2020年MCU行業(yè)深度研究報告

1、2020年mcu行業(yè)深度研究報告目錄1. 需求旺盛和技術(shù)升級，mcu賽道持續(xù)繁榮51.1物聯(lián)網(wǎng)需求拉動，mcu行業(yè)維持高增長51.2 mcu技術(shù)不斷提升 62. 中國廠商迎來黃金發(fā)展期103. risc-v帶來歷史性機(jī)遇 113.1 risc-v有望打破專利壁壘113.2中國廠商深入布局，有望實(shí)現(xiàn)彎道超車 134. 投資建議154.1樂鑫科技：全球領(lǐng)先開源硬件平臺 154.2中穎電子：中國家電mcu龍頭154.3納思達(dá)：從打印芯片拓展至通用mcu 164.4兆易創(chuàng)新：借力存儲優(yōu)勢，32位mcu領(lǐng)先184.5 匯頂科技：lot 領(lǐng)域 sensor+mcu+security+connectivit

2、y 綜合平臺205 .風(fēng)險提示22圖表目錄圖 1： 2013-2018 年中國 mcu 市場規(guī)模 cagr 10.9%5圖2：全球mcu市場規(guī)模 5圖3：中國5g商用時間表5圖4： 5g時代將是萬物互連時代（單位：十億）6圖5： 2019-2025中國mcu市場規(guī)模預(yù)測6圖6： mcu技術(shù)升級方向 7圖7：不同位數(shù)mcu主要用途 7圖8： 2013年mcu市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)8圖9： 2019年mcu市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)8圖 10： arm 發(fā)布了 ai 處理器 cortex-m558圖11：高整合度mcu將成為發(fā)展趨勢9圖12： arm trustzone可信執(zhí)行環(huán)境技術(shù)10圖13： intel sgx可信

3、執(zhí)行環(huán)境技術(shù) 10圖14：全球mcu市場集中度高（2019年）10圖15：中國mcu市場被海外大廠占據(jù)（2019年）10圖16：國家促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展相關(guān)政策（不完全統(tǒng)計）11圖17：ip供應(yīng)商市場份額占比 12圖18：risc-v發(fā)展簡史12圖19：截止到2019年2月risc-v會員數(shù)量變化13圖20：risc-v基金會部分會員13圖21：國內(nèi)布局risc-v指令集的部分企業(yè) 14圖22：平頭哥發(fā)布一站式芯片設(shè)計平臺無劍 15圖23：公司mcu主要應(yīng)用領(lǐng)域 16圖24：中國小家電mcu企業(yè)競爭格局（2017） 16圖25：納思達(dá)布局“計算、連接、安全”物聯(lián)網(wǎng)綜合平臺 17圖26：基于平頭哥

4、玄鐵cpu的fuxi618圖27：fuxi6應(yīng)用在配電,網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中 18圖28：納思達(dá)mcu“三步走”戰(zhàn)略 18圖29： 16-20年公司微控制業(yè)務(wù)營收與毛利 19圖30：公司微控制業(yè)務(wù)毛利率變化 19圖 31： gd32vf103 系列 risc-v 內(nèi)核 32 位通用 mcu19圖32： gd32 mcu榮獲“騰訊云lot優(yōu)秀合作伙伴”授牌19圖33： “兆易創(chuàng)新杯”中國研究生電子設(shè)計競賽20圖34： gd32 mcu聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室揭牌儀式20圖35：匯頂科技發(fā)展歷史及未來布局20圖36：匯頂正在構(gòu)建lot四大核心功能的綜合平臺 21圖37：匯頂安全mcu已經(jīng)成功應(yīng)用到智能門鎖方案中21圖38

5、：匯頂科技mcu發(fā)展路線圖 21圖2：全球mcu市場規(guī)模數(shù)據(jù)來源：ic insights、東方證券研充所市場規(guī)模（億元）同比數(shù)據(jù)來源：ic insights、東方證券研究所1.需求旺盛和技術(shù)升級，mcu賽道持續(xù)繁榮1.1物聯(lián)網(wǎng)需求拉動，mcu行業(yè)維持高增長受益中國市場需求的拉動，中國mcu （microcontroller unit,微控制單元）行業(yè)13-18年間呈現(xiàn) 快速增長。中國為全球最大的消費(fèi)電子制造中心，而且近幾年中國的汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn) 快速發(fā)展，為國內(nèi)mcu企業(yè)創(chuàng)造了廣闊市場。2013年中國mcu市場規(guī)模為269億元，至2018 年，己經(jīng)達(dá)到了 452億元，2013-201

6、8年期間，cagr為10.9%,遠(yuǎn)高于同期全球4.5%的增速。圖1： 2013-2018年中國mcu市場規(guī)模cagr 10.9%5g商用時代已經(jīng)開啟，物聯(lián)網(wǎng)有望迎來爆發(fā)。中國是較早開展5g商用的國家之-，2016年1 月，中國信通院正式啟動5g技術(shù)試驗(yàn)，2017年10月，開啟了第三階段中國5g技術(shù)研發(fā)試驗(yàn), 2019年，中國5g商用牌照正式發(fā)放，國內(nèi)正式進(jìn)入了 5g時代。5g時代的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)將會顯著 增加，根據(jù)gsma智庫發(fā)布的全球移動經(jīng)濟(jì)發(fā)展報告2019，2018年全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為91億 臺，到2025年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為252億臺，cagr為16%。mcu是物聯(lián)網(wǎng)終端的核心零部件， 其價值占到

