号已扩展到500多个。同时，拥有丰富经验的市场及技术人员也流向本土厂商以谋求更好的职业发展，而本土厂商也依赖他们更高效地进行产品规划，加快产品上市节奏。

来源: : Mind Motion, Morgan Stanley Research

国产代工厂在崛起：中国代工厂的产能提升将极大改善本土MCU厂商的供应链管理能力。一旦国产芯片借“芯片荒”契机成为客户的量产设计方案，在质量没有显著差异的情况下，国际大厂将很难夺回市场份额。同时因国际政治等多因素影响，海外对中国进行技术封锁的潜在可能性，中国客户在质量、供货稳定的情况下，将更愿意选用国产芯片。

02 中国的MCU市场成长速度将超过全球市场增速

除了本土厂商将表现出更强的市场渗透能力，中国MCU 市场总量（TAM）在2020-25年的年复合增长率将达到9%，高于全球MCU 市场总量7%的年复合增长率。中国MCU市场的增长与消费物联网、工业物联网和EV / ADAS等应用的市场普息息相关，这些领域在2020-25年的增长率将高于传统的汽车和消费电子市场。

来源：WSTS, Morgan Stanley Research

受中国城镇化进程推动，智能家电的年增长率为12%，预计到2030年，每个家庭的物联网家电数量将从目前的1台增加到7台。

工业应用领域，物联网技术正在与跨越供应链、产品和服务的制造流程。工业物联网作为新基建方向之一，可连接并收集节点端的制造工具、设备和/或各种硬件设备数据，集成到数字化平台管理。

来源：Morgan Stanley Research

汽车领域也是微控制器的一个重要市场。新能源汽车（NEV）和自动驾驶（从1级到4级）将推动中国车规级MCU的强劲需求。