发展已到黄金窗口期大陆半导体系列之MCU供应商，市场前景广阔

1、32 位产品从ARM核及料号数量看，大陆已具备实力

1.1 外购ARM内核，是海内外一致的大趋势

从自研内核转向外购内核是大趋势，目前ARM Cortex M系列占据主流地位。

从MCU的发展历史看，最初MCU厂商多自研内核，之后随着计算要求越来越复杂，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身其他部分的研发。

其中目前外购内核中占据主导地位的是ARM Cortex M 系列，该系列由ARM开发，采取IP授权形式，相比于 ARM 公司的其他系列产品（注Cortex 处理器可以分为应用处理器（A 系列）、实时处理器（R 系列）和微控制器处理 器（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。

2004年ARM公司推出第一款 Cortex-M 系列处理器 M3，ST 公司抓住机遇，在短时间内向市场推出一系列基于该内核的 32 位 MCU（STM32 系列）。

此后 Cortex-M 系列处理器迅速发展，2009 年，超低功耗处理器 M0 一经推出，就受到了广泛的欢迎，在 9 个月内就有多达15 家厂商与 ARM 签约。目前海外厂商几乎都从自研内核转向了使用 ARM 内核。

除此之外，近几年 RISC-V 则成为了 32 位内核市场的后起之秀，该内核诞生于伯克利大学，特点是简单且免费开源，国内部分厂商也推出了基于此架构的 MCU 产品，但整体数量偏少。

ARM 内核包括中高低端不同产品，使用 M7/33/35P/55 高端内核是厂商能力的直观体现之一。

目前 ARM 共推出 10 款 Cortex M 系列处理器，其在尺寸、功耗、性能、安全性、是否适用于 AI 应用等指标上有着差异化定位，全面满足低、中、高端需求。其中，M0/0+/1/23 四颗为低端内 核，M3/M4 为中端产品，M7/M23/35P/55 为中高端产品。

1.2 从 ARM 内核+料号数量看，兆易创新第一梯队、国民技术发展迅速

主攻消费&工业的意法半导体系 32 位市场的后起之秀，也是大陆厂商的重要竞争对手。相较于 8 位与 16 位产品，32 位产品集中度更高，前七大厂商均有布局，TOP7 集中度接近 90%（注赛普拉斯被英飞凌收购后变为六位厂商），其中瑞萨和恩智浦在 32 位市场市占率均接近 20%。而 32 位市场最大的变量来自于意法半导体，其在 2004 年 ARM 推出针对于 MCU 的 Cortex M 内核后，通过外购 ARM 内核快速铺开产品，并凭借良好的生态，市占率持续提升。因瑞萨和恩智浦主攻车载市场，因此大陆厂商在 32 位的最重要竞争对手是意法半导体。

除瑞萨以自研为主外，其他厂商基于 ARM Cortex M 的产品料号占比高达 81%，中高端产品全面配齐。

根据我们统计的 6 家海外大厂近 7000 款 32 位产品，（注原七大厂商中赛普瑞斯被英飞凌收购，变为六家）。

其中（1）外购 ARM Cortex 内核

我们共统计了近 4500 款 ARM Cortex M 系列产品，占我们统计的 32 位 MCU 的 64%；若除去以自研为主的瑞萨，则 ARM M 系列料号数量占到了 81%。同时海外大厂基本是 ARM Cortex M 系列的高中低全面配齐，低端/中端/高端的料号数量分别占 38%/52%/10%。

（2）其他外购

少数厂商选择购买 ARM Cortex A 系列内核（通常是用于手机、电脑 CPU），用于高端产品，比如瑞萨共推出 118 款多核产品，其中主核多采用 A 系列，辅核多采用 M 系列；而德州仪器则推出了 43 款基于 ARM Cortex R 系列（实时处理器，通常用于存储芯片，适用于 IoT、AI 等场景）产品，定位中高端的汽车 ADAS 系统和工控领域。

（3）自研内核

海外 6 大厂商中，仅瑞萨则以自研内核为主（占 78%）、外购内核为辅。而其他海外大自研产品基本在 100-300 款，根据我们统计的 5 家厂商数据（除去瑞萨），除去瑞萨外，自研内核的料号数量约占 16%。注海外厂商以 6 大 MCU 厂为统计范围；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。

