To The Moon

衆所周知，半導體行業正在經歷下行週期。多家機構均下調了對明年半導體市場的預期。世界半導體貿易統計協會發布預測稱，2023年半導體市場規模將從此前預計的同比增長4.6%轉爲同比減少4.1%至5565億美元，這將是2019年後該半導體行業首次出現回落。Gartner發佈的報告預計，2023年半導體行業收入將下降3.6%，從2022年的6180億美元降至5960億美元，低於早先預測的6230億美元。IC Insights的報告認爲，全球半導體需求將在2023年出現週期性下滑，全年總銷量預計將減少5%。 這樣的市場下，存儲、CPU、GPU等產品都已經受到影響，MCU也難以獨善其身，一些入門級和中端MCU的價格已降至2019年的水平。消息人士稱，去庫存成爲了MCU供應商和渠道運營商面對的關鍵問題，異常的庫存水平可能會持續到2023年第二和第三季度。這意味着消費類MCU的價格競爭在2023年也將繼續激烈，因爲MCU供應商可能會大幅削減報價，以進一步鞏固其在市場特別是國內市場上的份額。 爲了抵禦消費類MCU持續庫存調整的影響，許多MCU公司都打算將越來越多的重點放在開發中高端32位產品上。MCU公司包括新唐科技、盛羣半導體、凌通科技和偉詮電子等都認爲必須提高中高端32位產品的比例才能保持競爭力。32位MCU爲何火熱？同時國內的MCU公司在32位產品上發展得怎麼樣了呢？ 01 汽車電子推動32位MCU市場 根據IC Insights統計，2011-2020年全球MCU產品中，32位MCU產品市場佔有率穩步上升，4/8位MCU產品佔比呈下降趨勢。2020年32位MCU佔比爲62%，而4/8位MCU佔比爲15%。據IC Insights預測，未來五年32位MCU的銷售額將以9.4%的複合年增長率增長。 MCU的應用市場主要爲車用電子、工控、消費電子、醫療健康，佔比分別爲35%、24%、18%和14%。行業普遍認可汽車行業將成爲MCU產品成長的重要推動力。一輛傳統汽車大約需要70個MCU，而智能汽車至少需要300個MCU。中國臺灣的MCU公司新唐一直保持着較高的32位MCU產品比重，盛羣半導體、凌通科技和偉詮電子也加緊了32位產品的開發。大多數製造商都在擴大了用於汽車和工業控制應用的產品範圍。數據顯示，2026年全球汽車應用MCU市場規模將達到100億美元。 車用MCU主要有8位、16位和32位等各類型產品；其中8位MCU主要用在汽車風扇、雨刷、天窗、車窗、座椅等低端階功能控制。32位MCU工作頻率大多在100-350MHz之間，處理能力和執行效能比8/16位更好，其應用也更爲寬泛。32位MCU主要用於整車控制、智能儀表、多媒體信息系統、動力系統、輔助駕駛等高端功能控制。隨着汽車正在朝着電氣化、智能化方向發展，尤其是電動汽車的車身車載模塊，對寬電源域MCU的需求越來越大，這將驅動汽車未來對32位MCU的需求大幅增長。 目前車用MCU主要採用90納米節點製造，隨着汽車智能化程度增加，汽車芯片正在推進製造工藝升級，40納米技術可能會在五年內取代90納米成爲主流工藝節點。麥肯錫報告預計，到2030年，90納米及以上工藝製造的車用芯片需求佔比仍將達到67%，但未來5年該類芯片的供應量年複合增長率僅爲5%，成熟工藝車用芯片將供應緊張多年。90納米工藝產能不足，促使車用芯片廠商紛紛向65/55納米節點遷移，有的甚至直接推進到40納米。採用40納米工藝製造的新芯片至少需要五年時間才能通過驗證，完成驗證後，汽車芯片的主流製造工藝纔會從90納米遷移到40納米，因此新的5-7年後，工藝升級熱潮也會拉開序幕。 增長的需求和新工藝的升級爲市場帶來的新的可能性，32位MCU市場正迎來一場變革。 02 國內32位MCU仍需要追趕 我國MCU市場已經進入快速發展階段，中國MCU市場規模由2017年的213億元增長到2020年的269億元，複合年均增長率爲8.09%。預測2022年中國MCU市場規模將達299億元。從產品比例來說，國內的MCU市場與全球市場情況並不完全一致。中國通用型MCU市場基本被8位、32位平分。據芯知匯統計，2020年中國通用型MCU市場中，32位和8位佔據市場主流，其中，32位市場份額54%，8位市場佔比43%。 在應用上來看，目前國內MCU供應商主要市場還是集中在家電和消費電子領域，生存空間依舊遭到擠壓。