嬰幼兒安全描述：：財經擒龍女俠： 潛伏的格林達(SH603931)沖擊漲停 心心相印o： 格林達(SH603931)卓易信息(SH688258)康芝藥業(SZ300086) （一）MCU是廣泛應用的基礎控制芯片，32位MCU占比逐年提高 MCU（Micro controller Unit）即微控制器，又稱單片機，是把 CPU 的規格與頻率做適當 縮減，并將 ROM、RAM、A/D 轉換、各式 I/O 接口以及 Timer 等功能整合在單一芯片上， 形成芯片級的計算機。不同于巨型化計算機在運算速度和處理能力的極限提升，我們生 產生活中各種儀器設備在計算控制方面的需求相對簡易，兼具微型化特征和全面功能的 MCU 應運而生。MCU 主要由三部分組成: 1) CPU（中央處理單元）：包括運算器、控制器和寄存器組，由運算部件和控制部件兩 大部分組成。其中，運算部件能完成數據的算術邏輯運算、位變量處理和數據傳送 操作；而控制部件是按一定時序協調工作，用于分析和執行指令。 2) 存儲器：包括 ROM 和 RAM 兩種。其中，ROM 是程序存儲器，即用來存放已編的 程序，存儲數據掉電后不消失；RAM 是數據存儲器，也被稱為主存，可在程序運行 過程中隨時寫入或讀出數據，存儲數據在掉電后不能保持。ROM 和 RAM 都可分為 片內存儲器和片外（擴展）存儲器兩種。 3) 外圍功能電路：主要包括 PO/P1/P2/P3 等數字 I/O 接口，內部電路含端口鎖存器、輸 出驅動器和輸入緩沖器等電路。其中 PO 為三態雙向接口，P1/P2/P3 數字 I/O 端口， 內部驅動器為“開路集電極”輸出電路，應用時內部或外部電路接有上拉電阻。每 個端口均可作為數字信號輸入或輸出口，并具有復用功能。除數字 I/O 端口外，還 有 ADC 模擬量輸入、輸出端口，輸入信號經內部 A/D 轉換電路，變換為數字信號， 再進行處理；對輸出模擬量信號，則先經 D/A 轉換后，再輸出至外部電路。 電路系統中樞，國產替代價值較高。MCU 具有高性能、低功耗和易擴展的特點，可以高 效提升系統的可靠性，為不同場景提供控制功能，同時得益于其優異的性價比，應用領 域十分廣泛，遍及消費電子、工業控制、通信、醫療和汽車等市場。一個完整信號鏈的 工作原理為：傳感器輸入信號——輸入處理器放大處理——ADC 模數轉換至數字信號— —MCU 運算處理——DAC 數模轉換至模擬信號——功率驅動應用場景中的各項元件。 MCU 位于中樞位置，其性能參數對整個系統具有決定性作用，搭建電路通常需要以其為 核心選擇元器件，這使得 MCU 往往具有更高的使用粘性和國產替代價值。 MCU 分類方式眾多，較常見的有以下四種： 按存儲器結構：哈佛結構和馮諾依曼結構。馮諾伊曼結構：又稱為普林斯頓體系結構， 最大的特點是將程序存儲器和數據存儲器合并在一起，使用同一個存儲器，經由同一個 總線傳輸。由于取指令和存取數據要從同一個存儲空間存取，并經同一總線傳輸，無法 重疊執行，因此影響了數據處理速度的提高。哈佛結構：與馮諾依曼結構的區別是其將 程序指令存儲和數據存儲分開，數據和指令的儲存可以同時進行，可以使指令和數據有 不同的數據寬度，并且各自有自己的總線，適合于數字信號處理。 按用途：將可開發資源全部提供給用戶的通用型 MCU、按照某種特定用途而設計的專 用型 MCU、超低功耗 MCU、電機控制 MCU 等，根據芯知匯數據，2020 年國內市場上， 通用型 MCU 占比或達到 73%（本節中市占率口徑均為銷售額）。 按指令結構：CISC（復雜指令集）類和 RISC（精簡指令集）類，目前 RISC 指令架構 占據主流市場，根據芯知匯數據，2020年國內市場上采用RISC架構的MCU占比或76%。 