料号上，每家厂商总数上千、各系列多达几十种。从内核数量上，除微芯侧重 8 位产品、德州仪器侧重模拟产品外，其他厂商仅 32 位产品料号数量就有上千种，并且每个系列通常都有几十种型号，用来提供不同存储容量、不同频率、不同下游应用的针对性产品。

大陆厂商外购 ARM 内核占比超过 90%，少数推出 RISC-V 内核产品。

我们统计了大陆 8 家厂商 500 余款产品，其中使用 ARM Cortex M 系列 产品的占比超过 90%，我们认为该比例高于海外主要由于

（1）海外厂商的大量自研内核产品主要是历史遗留，实际上不管是海外厂商还是大陆厂商，在新品开发时都倾向于直接使用 ARM 内核。

（2）大陆厂商前期主攻消费市场，而 32 位消费市场的主导者是意法半导体，意法 32 位 产品全部基于 ARM 内核，因此大陆厂商可以通过外购 ARM 核生产 pin-to-pin 兼容型产品，降低替换难度。此外，少数厂商推出基于 RISC-V 内核的产品，如兆易创新、乐鑫科技。

另外乐鑫科技目前产品中更多的则是基于美国厂商 tensilica（2013 年被 Cadence 收购）的 Xtensa 系列内核。注大陆厂商选取标准为上市/拟上市 MCU 公司；统计产品为官网列示 产品，截至 2022/2。

从高端产品及料号数量看，兆易创新最为领先，国民技术快速追赶。

（1）从技术看，与海外中高低端全面覆盖相比，大陆厂商在高端领域的布局仍有较大进步空间，其中兆易创新最为领先，2020 年 10 月正式推出基于 ARM Cortex M33 内核的高性能产品，此外国民技术研发基于 M7 的 高性能产品，预计明年推出。

（2）从料号数量看，大陆厂商与海外厂商仍存在 10 倍差距，目前大陆领先厂商包括兆易创新（370+颗）、华大半导体（100+颗）、国民技术（80+颗）。

2、8 位产品大陆相对布局较少，少数玩家极具实力

8 位市场微芯份额超过 30%，是大陆厂商的主要对标者。

8 位市场中，前 7 大厂商中 5 家布局了 8 位产品（英飞凌、TI 无 8 位产品），CR5 在 70%上下，其中微芯一家独大，超过 30%；第二位恩智浦约占 15%、三四名瑞萨/意法占分别 10%。

自研内核占主流，但多家厂商都具备 8051 内核的产品。

我们这里统计了 5 家海外厂商近 1600 款 8 位产品，其中

（1）自研内核

近 1300 款自研内核产品，占我们统计数据的 81%。我们认为 8 位产品自研比例高于 32 位产品，主要因为其年代较为久远，当时很多厂商都采取了自研内核，如微芯的 AVR（前 Atmel 产品）、PIC，恩智浦的 RS08\M68HC，瑞萨的 RL78\H8\78K0，意法的 STM8。这些产品因价格低，并且在客户上已有较深绑定，仍占据很大市场份额。

（2）8051 开源内核

8051 内核是 intel 于 1980 年开发的架构，在 1998 年失去专业保护后成为开源 IP，再次展现强大的二次生命力，各家厂商在 8051 内核基础上进行一定改动后推出各种差异化产品，这类产品基本都统称为 8051 内核的 MCU。

经过 40 多年的发展，目前 8051 MCU 产品已具备完善的生态系统以及多个免费开源版本。根据我们统计的 5 家海外厂商中有 2 家推出 了 8051 产品，料号数量约占我们统计数据的 19%，其中赛普拉斯（已被英飞凌收购）8051 产品多过其自研产品，微芯也有近 50 款 8051 产品。注海外厂商以 6 大 MCU 厂为统计范围，其中德州仪器无 8 位产品；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。

料号相对 32 位较少，各家料号数量 100-600 种。

与 32 位相比，8 位市 场相对较小&应用较简单，因此料号数量不及 32 位丰富，海外大厂料号数量在 100-600 不等，其中恩智浦最多，达 570 余款，全部为自研产品，赛普拉斯（被英飞凌收购）第二，有 420 余款，其他厂商在 100-300 不 等。

