一位学生的心声：为国产MCU的崛起而奋斗！

wang19871001

MCU 在海外是一个很成熟的行业，已经形成非常稳定的竞争格局，全球前五大 MCU 厂商市占率合计超 75%，目前MCU大厂形成各有特色的市场布局。

▲图1：2020 年全球市占率排名

来源：英飞凌

什么是MCU

微控制单元 (Microcontroller Unit；MCU) ，又称单片微型计算机 (Single Chip Microcomputer ) 或者单片机，是把中央处理器 (Central Process Unit；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，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

8051单片机（MCU）诞生于20世纪末期，在2000年以前用的最多的单片机就是Intel 8051系列单片机，此后51单片机几乎是每个电子类专业大学生的必修课程。基于8051内核的单片机是8位的处理器，工作频率相对较低，其处理能力也非常有限，但在过去能完全应付绝大部分的嵌入式应用了。

▲Intel P8051

随着技术的进步2005年ARM公司正式推出Cortex-M3芯片，Cortex-M3拥有更高处的理能力且价格比51单片机还低。目前现在基于Cortex-M系列ARM内核的MCU已经逐渐在应用中取代了51单片机​。

▲arm® Cortex®-M3+方块图

根据其位数划分，目前有 4位单片机、8位、16位、32位，乃至64位。最早还有1位。4位单片机，目前已经多不常见。但是在我们以为看不到的地方还是在使用，比如吉利剃须刀，家电中用的东芝4位cpu。8位单片机，是目前最常见的，比如51系列，还有 AVR、pic、飞思卡尔8位系列、nec等公司都有、国内的sst等，其通用性很好，适合十分广阔的控制领域。16位单片机，比较典型的是MSP430，还有飞思卡尔的16位系列。32位单片机，目前比较火的是stm32。

在可预见的将来，是不会过时，而且依旧具有很强大的生命力。

中国 MCU 市场规模约 250-300 亿元，国内 MCU 厂商市场份额较低

据IHS数据，2020年中国MCU市场规模预计达到 268.8亿元，2020-2022年中国MCU市场规模 CAGR为8.99%，中国 MCU 市场规模增速高于全球MCU市场规模增速。据CSIA数据，2019年瑞萨电子、恩智浦和微芯是中国MCU市场份额占比前三位的厂商，国内MCU厂商在中国的市场份额较低，国产化率有待提升。

▲图11：2015-2022 年中国 MCU 市场规模及预测

来源：IHS

▲图12：2019 年中国 MCU 市场份额

来源：CSIA

我国有100多家MCU公司，总体呈现散而弱的局面，但营收体量过亿的不足15%，合计市占率亦不足15%。从下游应用领域来看，当前国产MCU主要集中在中低端消费领域，初步进入工业级，汽车级MCU国产化率较低。消费级MCU技术门槛较低，是MCU厂商产品切入的理想起点。全球消费电子MCU市场主要被巨头占据，仅在国内市场，国产MCU厂商尚有一席之地，但是应用还是以中低端为主，高端市场应用率还需提高。

工业级MCU应用场景广泛，国产厂商可逐步切入更多领域。MCU是工业控制系统的核心，工业电子有严格的产品要求，目前全球主要的工控MCU供应商是各类国外厂商。国内MCU厂商的产品初涉工业控制领域，但市场份额还较小。

汽车级MCU要求严格，目前主要由国外MCU厂商垄断，国产化率很低。安全是汽车的第一要义，汽车级MCU需要满足严苛的要求。据英飞凌官网数据，2020年全球MCU前六大国外厂商占据的市场份额高达96%，国内MCU厂商若想要进入车规级领域，需要过硬的产品品质以及较长的验证时间，车厂一旦采用某个厂商的产品，一般不会轻易更换。

中国MCU厂商与国际一流企业差距较大，总体占比较小，高端MCU渗透率不足。

目前消费级MCU技术门槛较低，中低端消费领域是MCU厂商产品切入的理想起点。而汽车级MCU技术要求严格，目前主要由国外MCU厂商垄断，国产化率很低。国内MCU厂商若想要进入车规级领域，需要过硬的产品品质以及较长的验证时间，车厂一旦采用某个厂商的产品，一般不会轻易更换。为什么国产MCU在高端市场使用率很低？主要原因是国内MCU行业领域人才缺口巨大，且在工业级别和汽车级别还未达到较高的技术水准。

近年来我国在政策层面为行业给予多重利好。半导体产业作为战略性产业，是信息技术产业的核心，关系到经济社会的 发展和国家安全保障，一直受到国家的关注和重点扶持。尤其是中美贸易摩擦以后，半导体的发展 更是受到了全社会的关注，而且企业融资变得相对更容易，这样有利于初创企业的成长，也利于产品升级与技术创新。同时，终端厂商也愿意给国内厂商更多机会，让国内厂商逐步从中低端介入， 再到中高端。

不管从消费类的玩具、手机周边、家居家电，到工业类的电机控制、汽车电子、无线通讯，甚至物联网、人工智能，在中国都有大量的开发团队 和配套的支持体系，以及广泛的消费群体和应用场景。这使得 MCU 产品及方案的“定义权”逐步 移到中国来。国内企业更能提供贴近本土化的产品和服务，同时具备成本优势。此外，国内 MCU 产业链也逐渐成熟，国内的晶圆代工厂、封测厂已经成熟，IP 库的丰富和技术的沉淀，为提高 MCU 产品的性能表现和可靠性打下了扎实的基础 。

外资MCU厂商过去30年在国内的发展培养了大量人才，为国产 MCU 的发展提供了软实力的支持。例如：华大半导体 MCU 的设计团队中 80%成员有一二十年的外企设计经验。

不同于手机 SOC 技术几乎每年在更新换代，MCU 用于控制的运算量较小，且在每个具体的应用场景相对静态性，技术更新速度相对较慢。因此，国外具备技术垄断的公司针对具体应用场景的产品其功能和性能的提升和优化相对较慢，叠加天时地利人和的优势，给国内公司提供了在某些特定的技术领域实现慢慢突破并赶超的机会。

MCU的发展如何

随着AI和IOT的发展与融合，MCU的设计也更加复杂，逐渐从传统单一功能的微控制器转向集成更多功能特性、计算性能更强的系统级芯片（SoC）。ASPENCORE《电子工程专辑》分析师团队识别出如下六个MCU设计的发展方向。

1. 更加智能（AI）

2. 更强性能（Performance）

3. 更低功耗（Power）

4. 更加安全（Security）

5. 无线连接（Wireless）

6. 更小尺寸（Area）

因为目前国家非常重视国产MCU的发展，出台了许多对行业有力的政策，由于目前行业人才空缺巨大，很多地方都出现无人可用的情况，更多公司都愿意给出更高的薪酬来吸引人才。行业内MCU工程师平均月薪为17.7k，20k-30k占比为31.9%。部分公司甚至提出30k-50的高薪。