按總線或數據處理位數：可被分為 4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位 MCU。MCU 的 位數是指每次 CPU 處理的二進制數的位數，位數越多，數據有效數越多，精確度越高， 運算誤差越小，在 CPU 運算速度一樣的情況下，位數越多，處理速度越快，所以是衡量 MCU 性能的一個重要指標。MCU 的性能隨著位數的增加而提高，適用場景也更加豐富， 其中 8 位和 16 位 MCU 主要用于一般的控制領域，使用場景不涉及操作系統，而 32 位 MCU 多用于多媒體處理、網絡操作等復雜場景，一般需要使用嵌入式操作系統。 32 位 MCU 占比逐年提高。得益于低功耗、低成本和高穩定性等優勢，8 位 MCU 依舊在 工控、消費電子和汽車電子等領域維持著較高的占比；隨著工藝進步帶來的成本下降， 32 位 MCU 的成本逐漸接近 8 位 MCU，并且擁有更高的運算能力，份額逐年提高，根據 IC Insights 預測，2022 年全球 MCU 市場中 32 位占比將達到 67%。而 16 位 MCU 的運算 性能不如 32 位產品，性價比又無法與 8 位 MCU 相比，市場份額逐步萎縮。 （二）ARM——MCU架構方舟 ARM 內核——32 位 MCU 之心。MCU 中的中央處理單元通過內置指令集實現規定的操 作運算，承擔著系統中的控制與運算職能，直接決定 MCU 整體性能。ARM 是 32 位 MCU的主流處理器架構，采用 RISC 指令集，由計算邏輯單元（ALU）、寄存器（register bank）、 桶式移位器（barrel shifter）以及程序狀態寄存器（CPSR）組成。MCU 廠商取得 ARM 公司授權后即可在產品中使用 ARM 架構的中央處理器，存儲器、外設、I/O 以及其它功 能塊則由 MCU 廠根據自身需求設計。 從品牌商到“賣鏟人”，經營模式轉變及 MCU 產業分工細化促成 ARM 架構普及。1990 年，ARM 在成立伊始將自身定位為 CPU 設計與生產商，但此后與 Intel 等老玩家競爭時 發現公司鮮有優勢，遂決定轉變經營策略，不再生產芯片轉而以授權的方式將設計方案 轉賣給其它公司。2004 年，Arm 推出了第一款 Cortex-M 系列處理器 M3，ST 最先采用 并基于此內核推出了 STM32 F1 系列 32 位 MCU，取得良好市場反饋。在 MCU 計算要求 日趨復雜的背景下，行業分工進一步細化大勢所趨，MCU 廠商開始外購內核并將主要精 力投入到外圍電路等其他部分的研發，為以 ARM 為代表的 IP 提供商打開了市場空間。 性能穩健、兼容性佳，Cortex-M 壟斷 32 位 MCU 內核。ARM 將 ARM11 處理器以后的 處理器核心改用 Cortex 命名，按照應用領域和性能水平分為 A、R、M 三大板塊，分別 對應適用于應用型處理器、實時處理器、MCU 的產品。ARM Cortex-M 系列內核具有指 令執行速度更快、尋址方式靈活簡單、執行效率高、指令長度固定等特點，在產品兼具 低售價、低能耗、高性能優勢的同時做到了對各家 MCU 廠商軟件代碼層面的良好兼容 性。 2004 年后，ARM Cortex 系列產品迅速替代各家的自研 MCU 內核占領市場，開啟了 ARM作為微處理器標準化架構的時代。ARM 如今已成為全世界普及率最高的 32 位 MCU架構，占據 32 位嵌入式處理器總市場的 75%。ST、NXP、TI、Infineon 等全球前十 MCU 供應商大部分 32 位產品均使用 ARM Cortex-M 系列內核，僅有瑞薩（80%左右）和 Microchip（50%左右）兩家的自研內核使用比例超過 50%。國內也只有少數廠商采用自 研核心，其余絕大多數均外購 ARM 內核。