7、物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%-45%。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的進(jìn)一步落地，在終端模組方面需求龐 大，必將驅(qū)動mcu行業(yè)快速發(fā)展。圖3：中國5g商用時間表數(shù)據(jù)來源：互聯(lián)網(wǎng)、東方證券研究所圖4： 5g時代將是萬物互連時代（單位：十億）billionconsumer5.0數(shù)據(jù)來源：gsma智庫、東方證券研究所受益物聯(lián)網(wǎng)快速滲透中國mcu市場有望迎來快速增長。國內(nèi)消費(fèi)電子市場無論在規(guī)模還是在質(zhì) 量上都在不斷崛起，以美的、格力為代表的家電企業(yè)，以華為、oppo、vivo、小米為代表的手機(jī) 廠商已進(jìn)入全球市場前列，此外，中國的汽車產(chǎn)業(yè)也在快速發(fā)展，上汽、吉利、比亞迪等車企實(shí)力 也在不斷壯大。本土優(yōu)秀企業(yè)都在積極布局物聯(lián)

8、網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，對于mcu芯片的市場需求不斷增加，從 而帶來mcu芯片的市場規(guī)模不斷增長，預(yù)計到2025年mcu芯片市場規(guī)模將達(dá)到982億元， 2019-2023年間，中國mcu市場規(guī)模cagr為11.7%。圖5： 2019-2025中國mcu市場規(guī)模預(yù)測市場規(guī)模預(yù)測（億元）增速1 - 2 mcu技術(shù)不斷提升mcu市場仍處于快速成長階段，隨著物聯(lián)網(wǎng)加速部署，高性能、低功耗、高集成度、高安全性將 成為mcu發(fā)展趨勢。圖6： mcu技術(shù)升級方向低功耗|高性能高安全性高集成度mcu技術(shù)升級方向數(shù)據(jù)來源：東方證券研究所整理高性能：32位將成為主流，市場份額有望進(jìn)一步提升。按照位數(shù)分類，mcu可以分為4位、8位

9、、 16位、32位和64位。32位mcu主要用途為智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)控、電機(jī)及變頻控制、 觸控按鍵、gps、打印機(jī)等。隨著下游需求市場的不斷擴(kuò)大，32位mcu的市場份額也在不斷提 升，2013年32位mcu市場份額為46%,到2019年，已經(jīng)增長到45%。隨著物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)， 32位mcu市場份額將會進(jìn)一步提升。圖7：不同位數(shù)mcu主要用途位數(shù)主要用途4位計算器、車用儀表、呼叫器、無線電話、cd播放器、lcd驅(qū)動、光電器、胎 壓計、遙控器等8位電表、馬達(dá)控制器、傳真機(jī)、鍵盤及usb等16位移動電話、數(shù)碼相機(jī)、錄像機(jī)等32位智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)控、電機(jī)及變頻控制、觸控按鍵、gps、打印機(jī)

10、、 工作站等64位高階工作站、多媒體互動系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源：中國報告網(wǎng)、東方證券研究所圖8： 2013年mcu市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖9： 2019年mcu市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究、東方證券研究所數(shù)據(jù)來源：ic insights、東方證券研充所 32位 8位 16位4位mcu有望加入ai計算能力。目前ai芯片主要應(yīng)用在云端和功能復(fù)雜的終端，如：智能手機(jī)運(yùn)用 ap中的npu實(shí)現(xiàn)人臉識別功能，功能簡單的終端也將逐漸增加ai功能，mcu也將加入ai功能 模塊，給mcuf商帶來新的市場機(jī)會。mcu芯片大廠強(qiáng)力布局有望加速推動ai融入mcu領(lǐng)域。為了探索mcu在ai市場的應(yīng)用，恩 智浦不僅提供硬件平臺，還推出

11、了機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)環(huán)境elqo elq可以幫助客戶將訓(xùn)練好的模型轉(zhuǎn) 換到嵌入式平臺中。芯片架構(gòu)供應(yīng)商arm也是ai的主要推手之一，arm在2020年發(fā)布了兩款 edge al芯片-cortex-m55和ethos-u55。與前一代cortex產(chǎn)品相比，cortex-m55可將數(shù)字信 號處理性能提高5倍，將機(jī)器學(xué)習(xí)性能提高15倍。ethos-u55是cortex-m處理器的配套npu加 速器，用于解決電池壽命和成本敏感的復(fù)雜ai計算難題，能和cortex-m55、cortex-m33、cortex- m7、cortex-m4等產(chǎn)品搭配使用。ethos-u55包含32至256個可配置計算單元，與基本的