大陆 8 位市场相对布局较少，采用 8051 架构的厂商偏多，中颖大陆龙头地位显著。

与海外市场相比，大陆厂商 8 位产品布局较少，在我们统计的 22 家厂商中仅 11 家布局了 8 位产品，而这里我们仅列示了 4 家厂商的 122 款产品。

此外相较海外，大陆厂商使用 8051 架构的厂商偏多，如中颖电子、宏晶科技均提供的是基于 8051 架构的产品，其中中颖电子是 8 位市场的大陆龙头，目前推出 82 颗基于 8051 内核的产品（官网列示数据）。

此外，芯海科技 8 位产品均采用自研内核。注大陆厂商选取标准为上市/拟上市 MCU 公司；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。

3、生态建设硬件开发工具较完善，软件配套仍有欠缺

客户须在通用 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。

大多数 MCU 为通用型产品，工程师需要在 MCU 的基础上做定制化开发，因此除硬件性能外，良好的开发环境、可得的学习资料对于工程师来说也极为关键。

简单来说，生态系统主要由其自身及其合作伙伴共同建立，主要包括三大部分硬件开发工具（包括开发板等）、软件开发工具（从配置、开发、编程、监控的全开发过程）、学习资料（包括开发者交流论坛、工程师培训课程、指导手册等）。

意法借力生态持续提升市场份额，为大陆厂商切入市场提供正确思路。

当年意法半导体市占率的快速提升与其良好的生态建设不无关系。2005 年意法进入市场，不仅提供了免费的开发板，还提供了更易上手的开发软件、易于阅读的学习资料，这与传统厂商“高冷”的做派极为不同。

意法成功开创了 MCU 行业建立完善生态的先河，之后不管是 MCU 的传统玩家还是新晋玩家，也都或多或少向更为注重生态的建设。

时至今日，意法仍然是良好生态建设的代表性厂商，在 EE Times 组织的消费者偏好投票中，意法产品多年稳居 32 位 MCU 第一。

我们认为，本轮贸易摩擦+缺货潮为大陆厂商提供了窗口期，而拥有良好生态建设的厂商能够让工程师们更快速的完成替换。

我们这里从硬件、软件、学习资料三大维度对大陆与海外龙头做对比

1）硬件大陆厂商开发硬件工具较为完善，与海外龙头无明显差距。

硬件主要指开发板及其他辅助硬件，其中开发板是用来进行嵌入式系统开发的电路板，国内各企业均有官方提供。而兆易创新、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。

2）软件大陆厂商采用第三方公司 Keil、IAR 开发工具，而海外厂商选择更为多样。

目前大陆大多数公司均直接采用此第三方开发工具，包括 Keil、IAR 等。此外乐鑫科技建立了自己的物联网开发框架，开发平台针对本公司产品设计，且内容丰富、支持主流三方 IDE。而与大陆厂商相比，海外厂商一是在第三方开放工具的选择上更多样，二是部分也提供了官方自研的、或是与第三方软件供应商合作开发的软件工具。（注SDK 一般指软件开发工具包，提供基础开发平台。集成开发环境（IDE）是用于提供程序开发环境的应用程序，通常 IDE 在 SDK 基础上还包含了图形用户界面及其他插件，更便于开发者使用。）

3）学习资料在文献资料上，海外大厂资料多以英文为主，提供的中文参考资料较少。

而大陆企业在中文资料和培训上提供的便捷，是抢占本土市场的一大优势。而在开发者社区和高校合作方面，部分大陆厂商则建立了自己的开发者社群，并通过大学计划、大学生竞赛等方式，宣传品牌并培养有潜质的研发人员。

4、下游应用布局大陆从消费电子切入往工业及汽车拓展

4.1 海外大厂在汽车、工控、消费电子三大市场错位竞争

大厂错位布局，瑞萨&恩智浦汽车领先，微芯&意法消费工业领先。

（1）恩智浦、瑞萨定位高端汽车、工控市场恩智浦与瑞萨定位较为相似。其中恩智浦前期在医疗、通讯市场均有所布局，在 2015 年通过收购飞思卡尔进军汽车电子领域。瑞萨在汽车 MCU 市场具有领先地位，2014 年起就已占据汽车半导体全球市场份额第一。

（2）微芯、意法定位中低端工控、消费电子微芯 2016 年通过收购 Atmel，在工业控制领域形成全面覆盖的产品线。意法半导体在物联网和消费电子领域全面布局，包括了工业网关、电设备、家庭自动化等产品，但在高端的工控、车规领域仍有所局限。