截止 2022 年，ARM 的全球合作伙伴已超過 1000 家，處理器累計出貨超過 2250 億顆。 RISC-V 架構：ARM 的有力挑戰者。RISC-V 架構是基于 RISC 指令集建立的開放指令 集架構。RISC-V 完全開源可規避 ARM 授權，采用模塊化設計方式，支持針對特定應用 場景進行定制化指令設計，因此采用 RISC-V 指令集設計 MCU 可以讓芯片廠商快速完成 低門檻、低成本的芯片設計。并且同時由于沒有 x86 和 ARM 指令集背負的兼容性包袱， RISC-V 指令集在提升芯片性能、降低功耗方面更容易。目前 NXP、瑞薩、Microchip 等 國際 MCU 廠商以及兆易創新、中微半導、樂鑫科技等國內 MCU 廠均已推出 RISC-V 架 構 MCU，SiFive、芯來、平頭哥、晶心等廠商正在研發 RISC-V 內核。 （三）技術演進&需求多元化推動行業不斷邁進，強者恒強競爭格局相對穩定 1、技術演進趨勢：更低的功耗、更大的內存、更新的工藝是永恒的主題。功耗方面，諸如可穿戴設備等物聯網終端以及工控場景，都對功耗要求有著非常嚴苛的 標準。如連續血糖監測儀要求電池續航 14 天以上、智能水表要求電池續航 6 年以上、山 體滑坡監測器要求環境自供電永久續航等等。MCU 系統的功耗包括動態功耗（工作狀態， 與處理器主頻成正比），以及靜態功耗（睡眠狀態，大部分是恒定的）。 32 位 MCU 通常 主頻更高，工作電流更大，單位時間動態功耗稍遜于 8 位 MCU，但其處理速度更快，可 以通過更快地完成處理任務和更快地進入睡眠模式來節省電量。隨著低功耗場景越來越 多，如何在特定應用中兼顧到兩種模式下的綜合效能，成為了 MCU 廠商產品設計中的 重要命題。STM32 的超低功耗型是非常龐大的產品系列，已成為 IoT、工業傳感器、可 穿戴設備或家庭自動化等超過 20 億個應用程序的核心。 內存方面，隨著總線位數增加，內存長度必然增加。另外在 32 位 MCU 時代，軟件 API 調用大幅增加，內存使用相應提升，需要通過提高硬件性能補償程序效率的相對損失， 更大的內存是基礎。 工藝方面不斷進步，為高性能和低功耗提供硬件基礎。前段制造從最初的 0.5μm、0.4 μm 工藝，進步到了主流的 90nm、55nm 工藝，目前主要是 40nm 及以上的成熟制程工 藝節點，先進車規級 MCU 已采用 28nm 制程。近年來全球 MCU 制程升級節奏放緩，主 要系：1）MCU 本身對算力要求有限；2）內置的嵌入式存儲自身制程限制整體制程的提 升。 2、需求端：近年來隨著 AIOT 和汽車電子等的蓬勃發展，MCU+漸成風潮。物聯網場景下各種終端設備配置的功能呈現井噴之勢，如智能手表需要兼具健康測量、 生物識別、移動支付、社交等多項功能，對于傳統 MCU 而言，需要添加越來越多的外 設器件才能滿足這些新興需求。傳感器的升級提高了模擬信號的處理要求，于是有了 MCU+AFE 的方案，無線應用的普及催生了 MCU+藍牙/Wifi，MCU+解決方案提升了集 成度，為客戶降本增效，同時也提高了技術門檻，利于產業化發展，更加符合當下技術 迭代和需求升級的背景。 物聯網場景和外購內核驅動 MCU 安全性要求提高。物聯網的典型應用，如智能門鎖、 智能表計等都有天然的安全性要求，且 AIOT 時代有大量碎片化設備，增加了黑客攻擊 的潛在風險。早期 8 位和 16 位 MCU 盛行時，主流公司基本都是采用自研內核，之后隨 著計算要求越來越復雜，內核廠商開始出現，ARM Cortex M 系列占據市場主流地位， 各大設計廠商在利用 Arm 內核自身的安全性之余，也會加入非常多自研的安全性設計進 去。 MCU+AI 加速器正在變得越來越流行。