12、cortex- m55相比，機(jī)器學(xué)習(xí)性能最多可以提升32倍。如果將cortex-m55和ethos-u55進(jìn)行組合，能為 mcu帶來480倍的機(jī)器學(xué)習(xí)性能飛躍。圖 10： arm 發(fā)布了 al 處理器 cortex-m55armcortex®-m55數(shù)據(jù)來源：arm、東方證券研究所低功耗：物聯(lián)網(wǎng)終端mcu的核心競爭力。受限于體積，物聯(lián)網(wǎng)終端的電池容量往往有限，通過降 低功耗來提升續(xù)航能力成為終端廠商對mcu芯片的重要要求。物聯(lián)網(wǎng)世界擁有數(shù)量龐大的無線傳 感節(jié)點(diǎn)，功耗和續(xù)航時間更是直接關(guān)系到產(chǎn)品的可行性。通常這些節(jié)點(diǎn)需要24小時處于連接狀態(tài)， 這對mcu的功耗提出了非常高的要求。特別是

13、隧道或橋梁中的檢測傳感器，對電池續(xù)航能力的要 求常常達(dá)到十年以上。因此，低功耗將成為mcu的核心競爭力。高集成度：高集成度的mcu將成為發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)終端需要通過傳感器收集信息，同時需要利 用無線通訊模塊發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。因此，集成傳感器+mcu+無線模塊的高度集成方案是一大發(fā)展趨 勢，高度集成不僅可以降低成本，而且可以降低功耗。而sip等技術(shù)的發(fā)展更是為高整合度mcu 的發(fā)展提供了技術(shù)可行性。圖11：高整合度mcu將成為發(fā)展趨勢mcu*傳感器、mcu+無線模塊、數(shù)據(jù)來源：中國報告網(wǎng)、東方證券研究所高安全性：物聯(lián)網(wǎng)時代必然要求。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，在智能設(shè)備上運(yùn)行的操作系統(tǒng)、 應(yīng)用程序

14、等難免存在著各種漏洞，一些黑客會籍此對智能設(shè)備展開攻擊，進(jìn)而篡改或竊取用戶的重 要數(shù)據(jù)，這為智能設(shè)備的正常使用帶來了嚴(yán)重的威脅。為了使得智能設(shè)備能夠免受黑客攻擊的困擾 正常地提供服務(wù)，需要采取有效的措施對黑客的攻擊進(jìn)行防御。除了提高系統(tǒng)被破解的難度以外, 還應(yīng)該在系統(tǒng)內(nèi)部對用戶的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)。目前arm和intel分別推出了自己的可信 執(zhí)行環(huán)境的技術(shù)，arm trustzone和intel sgx,未來隨著需求的提升，有望出現(xiàn)更多的安全技術(shù)。圖12： arm trustzone可信執(zhí)行環(huán)境技術(shù)圖13： intel sgx可信執(zhí)行環(huán)境技術(shù)trusted app fota4 integn

15、ty mgmttrustedtrusted appiclematks &authentxauonarm trustsd firmwarehardware platformhw kcyi. s«urc $<ori.tnrtccd ul (keypad screen) 1 crypto accccoccxxeknwnc. «uhw secure resourcesrich os數(shù)據(jù)來源：arm、東方證券研究所globalplatformtee client api數(shù)據(jù)來源：intel.東方證券研充所2.中國廠商迎來黃金發(fā)展期中國mcu市場集中度較為分散，以國外品牌

16、為主。全球mcu行業(yè)市場集中度高，主耍市場被瑞 薩電子（日本）、恩智浦（荷蘭）、得捷電子（中國）、英飛凌（德國）、微芯（美國）等國際半 導(dǎo)體大廠所占據(jù)，2019年，cr5為83%o中國mcu市場集中度相對全球來說，較為分散,cr5僅 為55.2%,且都被海外半導(dǎo)體大廠所占據(jù)。中國mcu廠商與國際一流企業(yè)差距較大，總體占比較 小，局端mcu滲透率不足。圖14：全球mcu市場集中度高（2019年）圖15：中國mcu市場被海外大廠占據(jù)(2019 年)瑞薩電子恩智浦得捷電子英飛凌微芯科技其他瑞薩電子飛思卡爾意法半導(dǎo)體微芯科技東芝英飛凌三星電子愛特梅爾新唐其他數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究、東方證券研究所數(shù)據(jù)來

17、源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究、東方證券研究所具備政策、資金、產(chǎn)業(yè)鏈、終端客戶、人才等多重優(yōu)勢，國內(nèi)廠商迎來機(jī)遇-有望打破國外廠商壟 斷局面。政策層面給予多重利好。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會的 發(fā)展和國家安全保障，一直受到國家的關(guān)注和重點(diǎn)扶持。尤其是中美貿(mào)易摩擦以后，半導(dǎo)體的發(fā)展 更是受到了全社會的關(guān)注，而且企業(yè)融資變得相對更容易，這樣有利于初創(chuàng)企業(yè)的成長，也利于產(chǎn) 品升級與技術(shù)創(chuàng)新。同時，終端廠商也愿意給國內(nèi)廠商更多機(jī)會，讓國內(nèi)廠商逐步從中低端介入, 再到中高端。圖16：國家促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展相關(guān)政策（不完全統(tǒng)計）時間政策部門主要內(nèi)容2014年6月國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推

