2024年度中國(guó)工業(yè)MCU產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告

2024年中國(guó)工業(yè)MCU產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告MCU產(chǎn)品概要中國(guó)工業(yè)MCU市場(chǎng)分析本土重點(diǎn)工業(yè)MCU企業(yè)分析目 錄MCU產(chǎn)品概要MCU定義LCD

Control DisplayClockXTALIRCPLLADCUARTSPIComparatorDACPWMGPIOLDOI2CCAN/LANUSBEthernetWirelessPORLVRBODProcessorCoreDSP FPUConnect-ivityDataConverterPowerInterruptTimerProgramMemorySRAMWatch

DogTimerCryptoCRC模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)電源MCU（Micro

Controller

Unit）為微控制單元，又稱(chēng)微控制器或單片機(jī)，是將中央處理器的頻率和規(guī)格做適當(dāng)縮減，并與存儲(chǔ)器、I/O端口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等集成在一顆芯片上，執(zhí)行計(jì)算與控制功能。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同，很多增強(qiáng)型MCU還集成了ADC、DAC、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及

SPI、I2C、UART、USB、CAN等數(shù)據(jù)傳輸接口，使單片機(jī)更具特色、更有市場(chǎng)應(yīng)用前景。MCU的工作原理：傳感器輸入信號(hào)，輸入處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、放大等處理后，傳遞給MCU進(jìn)行運(yùn)算處理，然后輸出處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，使其驅(qū)動(dòng)如電磁閥、電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)等被控元件工作。

典型MCU芯片架構(gòu)

MCU工作原理與運(yùn)行過(guò)程傳感器信號(hào) 執(zhí)輸入處理MCMCU分類(lèi)按處理數(shù)據(jù)的位數(shù)分類(lèi)：4位、8位、16位、32位和64位MCU。目前市場(chǎng)上以8位和32位MCU為主，32位MCU在大量數(shù)據(jù)處理上具備速度優(yōu)勢(shì)，且功能拓展性更強(qiáng)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子需求帶動(dòng)，占比進(jìn)一步擴(kuò)大。按指令集分類(lèi)：復(fù)雜指令集（如X86）、精簡(jiǎn)指令集（如Arm、RISC-V

、MIPS

），Arm生態(tài)建設(shè)完善，是目前主流架構(gòu)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比高達(dá)52%。而RISC-V作為新興精簡(jiǎn)指令集，滲透率快速提升。按存儲(chǔ)器架構(gòu)分類(lèi)：哈佛架構(gòu)、馮諾依曼架構(gòu)。哈佛架構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的架構(gòu)，使用獨(dú)立的兩條總線，指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，基本解決取指和取數(shù)的沖突問(wèn)題，該類(lèi)微處理器具有較高的執(zhí)行效率；而馮諾依曼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間是不分開(kāi)的。按用途分類(lèi)：通用型MCU、專(zhuān)用型MCU。其中通用型MCU是指將可開(kāi)發(fā)的資源（ROM、RAM、I/O、EPROM等）全部提供給用戶(hù)的MCU，通用型MCU市場(chǎng)占比大，超70%；專(zhuān)用型MCU是指硬件及指令是按照某種特定用途而設(shè)計(jì)的MCU，例如打印機(jī)控制器、電機(jī)控制器等。44%18%38%0%不同位數(shù)MCU占比32位16位8位4/64位52%22%2%24%不同內(nèi)核MCU占比Arm8051RISC-V其他73%12%5%8%2%不同應(yīng)用MCU占比通用MCU專(zhuān)用MCU超低功耗MCU電機(jī)控制MCU其他更小尺寸更高性能更低能耗更加“AI”更加“安全”更加“無(wú)線”MCU主要技術(shù)趨勢(shì)高要求的工業(yè)MCU工業(yè)MCU高可靠性高實(shí)時(shí)性、強(qiáng)任務(wù)處理能力嚴(yán)格的質(zhì)量管控體系豐富專(zhuān)有功能中國(guó)工業(yè)MCU市場(chǎng)分析中國(guó)MCU市場(chǎng)增速顯著高于全球水平，工業(yè)領(lǐng)域占比穩(wěn)定-0.5%24%19.7%-2.4%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%-5.0%30.0%3002502001501005003502023年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模小幅降至229億美元，預(yù)計(jì)2022-2028年CAGR為5.3%；中國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2024-2029年的CAGR為10%左右，顯著高于全球水平。全球市場(chǎng)汽車(chē)領(lǐng)域占比39%，小幅提升；工業(yè)電子的份額為24%，較為穩(wěn)定。2019-2023年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模（億美元）全球MCU市場(chǎng)規(guī)模（億美元）yoy數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole本土企業(yè)已然在國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)嶄露頭角全球MCU市場(chǎng)由海外廠商主導(dǎo)，其中32位MCU市場(chǎng)意法半導(dǎo)體出貨量占比32%，