在現行 AI 運作流程中，云端/服務器端執行了核 心的計算功能，高性能/算力的 GPU、CPU 及其他特定芯片為主力芯片，而在執行端， 這部分設備或終端所需要的算力并不太高，利用 MCU/嵌入式系統去配合執行 AI 算法變 得行之有效。 AIOT 場景下，各種終端在滿足低功耗要求以外，對無線連接同樣具有較高的訴求。集 成無線連接功能及對各種無線協議（藍牙、WiFi、Zigbee 等）的支持將是決定 MCU 芯 片在物聯網應用市場能否成功的關鍵。 3、供給端：強者恒強，格局相對穩定。MCU 行業本身變化不快，制程工藝等要求并不高（40nm 即可滿足主要需求），先發廠 商憑借產能、技術、渠道、產品生態等的優勢產生規模效應，不斷加固護城河，新進入 者很少有創新以及彎道超車的機會。 產能優勢至關重要。同等條件下，下游客戶會優先考慮具有穩定產能供給的 IDM 公司， 對 Fabless 公司的交期有較高要求，2021 年全球 MCU 前七的廠商均采用 IDM 模式，前 十中僅兆易創新和 silicon lab 為 fabless，其余均為 IDM 運營。同時，巨頭之間的兼并收 購也是 MCU 行業的常態，NXP 2015 年收購飛思卡爾、英飛凌 2020 年收購賽普拉斯。 經銷為主，同時直銷力度加大。MCU 行業具有客戶眾多、訂單少量多樣的特點，一般廠 商多采取經銷為主的銷售模式，尤其對于 Fabless 運營的中小規模設計企業來說，耗費巨 大精力培育直銷團隊經濟效益未必劃算。近年來國際領先廠商對于直銷渠道重視程度加 大，德州儀器強化直銷渠道，19Q1 至 21Q1，其直銷比重由 35%提升至 63%，效果顯著， 凈利率由 34%提升至約 40%。在中國，瑞薩電子的戰略客戶和大客戶占據直銷資源超過 80%。龍頭廠商大刀闊斧改善銷售策略，進一步拉開了與中小競爭者的差距。 產品生態是終端客戶的使用習慣，需要培養。缺貨行情之前，客戶對于國產 MCU 使用 意愿較低的很大一部分原因在于軟件易用程度較差，一旦出問題，費時費力且解決效果 不佳，客戶寧可接受價格更高的 ST MCU。軟件能力在產品生態中舉足輕重，國產廠商 大多采取 pin to pin 國外芯片的策略，客戶軟件若不是基于國產廠商的軟件開發，再轉回 其他兼容 ST 產品會比較容易。為了提高用戶粘性，需要廠商提高軟件能力，促使客戶基于自身軟件工具進行開發，構筑自身軟硬件生態就顯得尤為重要。MCU 龍頭意法半導 體近年來實現口碑與銷量雙豐收，生態系統功不可沒，其以 STM32Cube 為核心，搭建了 涵蓋軟硬件開發和合作伙伴計劃的強大的生態，兆易創新在生態發展方面走在了國產前 列，具有先發優勢。 技術方面，國產廠商較國際大廠，需要具備差異化競爭思路。存儲是否可以做到足夠大 以及 ADC 的精度和速度能否符合要求、是否能做特殊的通信接口、應用和服務是否足 夠好（易于設計），這些都將成為國產替代浪潮中的加分項。 （四）MCU市場需求旺盛，國產替代空間廣闊 市場需求持續向好。受益于 AIOT、工業控制、汽車電子等應用的蓬勃發展，全球 MCU 市場規模和出貨量觸底反彈。在行業高景氣度的 2021 年，全球 MCU 出貨量同比增長 12% 達到了近 309 億顆的歷史最高水平，同時受產能限制等因素影響，ASP 強勁反彈 10%達 到 0.64 美元，且將保持高增態勢有望于 2026 年突破 0.75 美元。根據 IC Insights 數據及 預測，2021 年全球 MCU 市場規模約 196 億美元，同比增長 23.4%，預計至 2026 年將以 6.7%的復合增速達到 272 億美元；2021 年全球 MCU 的出貨量約為 309 億顆，至 2026 年預計將達到 358 億顆。 國內市場增速高于全球市場。