18、進(jìn) 綱要工信部以設(shè)計為龍頭、制造為基礎(chǔ)、裝備和材料為支撐，以技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和體制機(jī)制 創(chuàng)新為動力，推動集成電路產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)突破和整體提升，實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。2015年3月財稅20156號：鼓勵集成電 路產(chǎn)業(yè)發(fā)展企業(yè)所得稅政策財政部符合條件的企業(yè)自獲利年度起，第一年至第二年免征企業(yè)所得稅，第三年至第五年按 照25%的法定稅率減半征收企業(yè)所得稅，并享受至期滿為止。2015年5月中國制造2025國務(wù)院將集成電路及專用裝備作為“新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)”納入大力推動突破發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng) 域，提升集成電路設(shè)計、制作、封裝和測試的自主發(fā)展能力。2016年11月我國集成電路產(chǎn)業(yè)“十三 五”發(fā)展規(guī)劃建議國務(wù)院到2020年全

19、行業(yè)銷件收入達(dá)到9300億元：16/14nm制造工藝實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，封裝測試 技術(shù)進(jìn)入全球第一梯隊(duì)。關(guān)鍵裝備和材料進(jìn)入國際采購體系。2017年4月科技部關(guān)于印發(fā)“十三 五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng) 規(guī)劃的通知科技部第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先 水平。2018年3月關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān) 企業(yè)所得稅政策財政部、 稅務(wù)總局 等2018年1月1h后投資新設(shè)的集成電路線寬小于65nm或投資額超過150億元，且經(jīng)營期 15年以上的集成電路生產(chǎn)企業(yè)或項(xiàng)目，前五年免征企業(yè)所得稅，第六年至第十年按照 25%的法定稅率減半征收企業(yè)所得稅。數(shù)據(jù)來源：互聯(lián)網(wǎng)、東方證券研究所

20、應(yīng)用終端制造在國內(nèi)mcu應(yīng)用"定義權(quán)"在中國。不管從消費(fèi)類的玩具、手機(jī)周邊、家居家電， 到工業(yè)類的電機(jī)控制、汽車電子、無線通訊，甚至物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，在中國都有大量的開發(fā)團(tuán)隊(duì) 和配套的支持體系，以及廣泛的消費(fèi)群體和應(yīng)用場景。這使得mcu產(chǎn)品及方案的“定義權(quán)”逐步 移到中國來。國內(nèi)企業(yè)更能提供貼近本土化的產(chǎn)品和服務(wù)，同時具備成本優(yōu)勢。此外，國內(nèi)mcu 產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸成熟，國內(nèi)的晶圓代工廠、封測廠已經(jīng)成熟，ip庫的豐富和技術(shù)的沉淀，為提高mcu 產(chǎn)品的性能表現(xiàn)和可靠性打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。國際知名企業(yè)為國內(nèi)培養(yǎng)了充足的人才。外資mcuf商過去30年在國內(nèi)的發(fā)展培養(yǎng)了大量人才， 為國產(chǎn)

21、mcu的發(fā)展提供了軟實(shí)力的支持。例如：華大半導(dǎo)體mcu的設(shè)計團(tuán)隊(duì)中80%成員有一二 十年的外企設(shè)計經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)mcu廠商在特定細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破正在走向全面崛起。不同于手機(jī)soc技術(shù)幾乎每 年在更新?lián)Q代，mcu用于控制的運(yùn)算量較小，旦在每個具體的應(yīng)用場景相對靜態(tài)性，技術(shù)更新速 度相對較慢。因此，國外具備技術(shù)壟斷的公司針對具體應(yīng)用場景的產(chǎn)品其功能和性能的提升和優(yōu)化 相對較慢，疊加天時地利人和的優(yōu)勢，給國內(nèi)公司提供了在某些特定的技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)慢慢突破并趕 超的機(jī)會。3. risc-v帶來歷史性機(jī)遇3.1 risc-v有望打破專利壁壘國內(nèi)mcu發(fā)展受限ip壁壘。mcu芯片的發(fā)展需要ip授權(quán)，而arm、

22、synopsys、cadence等 海外公司占據(jù)絕大多數(shù)份額，存在特殊的情況下ip斷供的風(fēng)險。數(shù)據(jù)來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察、東方證券研窕所中國巡展軟件商業(yè)化推進(jìn)20132()172015.7201820102015.82019紅帽采用riscv首次linux 移植nvidia采用risc-vrisc v基金 會成立hot chip 2014大會芯片開始研 發(fā)sifive公司成 立商業(yè)許可認(rèn) 證2019.8圖17： ip供應(yīng)商市場份額占比 arm(softbank) synopsys cadence imagination technologies ceva verisiliconothersris

23、c-v有望打破專利壁壘。risc-v是一種開放處理器架構(gòu)技術(shù)，是基于精簡指令集(risc)的 開源指令集架構(gòu)(isa)實(shí)現(xiàn)wo 2010年，加州大學(xué)伯克利分校eecs實(shí)驗(yàn)室啟動risc-v項(xiàng)目， 以打造一個真正開源的、免許可的、免授權(quán)費(fèi)用指令集架構(gòu)。經(jīng)過多年研充和驗(yàn)證，risc指令集 己發(fā)展出五代。risc-v即指第五代risco risc-v受到了全球半導(dǎo)體公司的關(guān)注。圖18： risc-v發(fā)展簡史數(shù)據(jù)來源：智東西、東方證券研究所國內(nèi)外巨頭入局，有助于risc-v快速建立生態(tài)。risc-v基金會在2015年宣布成立，會員數(shù)量 一直保持快速增長,截止到2019年2月己經(jīng)達(dá)到了 235家,其中包