（3）其他英飞凌在汽车电子、工业控制、医疗等领域长期经营，定位高端，价格偏高，且在 2020 年完成对赛普拉斯的收购，完善汽车电子产品线的同时进入了消费电子领域。德州仪器主要深耕工业控制与通领域，在低功耗产品上有绝对的技术优势。

4.2 大陆消费切入、逐步开拓工业市场，部分细分领域已诞生龙头

消费级切入，站稳脚跟后开拓工业级市场。从指标的严苛程度来说，消费<工业<汽车，因此相比于海外厂商的全方位布局，大陆厂商在切入市场时几乎都选择了消费类市场，如兆易创新、华大半导体、国民技术、中颖电子、芯海科技。通过消费级市场积累后，再开始向工业级甚至车规级切入。

以小家电为代表的部分细分领域已有所突破。

目前在 8 位领域做得较好的厂商包括中颖电子（专注小家电）、宏晶电子等。以小家电市场为例，国内各小家电厂商主要通过两条路径打开市场①通过各种应用创新，试图通过创新技术建立起行业壁垒，如集烤/煮/炒/蒸于一体的小厨电；②通过寻找市场空白，推出全新产品，如大力推广的消毒刀架等。

相较于 MCU 其他领域来说，小家电的 MCU 产品迭代稍快、需求差异化，而国内 MCU 厂商相对国外大厂，能够提供及时的、更全面的本地服务。目前，大陆厂商中颖电子、台系厂商盛群半导体、义隆电子、松瀚电子均已拥有较高市场份额，该四家厂商 2017 年合计市占率达 78%。

4.3 大陆车规 MCU 要求严苛，大陆厂商从低端切入

车规 MCU 需同时保障功能与安全性，评估指标远远严苛于消费类和工业级 MCU。

车规 MCU 的评估指标无论从工作环境、使用寿命还是交付良率等方面，都要严苛于消费类与工业级的 MCU。比如汽车发动机舱 MCU 工作温度区间为-40℃-150℃，车身控制部分为-40℃-125℃，而消费类产品只需要达到0℃-70℃。

其它环境要求诸如湿度、发霉、粉尘、水、EMC，以及有害气体侵蚀等等也往往都高于消费电子产品要求。

大陆厂商从中低端车规MCU切入，并考虑研发高算力产品。

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，如雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等车身控制模块，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。

目前，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，国民技术从后装市场切入（无需车规认证）并规划车规级产品，中颖电子预计 2022 年上半年推出车规级产品。

此外，芯海科技 2021 年 12 月发布公告，拟募资 2.9 亿元/总投资 3.9 亿，用于车规级 MCU 开发，预计未来销售量可达 2 亿颗以上，实现动力域、底盘域、车身域、息娱乐系统、智能座舱的全面覆盖。

5、员工结构规模+薪资+创收三维度，兆易创新、中颖电子位居前二

从公司整体研究人员规模看，兆易研发实力凸显。

总体规模从 200 到上千人等，其中兆易创新体量达 1000 人以上且增长最快；其他公司研发 人员规模基本在 500 人以内。（注富满电子、国民技术总人数在 700 人以上，但其中生产人员占比较大，研究人员在 500 人以内。其中国民技术 2018 年收购斯诺实业后，生产人员人数增加较多，生产人员占比增加到 38%）

人均工资方面，中颖电子、兆易创新、乐鑫科技位居第一梯队。

兆易创新、中颖电子、乐鑫科技人均工资领先明显，2020 年在 50 万上下，富满电子、国民技术由于生产人员较多，平均工资较低（国民技术低于 25 万元，富满低于 10 万元）。

人均创收方面，兆易创新、中颖电子分列一二。兆易创新最高，2020 年人均营收近 400 万元/人均利润近 80 万元；中颖电子次之，人均营收 280 万元/人均利润 58 万元。其他公司人均营收 200 万以下/人均利润 35 万元以下。

兆易创新清华+留美工作经验的技术出身管理层。

管理团队多来自清华等国内知名高校，核心技术人员海外背景显著，市场品牌人员同样具有一定的微电子专业背景，公司具有国内外研发中心，与厦门大学等高校共同发起了 MCU 联合实验室。