8位MCU市場(chǎng)微芯科技出貨量占比42%。國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)，32位MCU的國(guó)產(chǎn)化率為20%，極海、兆易創(chuàng)新、華大半導(dǎo)體進(jìn)入前十；8位MCU的國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)42%，top5公司中有3家本土廠商：中微半導(dǎo)體、輝芒微電子和中穎電子。32.0%16.1%15.1%13.3%6.8%16.8%2022年全球32位MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（出貨量）意法半導(dǎo)體恩智浦英飛凌瑞薩電子微芯科技其他41.8%5.6%7.1%7.1%

14.7%23.7%2022年全球8位MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（出貨量）微芯科技恩智浦意法半導(dǎo)體中微半導(dǎo)體瑞薩電子其他14.0%12.3%10.5%6.4%5.5%2022年中國(guó)32位MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（出貨量）14.9%2.6%2.7% 26.3%4.8%意法半導(dǎo)體恩智浦英飛凌瑞薩電子微芯科技極海半導(dǎo)體兆易創(chuàng)新德州儀器華大半導(dǎo)體其他28.9%12.8%11.0%8.6%8.5%5.5%2.3%2.9%

2.5%3.2%13.8%2022年中國(guó)8位MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（出貨量）微芯科技中微半導(dǎo)體恩智浦輝芒微電子中穎電子意法半導(dǎo)體瑞薩電子芯?？萍假愒㈦娮佑w凌其他數(shù)據(jù)來(lái)源：沙利文本土MCU企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)的地域分布國(guó)內(nèi)部分廠商MCU產(chǎn)品情況企業(yè)名稱(chēng)主要內(nèi)核位數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)工業(yè)汽車(chē)兆易創(chuàng)新Cortex-M3/M4/M23/M33/M7、RISC-V32位√√√極海半導(dǎo)體Cortex-M0+/M3/M4F32位√√國(guó)民技術(shù)Cortex-M0/M4/M4F、805132位√√√樂(lè)鑫科技Xtensa、RISC-V32位√√杰發(fā)科技Cortex-M0+/M3/M4F32位√√國(guó)芯科技PowerPC32位√√復(fù)旦微電8xC251內(nèi)核，Cortex-M0/M0+/M338、16、32位√√中微半導(dǎo)8051、RISC-V、Cortex

M0/M0+8、32位√√√?hào)|軟載波Cortex-M0/M3、自研內(nèi)核8、32位√√中穎電子8051、Cortex-MO+/M38、32位√√芯?？萍?051、Cortex-MO、RISC-V8、32位√√√峰岹科技自研ME內(nèi)核、80518位√√靈動(dòng)微電子Cortex-M0/M0+/M3、STAR-MC132位√√√凌鷗創(chuàng)芯Cortex

MO、RISC-V32位√√√鉅泉科技Cortex-M0/M332位√√致象芯片Cortex-A、Cortex-M4F、RISC-V32位√√芯馳科技Cortex-A、R系列32位√√航順芯片Cortex-MO/M38、32位√√華大半導(dǎo)體8051、Cortex-M0+/M48、32位√√√芯圣電子8051、Cortex-M0+/M3/M48、32位√√芯旺微電子自研KungFu8、KungFu328、32位√√√比亞迪半導(dǎo)體8051、Cortex-MO/MO+/M4F8、32位√√√集中在上海、廣東、江蘇等地，產(chǎn)業(yè)政策扶持，上下游配套完備。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)豐富，廣泛適用工業(yè)各領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存7.7%-0.7%0.8%16.8%1.4%-1.8%0.5%2.4%2.1%-5.0%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%05001000150020002500300035002023年中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模為2900億元左右，同比下滑1.8%。其中大中型PLC、DCS、SIS的市場(chǎng)規(guī)模分別增長(zhǎng)：1.1%、7.1%、3.0%；而小型PLC、通用伺服、低壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模分別下跌：12.3%、4.1%、

3.8%自動(dòng)化市場(chǎng)走向成熟，市場(chǎng)由高速增長(zhǎng)走向穩(wěn)定。中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模（億元）2017年

2018年

2019年

2020年

2021年

2022年

2023年

2024年E

2025年E

2026年E中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模（億元） yoy（右軸）數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR

DATABANK，與非網(wǎng)制作數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)際能源局，與非網(wǎng)制作國(guó)內(nèi)光儲(chǔ)行業(yè)持續(xù)高增長(zhǎng)-17%-32%60%14%59%148%30.7%-80%-40%0%40%80%120%160%050100150200250中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量（GW）YOY（右軸）50101520252023年2024年H1中國(guó)新增新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量（GW）2021年 2022年數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)際能源局、CNESA，與非網(wǎng)制作2023年光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為216.88GW，2019年-2023年，復(fù)合增速高達(dá)64%。2023年新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量（鋰離子電池為主）大幅躍升至22.6GW，高增速趨勢(shì)不減。本土重點(diǎn)企業(yè)分析兆易創(chuàng)新：46大產(chǎn)品系列，超過(guò)600款MCU產(chǎn)品圖片來(lái)源：公司官網(wǎng)國(guó)內(nèi)首個(gè)推出Arm