24、括谷歌、英偉達(dá)、高通、rambus、 三星、恩智浦、華為、阿里、美光、舊m、globalfoundries. ultrasoc和西門子在內(nèi)的多家國內(nèi) 外巨頭。在國內(nèi)外芯片巨頭資金和研發(fā)的支持下，riso-v有望在較短時間實(shí)現(xiàn)生態(tài)體系的初步完 善并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用廣度的拓展。圖19：截止到2019年2月risc-v會員數(shù)量變化數(shù)據(jù)來源：risc-v、東方證券研究所圖20： risc-v基金會部分會員berkeley architecture researchantmicro q 計籍峪 western digitalbluespecmicrosemifcronhvidia碧samsung google

25、qualco/vwcortus c sky 中天微 ©sifive rambussiemenscosms<9undait qoickuoqfcamdg5imorions：;： intrinsic id螂理j mpilma 5京i d lphin imt.甌坦l inirinsix / u iar w dbver 淅svsfl 仍峋(泄ras cjnirr no.”emziirich o三”熾ub|lnt go#n mentor sshlim;minrgl寫nusgfc£h數(shù)據(jù)來源：risc-v、東方證券研究所ceva .希“xlromedadraper ase,san

26、 oidt 再 f j meliaim)xkfriscjehex securtty cadeocg iprbtog bitmaintectoomioo開源、可修改、精簡 ' 安全等特點(diǎn)決定了 risc-v在物聯(lián)網(wǎng)時代將會大放異彩。開源：risc-v完 全開放，企業(yè)可以自由免費(fèi)使用。可修改：risc-v容許企業(yè)添加自有指令集拓展而不必開放共享 以實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展。精簡：risc-v基礎(chǔ)指令集則只有40多條，加上其他的模塊化擴(kuò)展指令總共 兒十條指令。risc-v的規(guī)范文檔僅有145頁，而“特權(quán)架構(gòu)文檔”的篇幅也僅為91頁。安全：其 開源性特征，能夠接受公眾監(jiān)督，及時修正體系漏洞，避免重大安全

27、風(fēng)險。具備以上優(yōu)點(diǎn)使得risc- v有望成為低功耗alot應(yīng)用的最佳解決方案。3.2中國廠商深入布局，有望實(shí)現(xiàn)彎道超車中國廠商深入布局成果逐步顯現(xiàn)。risc-v的開源特性、可修改特定，使得國內(nèi)企業(yè)較為便利且 能以較低的價格使用。國內(nèi)部分企業(yè)已經(jīng)深入布局，目前己經(jīng)推出多款基于risc-v指令集的mcu 產(chǎn)品。圖21：國內(nèi)布局risc-v指令集的部分企業(yè)公司主要工作納思達(dá)2019年完成首款基于risc-v架構(gòu)的fuxi系列安全芯片。憑借多核異構(gòu)的安全 加密架構(gòu)、超強(qiáng)防攻擊能力以及物理不可克隆性，fuxi系列榮獲了 4個專業(yè)產(chǎn) 品技術(shù)評選大獎。fuxi1系列已成功應(yīng)用于南網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，并實(shí)現(xiàn)了掛

28、網(wǎng) * -th-不氾。樂鑫科技2018年推出了基于risc-v指令集架構(gòu)的esp32-marlin物聯(lián)網(wǎng)芯片。兆易創(chuàng)新2019年全球首發(fā)risc-v通用mcuo平頭哥(中天 微)主要發(fā)力于32位高性能和低功耗嵌入式cpu的ic設(shè)計.2018年發(fā)布基于risc- v第三代指令架構(gòu)處理器ck902。ck902是全球首款支持物聯(lián)網(wǎng)安全的risc-v 處理器。2019年宣布開源risc-v內(nèi)核mcu芯片設(shè)計平臺。mcu芯片設(shè)計平 臺包含處理器、基礎(chǔ)接口 ip、操作系統(tǒng)、軟件驅(qū)動和開發(fā)工具等模塊華米科技2018年9月發(fā)布號稱全球智能穿戴領(lǐng)域第一顆人工智能芯片一一黃山1號。這 顆芯片基于risc-v開發(fā)，

29、是全球首款risc-v開源指令集成的可穿戴處理器， 并且集成了 aon (always on)模塊控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速模塊。北京君正2019年，北京君正的cpu研發(fā)隊(duì)伍己展開對基于risc-v指令集的cpu核的 研發(fā)。東軟載波正在研制基于risc-v指令集架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)微處理器mpu芯片芯來科技研發(fā)了開源risc-v處理器項(xiàng)目蜂鳥e203。數(shù)據(jù)來源：摩爾芯聞、東方證券研究所中國risc-v產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立有助于加快完善國內(nèi)risc-v “ip核一芯片一軟件一整機(jī)_系統(tǒng)”產(chǎn) 業(yè)生態(tài)體系。2018年10月，中國risc-v產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，五十余家相關(guān)企業(yè)以及十余家大學(xué)和 研究機(jī)構(gòu)加入，涉及了眾多ip設(shè)計

