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国产MCU能否实现“弯道超车”?

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国内MCU与海外MCU哪些方面还存在差距?国产MCU能否实现“弯道超车”?

近年来,产业技术升级和供应本土化的情境下,国内MCU发展迅速,处于发展的黄金窗口期,越来越多的国产MCU厂商被大家所熟知,比如,兆易创新、中颖电子、华大半导体等等。在之前的文章《中国MCU企业,有你熟悉的吗?谁会是下一个“王者”?》中,小编对国内主要MCU企业进行了总结,感兴趣的朋友可以去看看。国内MCU与海外是否还存在差距?差距何在?今天这篇文章,从多个维度对海内外部分MCU企业发展现状进行比较分析。

国内MCU厂商在经过多年的发展和积累,在产业技术和产品丰富度方面已经具备了替代的能力,在严峻的国际形势、中美贸易摩擦以及疫情影响下,国产替代化加速。

32MCU:国民技术发展迅速,大陆初具实力。

从料号数量和ARM内核来看,海内外还存在差距,但大陆已明显具备实力。目前海内外的大趋势都是从自研内核转为外购ARM内核,而外购内核中ARM Cortex M系列占据主流地位。

最初大部分MCU厂商多是自研内核,随着计算要求越来越高,内核厂商开始出现,分工进一步细化,MCU厂商开始使用外购内核,并将主要精力投入到其他产品的研发。

外购内核占据主流的ARM Cortex M系列是由ARM开发的,并且采用IP授权形式,相比于ARM公司的其他系列产品,如Cortex-A系列、Cortex-R系列以及Cortex-M系列,Cortex-M系列具有短流水线、超低功耗的设计特点,专门面向MCU及深度嵌入系统市场。Cortex-M系列的特点是短流水线、超低功耗,专门面向MCU及深度嵌入系统市场。

高端产品领域,海内外还存在差距,大陆厂商仍有较大进步空间,大陆厂商中兆易创新可谓龙头,技术最为领先,属于第一梯队,其次国民技术发展势头较猛。

料号数量上,海外厂商中除微芯、德州仪器32位产品略微少一些(300-500种),其他海外厂商均有上千颗料号;大陆厂商中目前领先的有兆易创新(370+颗)、华大半导体(100+颗)、国民技术(80+颗)。

32位MCU芯片

8MCU:大陆布局相对较少,差距仍在。


8位产品的市场份额微芯一家独大,市场份额前四名:微芯(30%)、恩智浦(15%)、瑞萨/意法半导体(各占10%)。

8位产品内核方面,海外厂商以自研架构为主,大陆厂商基本以8051开源架构为主,大陆厂商中芯海科技使用自研内核。

相对于32位,8位料号数量较少,市场相对较小,海内外同样存在差距,海外大厂料号数量100-600颗不等,其中恩智浦数量最多(570+颗),其次是赛普拉斯(420+颗);大陆厂商中除中颖电子(80+颗)存在一定优势,是大陆龙头外,其他厂商料号数量均只有30颗左右。

8位MCU芯片

此外,芯海科技8位产品均采用自研内核。

生态建设:硬件开发工具较完善,软件配套仍有欠缺。

工程师须在通用MCU基础上做定制化开发,友好的生态环境使得开发过程更便捷。生态系统主要包括三大部分:硬件开发工具(主要指开发板及其他辅助硬件)、软件开发工具、学习资料。

MCU芯片生态建设

硬件方面:海内外厂商无明显差距。大陆各厂商官方均提供开发板,开发硬件工具较完善。兆易创新、芯海科技、乐鑫科技、华大半导体除开发板外还提供了丰富的官方或三方调试器、仿真器。

软件方面:海外厂商选择多样,部分厂商可提供自研开发工具,或是与第三方公司合作开发软件工具;国内大多数厂商直接采用第三方KeilIAR开发工具,大陆厂商中兆易创新支持的第三方工具较多。

学习资料:相对海外厂商,国内厂商在中文学习资料更具优势,海外厂商资料以英文资料为主。同时部分大陆厂商也学习海外厂商,建立自己的开发者社群、推出大学计划等,建立本土市场优势。

团队结构:团队背景各具特色。

例如大陆厂商中,兆易创新“清华+留美工作经验”的技术出身管理层,高校出身、海外背景显著,公司具有国内外研发中心以及MCU联合实验室,研发实力突出;中颖电子管理层与技术人才大量来自中国台湾地区,核心技术和人才则主要由内地自主培养,包括清华等知名高校的电子技术人才;国民技术以国内人才为主,管理团队具备央企背景,同样具有国内外研发中心;芯海科技管理层为ADC专家,团队中国内人才偏多;乐鑫科技管理层来自新加坡,技术人才来源于全球各地。

MCU芯片研究人员对比
公司研究人员对比

营收体量:国内营收体量较少,与海外差距明显。

从营收体量上看,海外厂商中恩智浦、瑞萨、微芯MCU业务2020年营收体量均超过200亿人民币,而大陆厂商营收体量较少,2020年仅几家达到10亿营收上下的水平,其中兆易创新、中颖电子、华大半导体为国内MCU龙头,乐鑫科技在WiFi/蓝牙MCU细分市场领先,

华大半导体MCU估计超过10亿元,兆易创新、中颖电子、乐鑫科技均在8亿左右。其他厂商如芯海科技、富满电子等营收体量还较小。

在贸易摩擦缺货潮的窗口期,以兆易创新、中颖电子、国民技术为代表的厂商收入快速增长,2022年数家厂商有望步入数十亿营收的梯队。

应用布局:大陆从消费电子切入,海外厂商全面布局。

大陆大多数厂商选择首先切入性能要求较低的消费领域切入通过消费市场积累后,逐渐往工业及汽车领域拓展,如兆易创新、华大半导体、国民技术、中颖电子、芯海科技。其中兆易已从消费为主逐步向消费、工业并重切换。

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。近年来部分大陆厂商已从与安全性能相关性较低的中低端车规MCU切入,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。兆易创新、芯海科技、华大半导体、BYD半导等厂商均有通过车规验证的产品,国民技术、中颖电子趁势急追。

海外厂商基本是消费、工业、汽车全面布局,但各家侧重不同,错位竞争。其中微芯(重8位)、意法(重32位)重点布局消费电子低端工控;恩智浦、瑞萨重点布局高端汽车、工控市场;英飞凌定位汽车电子、工业控制、医疗等领域;德州仪器主要深耕工业控制与通信领域,在低功耗产品上有绝对的技术优势。


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