Cortex-M3、M4、M23、M33及M7內(nèi)核通用MCU產(chǎn)品，全球首家推出RISC-V內(nèi)核MCU產(chǎn)品具有豐富的工業(yè)應(yīng)用，如電機(jī)控制、工業(yè)控制、能源等。內(nèi)核位數(shù)系列最高工作頻率應(yīng)用領(lǐng)域Arm

Cortex-M332GD32F101/103/105/107/130/150/205/207等48-120MHz工業(yè)控制、人機(jī)交互、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)、消費(fèi)品與手持設(shè)備、太陽(yáng)能光伏控制、觸控面板、安全支付、車(chē)載設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等。Arm

Cortex-M432GD32A490，GD32C103，GD32E103，GD32F303/305/307/310/330/350/403/405/407/425/427/450/470等72-240MHzGD32F3以“小身材，大智慧”為工業(yè)電機(jī)、變頻、節(jié)能應(yīng)用等帶來(lái)出色性?xún)r(jià)比；GD32F4適用高級(jí)計(jì)算，云服務(wù)器，人工智能、工業(yè)控制、電機(jī)變頻、圖形顯示、安防監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等。Arm

Cortex-M2332GD32E203/231/232/235，GD32L233等64/72MHz適用工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、人機(jī)交互、電源監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)、手持設(shè)備、游戲和全球定位、電動(dòng)自行車(chē)等，GD32L233適用工業(yè)表計(jì)、小型消費(fèi)電子、便攜式醫(yī)療設(shè)備、電池管理、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)?。Arm

Cortex-M3332GD32A503/513，GD32W515，GD32E502/503/505/507/508/513/517/518,GD32F527等100/180/200MHzGD32A503/513適用汽車(chē)電子，GD32W515適用智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子，GD32E產(chǎn)品適用高精度工業(yè)控制、數(shù)字電源、電機(jī)變頻、測(cè)量?jī)x器、混合信號(hào)處理等。Arm

Cortex-M732GD32H737/757/759等600MHz數(shù)字信號(hào)處理、電機(jī)變頻、電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)、音頻視頻、圖形圖像、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等場(chǎng)景。RISC-V32GD32VF103,GD32VW553等108/160MHz應(yīng)用于工業(yè)控制，電機(jī)控制，電源監(jiān)控和警報(bào)系統(tǒng)，消費(fèi)和手持設(shè)備，POS機(jī)車(chē)載GPS，LED顯示屏等。，兆易創(chuàng)新：持續(xù)提升研發(fā)費(fèi)用率水平數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，與非網(wǎng)制作2018-2023年?duì)I收復(fù)合增長(zhǎng)26.7%，2023年錄得13.2億元，受累市場(chǎng)萎靡，下滑53.4%；毛利率水平回落至上個(gè)周期低點(diǎn)。2018-2023年研發(fā)費(fèi)用復(fù)合增速36.6%，期間研發(fā)費(fèi)用率持續(xù)提升，從9.3%到17%。2018年2019年 2020年 2021年 2022年 2023年

2024年Q1研發(fā)費(fèi)用（億元） 研發(fā)費(fèi)用率2018-2023年兆易創(chuàng)新MCU營(yíng)業(yè)收入表現(xiàn)2018-2024年Q1兆易創(chuàng)新研發(fā)費(fèi)用表現(xiàn)302566% 65%70%60%121018%17%19%17%201545% 48%43%50%40%30%8612%11% 11%9.3% 10%15%13%11%1020%49%510%27%00%05%44%2018年2019年 2020年2023年MCU收入2021年 2022年MCU業(yè)務(wù)毛利率數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，與非網(wǎng)制作樂(lè)鑫科技：垂直AIOT的解決方案商圖片來(lái)源：公司報(bào)告專(zhuān)注“連接+處理”，“處理”以MCU為核心；“連接”以無(wú)線通信為核心，包括Wi-Fi、藍(lán)牙和Thread、Zigbee等技術(shù)。完整的AIoT平臺(tái)：芯片、系統(tǒng)、軟件、生態(tài)齊頭并進(jìn)。圖片來(lái)源：公司報(bào)告樂(lè)鑫科技：次新類(lèi)產(chǎn)品快速增長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，與非網(wǎng)制作51%47%41%40%40%41%42%0%15%30%45%60%051015202024年Q12018-2024年Q1樂(lè)鑫科技的營(yíng)業(yè)收入表現(xiàn)2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年?duì)I業(yè)收入(億元)毛利率16%16%23%20%27%28%27%10%15%20%25%30%0123452018年2019年2020年2021年2022年2023年 2024年Q12018-2024年Q1樂(lè)鑫科技的研發(fā)費(fèi)用表現(xiàn)研發(fā)費(fèi)用研發(fā)費(fèi)用率2018-2023年?duì)I收復(fù)合增長(zhǎng)24.7%，2023年錄得14.33億元，創(chuàng)歷史新高；毛利率水平維持在40%，較為穩(wěn)定。高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品ESP32-C3、ESP32-C