30、服務(wù)、芯片、軟件、系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的中國知名企業(yè)。中國risc- v產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟有助于集聚和整合國內(nèi)risc-v創(chuàng)新力量，助推risc-v產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設(shè)，提升中國企 業(yè)在risc-v指令集創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定中的影響力；同時，能加快risc-v的市場推廣和產(chǎn)業(yè)化應(yīng) 用，助力形成有效的產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制、共性技術(shù)協(xié)作開發(fā)機(jī)制、知識產(chǎn)權(quán)合作機(jī)制等長效機(jī)制，提 升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。risc-v芯片設(shè)計開源平臺已經(jīng)出現(xiàn)，有望加速國內(nèi)risc-v產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。2019年8月，平頭 哥發(fā)布了一站式芯片設(shè)計平臺無劍，無劍能夠提供穩(wěn)定可靠的設(shè)計平臺和驗(yàn)證平臺，在測試、流片 等環(huán)節(jié)幫助用戶節(jié)約大量成本和時間，將芯片設(shè)計成本和設(shè)計周

31、期壓縮50%以上.2019年10月， 平頭哥在烏鎮(zhèn)互聯(lián)網(wǎng)大會上宣布開源mcu芯片設(shè)計平臺，這是國內(nèi)首家開源芯片設(shè)計平臺的公 司。這個開源平臺搭載玄鐵902處理器，提供uart、spi、i2c、timer、pwm等多種ip以及驅(qū) 動，為企業(yè)提供芯片設(shè)計的全棧技術(shù)能力。開放平臺有利于實(shí)現(xiàn)處理器、算法、操作系統(tǒng)等軟硬件 核心技術(shù)的深度融合，打破傳統(tǒng)通用芯片時代ip授權(quán)商用模式成本高、使用難、周期長的局限, 能為企業(yè)提供芯片設(shè)計的全棧技術(shù)能力，這有望大大加速國內(nèi)企業(yè)mcu設(shè)計和研發(fā)能力。圖22：平頭哥發(fā)布一站式芯片設(shè)計平臺無劍平頭哥發(fā)布一站式芯片設(shè)計平臺無劍視頻nw瑪pcle.入曰audio code

32、c15處maoht： nuuisp«m«o.玄佚處理h數(shù)據(jù)來源：平頭削、澎湃新聞、東方證券研咒所4.投資建議受益下游需求旺盛，相關(guān)的mcu芯片產(chǎn)業(yè)鏈也將因此受益。建議關(guān)注國內(nèi)領(lǐng)先的mcu芯片設(shè)計 廠商兆易創(chuàng)新（603986,增持）、樂鑫科技（688018,未評級）、中穎電子（300327,未評級）、納思達(dá) （002180,買入）、芯?？萍迹?88595,未評級）、匯頂科技（603160,買入）等，也建議關(guān)注中國領(lǐng)先 的mcu晶圓代工廠：華虹半導(dǎo)體（01347,未評級）、中芯國際（688981,增持）等。4.1樂鑫科技：全球領(lǐng)先開源硬件平臺樂鑫是全球領(lǐng)先的開源硬件平臺，占有w

33、ifi mcu市場35%的份額，已形成強(qiáng)大的軟件和生態(tài)影 響力，以通用品主攻小客戶碎片化市場，也打入小米、涂鴉等生態(tài)系統(tǒng)。公司在底層技術(shù)、芯片面積、性能穩(wěn)定性等方面保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，多采用自研ip，mcu用 cadence和risc-v架構(gòu)，產(chǎn)品設(shè)計靈活性高。樂鑫產(chǎn)品布局全面：低端c系列、中端32系列和高端s系列市場定位差異化。4.2中穎電子：中國家電mcu龍頭中穎電子創(chuàng)立于1994年，2012年成功在深市a股創(chuàng)業(yè)板上市，專注于mcu產(chǎn)品設(shè)計，后來逐 漸開拓了鋰電池管理芯片產(chǎn)品，還拓展了 oled驅(qū)動產(chǎn)品。公司的工控芯片產(chǎn)品銷售收入占總收 入的9成以上，主要應(yīng)用在家電主控、電機(jī)控制及智能電表等

34、領(lǐng)域。圖23：公司mcu主要應(yīng)用領(lǐng)域家電電機(jī)表計數(shù)據(jù)來源：中穎電子、東方證券研究所公司mcu業(yè)務(wù)競爭力強(qiáng)，尤其在家電領(lǐng)域，在小家電領(lǐng)域，中穎電子的mcu己經(jīng)做到了國內(nèi)市 場份額第一，市場占有率在20%-30%之間，客戶包括美的、九陽、蘇泊爾等一線大廠。在大家電 mcu領(lǐng)域，公司定頻產(chǎn)品份額不斷擴(kuò)大，電機(jī)產(chǎn)品線推出的32位arm內(nèi)核產(chǎn)品，變頻冰箱應(yīng)用 已開始量產(chǎn)，變頻空調(diào)客戶在小批量產(chǎn)測試中，變頻洗衣機(jī)在配合客戶方案研發(fā)中。例如，在小家電mcu市場，中穎電子脫穎而成，成為行業(yè)第二大廠商；此外，在微波爐的控制芯 片領(lǐng)域，中穎電子也已經(jīng)做到了全球市場份額第一的位置。通過外延并購瀾至電子，使得公司具備