但在32位MCU領域，國內廠商已經開始佈局，並且取得了不小的成績。國內MCU兆易創新曾在Arm中國技術研討會上表示其通用GD 32 MCU每年出貨量的一半以上用於工業應用，而汽車和高端消費產品的應用也在增加。 2021年，全球前32家MCU供應商的MCU總出貨量增至近55億片。根據Omdia Research提供的數據，2021年MCU出貨量最高供應商是NXP，隨後是Renesas、ST、英飛凌和Microchip，這五家供應商佔2021年MCU總出貨量的76%。其他MCU供應商包括德州儀器、中國臺灣的新唐科技、中國大陸的兆易創新、三星和Silicon Labs，各自佔有約1-7%的市場份額，顯然中國MCU公司還有很大的成長空間。 國內MCU供應商已經開始加緊開發32位產品，也已經開始向55納米工藝技術的過渡。值得一提的是，國內MCU公司的成長，讓過去較爲依賴大陸市場的中國臺灣MCU公司不得不降低報價，以保持競爭力。這些供應商開始加速在其他地區的業務佈局，如新唐在日本的汽車和工業控制領域繼續取得進展，優化其當地子公司；笙泉科技加強了在歐洲、東南亞、日本和韓國的佈局。 03 國內MCU廠商發展如何？ 國內MCU廠商的發展大多首先切入性能要求較低的消費領域，然後向工業級切入，而車規產品，因在產品性能、可靠性、壽命等方面要求更高，因此通常成爲最後進入的領域。 部分MCU廠商產品的佈局情況 國內MCU廠商雖然很多已經進入車用領域，但目前多集中在較爲低端的應用中，車用32位MCU產品，國內公司還處在起步階段，目前已經有一部分廠商取得了成績。 兆易創新自2013年以來已成爲中國最大的基於ARMCortex-M的MCU供應商。2017年兆易創新的GD32MCU年總出貨量達到1億片，2021年已升至10億片以上。芯旺微車規級32位MCU產品已於今年實現了大規模量產，已成功與國內多家大型整車廠和國際Tier1（整車廠一級供應商）達成戰略合作，同時進入了韓國現代、德國大衆等海外車廠供應鏈體系，應用領域覆蓋車身、底盤線控、BMS、OBC、儀表、多媒體等領域。芯海科技32位MCU佔比由2020年的10%左右提升至2021年的40%左右，2022年一季度佔比50%左右，預計2022年全年這一佔比會進一步提升。 04 如何拿下32位MCU市場？ 目前，全球的MCU市場仍由海外巨頭主導，面對已經有相當積累的MCU巨頭，單純靠價格優勢不是辦法，因此國內的MCU公司們也將目光對準了RISC-V。RISC-V架構具有低功耗、低成本、開源開放、可模塊化、簡潔、面積小和速度快等優點，國內廠商已經推出了一部分RISC-V內核的產品。 兆易創新發布了其首款基於RISC-V的32位通用MCUGD32VF103，並宣佈未來將堅持Arm和RISC-V兩種架構並行；核芯互聯憑藉着“高性能模擬、自研RISC-V架構、芯片敏捷設計方法”三大護城河在業內嶄露頭角；愛普特微電子全線產品均基於RISC-V架構內核研發，其2021年發佈的新品APT32F1023已累計出貨超一億顆，同時愛普特與阿里平頭哥達成深度合作，雙方計劃未來一年推出六大RISC-V芯片系列產品，主要面向的領域包括車載領域；中微半導體的ANT32RV56xx也是集成RISC-V內核的32位MCU，該系列芯片集成模擬外設並簡化設計；航順電子針對AIoT已推出一款M3+RISC-V雙核MCU，並會相繼的推出RISC-V內核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構的產品。 除了打造產品的差異化，產業的其他環節也都“時刻準備着”。在設計人才方面，作爲國家培養國內人才措施的一部分，半導體相關專業的大學生開始學習設計和開發32位MCU原型，這一發展展現了國內半導體產學研融合的趨勢。在芯片製造方面，國內代工廠也已經實現14納米的量產。從下游市場來看，中國作爲新能源汽車最大的市場，對MCU產品的需求是旺盛的。 此外，從整個大環境來看，市場也對MCU廠商有利。防疫管控放開將對行業需求產生影響，業內人士普遍表示預計消費電子會率先受益。消費電子有希望從谷底反彈，帶動半導體整體需求的回暖，客戶和渠道積累的存貨將有機會釋放，預計到明年上半年庫存會達到比較正常的水平。對於國內MCU公司來說，未來是光明的。