中颖电子管理层与技术人才大量来自中国台湾地区。

中颖的管理人员多具有台湾背景，曾在联电、联咏等半导体知名企业中任职，核心技术和人才则主要由内地自主培养，包括了复旦、清华等国内知名高校的电子技术背景人员。

国民技术国内人才为主，2018年以后新任董事长带领公司转型。

管理团队拥有中国华大、中兴通讯等央企背景，其建立了遍及国内外的研发中心，在国内拥有博士后工作站，内部人员具有多年的市场推广及 MCU 产品经验

芯海科技管理层技术出身，国内人才偏多。

核心技术团队成员较为稳定，具备多年的 IC 相关领域背景，先后在多家国内外头部 IC 设计商任职。市场营销团队具有相关领域经验，曾在晶晨半导体等集成电路企业任销售职务。

乐鑫科技管理层来自新加坡，技术人才来自全球各地。

管理团队出身于新加坡国立大学，核心技术团队来源广泛，包含近半数的印度、新加坡、美国等外籍人员，有 IBM、Sun Microsystems 等海外领先软件企业背景。国内技术团队毕业于浙大、西安交大等国内知名高校，多出自澜起科技等领先集成电路公司。

6、财务指标大陆龙头营收近 10 亿，对标海外仍有 20 倍空间

国内龙头公司营收 10 亿上下，与海外龙头仍有 20 倍差距。

海外大厂中，恩智浦、瑞萨、微芯 MCU 业务营收体量均超过 200 亿人民币，而目前大陆 MCU 厂商仍处于百花齐放阶段，营收体量较小。

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，其中华大半导体 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。

“贸易摩擦+缺货潮”窗口期大陆厂商快速成长

2022年数家厂商有望步入几十亿营收梯队。

从历年营收情况看，海外大厂已步入成熟期。

由于 MCU 下游应用更迭较慢，客户通常在新品推出时才有更换供应商的意愿，因此过去多年国内 MCU 市场发展较慢。

近两年“贸易摩擦+缺货潮”窗口期，使得大陆以兆易创新、中颖电子、国民技术为代表的厂商收入快速增长，2022 年将有数家厂商有望进入数十亿营收的梯队。

大陆厂商 MCU 产品毛利率普遍在 40%以上，海外厂商整体毛利率在 35%-65%不等。

兆易创新、乐鑫科技MCU毛利率基本保持在45%以上，中颖电子能够维持在 40%以上，而芯海科技 MCU 毛利率相对较低，约为30%。

MCU 毛利率的差距或与各公司产品定位有关，兆易创新推出了中高端 MCU 产品，而目前芯海科技 32 位 MCU 均是基于 ARM Cortex M0 内核。

7、报告总结

建议关注在“产品完备度”上较高（包括料号数量、中高低端产品覆盖面、生态建设完善度、下游应用覆盖面多个维度），或产品具有特殊定位的 MCU 厂商，包括

1）兆易创新（32 位大陆龙头，料号数量、中高低端产品覆盖度、生态建设完善度、下游应用覆盖度均大陆领先），2）中颖电子（大陆 8 位龙头，家电 MCU 龙头），3）芯海科技（模拟+MCU 平台型公司），4）国民技术（32 位通用 MCU，拟推出基于 M7 内核的高端产品，高弹性标的），5）乐鑫科技（IoT WiFi/蓝牙 MCU），6）BYD 半导（大陆最大车规级 MCU 供应商）等 A 股优质企业。

8、风险提示

1）需求不及预期MCU下游应用领域包括汽车、工业、消费电子等，若下游需求不及预期，大陆供应商的业绩增速可能不及预期。

2）产能瓶颈的束缚国内 MCU 厂商主要采用 Fabless 模式，代工厂产能进展仍将持续，因此产能或是未来扩张中的主要掣肘。

3）大陆厂商技术进步不及预期目前大陆厂商与海外厂商的差距主要在于可靠性，若发展不及预期，可能影响在某些高端应用如汽车等的发展进程。

4）中美贸易摩擦加剧目前大陆半导体产业链暂未实现完全去美化，如 MCU 所使用的 ARM 内核、IP 工具等又被制裁风险。

5）研报使用的息更新不及时本报告主要财务息截至2020年，存在息更新不及时风险。

6）统计偏差风险报告中 MCU 型号数量等数据是基于公开资料统计获取，存在与实际数据有偏差的风险。