35、 wi-fi技術(shù)，并旦通過此前布局的藍(lán)牙低功耗組網(wǎng)ble+mcu和mems等，使得公司在lot生態(tài)方 面更加完善，中穎電子有望成為全面的通用型mcu提供商。圖24：中國小家電mcu企業(yè)競爭格局（2017）盛群半導(dǎo)體（臺灣）（大陸）（臺灣）（臺灣）（日本）中穎電子義隆電子松瀚科技瑞薩電子其他數(shù)據(jù)來源：csia、前瞻產(chǎn)業(yè)研究、東方證券研究所4.3納思達(dá)：從打印芯片拓展至通用mcu納思達(dá)是國際領(lǐng)先的打印綜合解決方案提供商，也是領(lǐng)先的細(xì)分領(lǐng)域芯片設(shè)計公司。公司主業(yè)為芯片及打印機(jī)全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)，形成了自零部件到打印機(jī)設(shè)備及打印管理服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。布局物聯(lián)網(wǎng)，通用mcu成為公司業(yè)務(wù)重要組成部分。公司枳極布

36、局物聯(lián)網(wǎng)芯片行業(yè)，推出包含“計 算、連接、安全”的物聯(lián)網(wǎng)綜合平臺，包括了通用mcu芯片、藍(lán)牙芯片和安全芯片等產(chǎn)品。圖25：納思達(dá)布局“計算、連接、安全”物聯(lián)網(wǎng)綜合平臺apm32系列 品 cortex- m0*/m3/m4a« 代料保護(hù)協(xié)堂璋功隴拿x低功 an*.廣網(wǎng)絡(luò)通信安全芯片 32ffi« 全-ifcpu 內(nèi)樓 s!dna99ijl«ttgdsancpusw,llw«i«x»tt»t»j0aw»tt*司atttt理多神用絡(luò)安全協(xié)議&妥持多壩0d際幃，密碼h法低功耗 藍(lán)牙5.0芯片 starwc

37、orttxmovm 4 內(nèi)部 aaxnh*48mhz(支持室內(nèi)定to 7俺傳漏速率、4信傳揚(yáng)事、8侑廣橘敘德( “比 84.0)打印機(jī) 主控soc btumc40nmiz 的國產(chǎn) 4«cpu 處通引掌車的安全ip多于系統(tǒng)架構(gòu)wcu.se.pse和icm子奈統(tǒng)數(shù)據(jù)來源：納思達(dá)官網(wǎng)、東方證券研究所公司具備深厚的集成電路技術(shù)沉淀。在轉(zhuǎn)入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域之前，公司擁有15年集成電路行業(yè)經(jīng)驗(yàn), 具有cpu獨(dú)立設(shè)計能力和復(fù)雜soc芯片的設(shè)計能力，連續(xù)6年被授予“中國芯”最佳市場表現(xiàn) 產(chǎn)品獎，是工信部“核高基”課題國產(chǎn)嵌入式cpu規(guī)?；瘧?yīng)用的牽頭承擔(dān)企業(yè)。公司擁有200 人的芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，具有mcu及d

38、sp內(nèi)核設(shè)計的能力，在多核心架構(gòu)及安全加密方面具有豐富 的經(jīng)驗(yàn)和積累，在通用mcu、藍(lán)牙芯片、安全芯片解決方案等方面具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。技術(shù)積累助力公司快速完成通用mcu產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)o2018年，公司完成了 arm cortex m0+、arm cortex m3和arm cortex m4三顆cpu的知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)。僅用一年時間，子公司艾派克在 2019年推出了基于arm cortex m3內(nèi)核的大容量apm32f103xe和高性能apm32f103xb系列 mcu產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子、智慧家庭、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域。2019年初發(fā)布的基 于arm cortex m3內(nèi)核的apm32

39、f103系列mcu也突破了百萬顆?？ㄎ伙L(fēng)口，積極布局risc-v公司基于阿里平頭哥玄鐵架構(gòu)推出了 fuxi系列安全芯片。艾派克 fuxi6芯片基于平頭哥玄鐵7核cpu多核異構(gòu)的安全架構(gòu)，同時具有大容量存儲資源、豐富的外 設(shè)接口以及ipsec協(xié)處理器等專用加速邏輯，可有效保障物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。 憑借多核異構(gòu)的安全加密架構(gòu)、超強(qiáng)防攻擊能力以及物理不可克隆性，fuxi系列榮獲了 4個專業(yè) 產(chǎn)品技術(shù)評選大獎。目前，fuxi1系列已成功應(yīng)用于南網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，并實(shí)現(xiàn)了掛網(wǎng)示范。公 司fuxi系列在架構(gòu)及指令層級做到了安全可控，有望在5g通信及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域搶占更多的份額。圖26：基于平頭

40、哥玄鐵cpu的fuxi6圖27： fuxi6應(yīng)用在配電網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中數(shù)據(jù)來源：納思達(dá)、東方證券研究所數(shù)據(jù)來源：納思達(dá)、東方證券研究所公司mcu業(yè)務(wù)實(shí)施三步走戰(zhàn)略，向整體解決方案商邁進(jìn)。公司的mcu業(yè)務(wù)首先立足于打印 機(jī)行業(yè)的應(yīng)用。公司2018年開始向打印機(jī)行業(yè)之外的領(lǐng)域擴(kuò)張，完成了 arm和risc-v內(nèi)核 cpu的設(shè)計和出貨，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。公司正逐步成為通用mcu解決 方案的提供商。圖28：納思達(dá)mcu “三步走”戰(zhàn)略專業(yè)領(lǐng)域mcu設(shè) 計商°數(shù)據(jù)來源：納思達(dá)、東方證券研究所4.4兆易創(chuàng)新：借力存儲優(yōu)勢，32位mcu領(lǐng)先兆易創(chuàng)新是國內(nèi)32位mcu產(chǎn)品領(lǐng)先廠商，成立

41、于2005年4月，產(chǎn)品為nor flash、nand flash及mcuo公司mcu主要為基于arm cortex-m系列32位通用mcu產(chǎn)品。gd32作為中 國32位通用mcu領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，以22個系列320余款產(chǎn)品選擇，覆蓋率穩(wěn)居市場前列，產(chǎn) 品廣泛應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)類嵌入式市場，適用于工業(yè)自動化、人機(jī)界面、電機(jī)控制、安防監(jiān)控、智 能家居家電及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。2013年，公司開始進(jìn)入mcu領(lǐng)域，mcu業(yè)務(wù)規(guī)模持續(xù)增2020年?duì)I收達(dá)到7.55億元，同比 增長70%, 16-20年復(fù)合增長率達(dá)40%,毛利率保持在40%以上。截至2020年，mcu產(chǎn)品累計 出貨數(shù)量己超過5億顆，客戶數(shù)量超過2萬家

42、，目前己擁有360余個產(chǎn)品型號、28個產(chǎn)品系列。圖29： 16-20年公司微控制業(yè)務(wù)營收與毛利圖30：公司微控制業(yè)務(wù)毛利率變化數(shù)據(jù)來源：wind、東方證券研窕所數(shù)據(jù)來源：wind、東方證券研究所產(chǎn)品不斷推成出新核心競爭力提升。公司高度重視并始終保持高水平研發(fā)投入，堅持技術(shù)創(chuàng)新， 拉近與國際mcu大廠的距離cgd32 mcu采用多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，是中國首個arm® cortex®-m3及cortex®-m4內(nèi)核通用mcu產(chǎn)品系列。2018年，公司推出gd32e系列高性能主 流型微控制器新品和主頻高達(dá)72mhz的gd32e230系列超值型微控制器新品。201

43、9年8月，公 司成功研發(fā)出全球首顆通用risc-v mcu gd32v產(chǎn)品系列，創(chuàng)新使用risc-v架構(gòu)內(nèi)核開發(fā)通用 mcu,現(xiàn)與騰訊os全面合作，推出業(yè)界首款基于risc-v內(nèi)核mcu(gd32vf103)的lot學(xué)習(xí)開 發(fā)板-evb_lx作為2020年騰訊lot應(yīng)用創(chuàng)新大賽的官方指定用板。圖31： gd32vf103系列risc-v內(nèi)核32位通用mcu圖32： gd32 mcu榮獲“騰訊云lot優(yōu)秀合作伙伴”授牌數(shù)據(jù)來源：公司官網(wǎng)，東方證券研究所數(shù)據(jù)來源：公司官網(wǎng)，東方證券研究所積極建設(shè)mcu生態(tài)系統(tǒng)。公司2015年推出的gd-link仿克調(diào)試與編程器，強(qiáng)化了 gd32系列開 發(fā)生態(tài)；20

44、19年8月推出的基于risc-v架構(gòu)的mcu產(chǎn)品，提供從芯片到程序代碼庫、開發(fā)套 件、設(shè)計方案等完整工具鏈支持，并持續(xù)打造risc-v開發(fā)生態(tài)。2019 ±半年完成收購上海思立 微，針對lot應(yīng)用領(lǐng)域，可提供包括mcu、存儲、傳感等芯片，以及相應(yīng)算法、軟件在內(nèi)的一整 套系統(tǒng)及解決方案。另外，公司是arm®大學(xué)計劃(aup)中國首批合作伙伴，在18-19年冠名了“兆 易創(chuàng)新杯”中國研究生電子設(shè)計競賽，有利于遴選優(yōu)秀人才。圖33： “兆易創(chuàng)新杯”中國研究生電子設(shè)計競賽數(shù)據(jù)來源：公司官網(wǎng)，東方證券研咒所圖34： gd32 mcu聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室揭牌儀式數(shù)據(jù)來源：公司官網(wǎng)，東方證券研窕所4.5 匯頂科技：lot 領(lǐng)域 sensor+mcu