根據 IHS 數據統計，2015-2020 年中國 MCU 市場 CAGR 為 8.4%，同期全球市場幾乎沒有增長，同時該機構預計 2021 年中國 MCU 市場增長 36% （高于全球市場增速的 23.4%）至 365 億元。得益于國內物聯網和新能源汽車市場在全 球具有的高影響力和不俗增長，未來數年 MCU 發展將邁入一個新的臺階，IHS 預測至 2026 年中國 MCU 市場規模或以約 7%的 CAGR 提升至 513 億元。 海外企業占據絕對領先地位，國產替代空間廣闊。根據 Omdia 數據，全球競爭格局來看， MCU 龍頭廠商保持了較高的市占率，行業集中度相對較高。根據 Omdia 統計，2021 年 全球前 5 大 MCU 生產廠商分別為 NXP（17.3%）、瑞薩電子（16.8%）、意法半導體 （15.4%）、英飛凌（13.9%）以及微芯科技（12.6%），CR5 約 76%。我國 MCU 市場大 部分份額同樣被海外巨頭占據。根據 CSIA 數據，2019 年中國前 5 大 MCU 生產廠商 分別為意法半導體（20.9%）、NXP（20.2%）、微芯科技（14.2%）、瑞薩電子（13.0%） 以及英飛凌（6.2%），CR5 約 74%，國內廠商主要在消費和中低端工控領域競爭，汽車、 高端工控等市場國產化率較低，兆易創新等企業已開始突破。 汽車是全球 MCU 市場最大的下游應用領域。2019 年全球 MCU 下游應用主要分布在汽 車電子(33%)、工控/醫療 (25%)、計算機網絡（23%）和消費電子（11%）四大領域。2020年中國 MCU 市場銷售額前五大領域依次為消費電子(26%)、計算機網絡（19%）、汽車電 子（15%）、IC 卡（15%）和工控（10%），隨著中國汽車和工業市場的快速發展，相關 領域的 MCU 芯片需求將顯著增長，需求結構進一步向全球靠攏。 （一）汽車智能化、網聯化驅動汽車MCU市場加速擴張 MCU 是執行 ECU 運算和處理的大腦。隨著新能源汽車智能化程度及邊界的不斷拓展， 車規級 MCU 芯片在汽車電子中的應用場景也不斷豐富，涵蓋逆變器控制、發動機和電 池管理、變速箱控制、安全控制、ADAS、主動懸架、LED 照明、傳感器融合等幾十個 次系統中。ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）是汽車 EE 架構的基本單位， 每個 ECU 負責不同的功能，ECU 一般由 MCU、擴展內存、擴展 IO 口、CAN/LIN 總線 收發控制器等設備組成。當傳感器輸入信號，輸入處理器對信號進行模數轉換、放大等 處理后，傳遞給 MCU 進行運算處理，然后輸出處理器對信號進行功率放大、數模轉換 等，使其驅動如電池閥、電動機、開關等被控元件工作。 車規級電子設備的技術要求要遠高于一般性電子產品，具有顯著的工藝技術和客戶認證 壁壘。車規級半導體對產品的可靠性、一致性、安全性、穩定性和長效性要求較高，產 品整體研發周期長、投資規模大，企業需要較長時間的技術積累和經驗沉淀實現技術突破，形成了較高的行業壁壘；車規級半導體對汽車的安全性和功能性起到至關重要的作 用，認證周期和供貨周期較長，因此車企與芯片廠商在形成穩定的合作關系后，就很難 在原有車型上再次更換供應商。 汽車 MCU市場欣欣向榮。根據 IC Insights 數據，汽車 MCU市場規模在經歷了 2018~2020 年的低迷之后，在 2021 年迎來了 23%的爆發式上漲，銷售額達到 76 億美元，該機構預 計 2022 和 2023 年仍然會保持 16%的年復合增長率。 車用 MCU 以 32 位芯片為主。車載 MCU 位數越多對應結構越復雜, 處理能力越強，可 實現的功能越多。8 位 MCU 主要用于簡單車身控制，如空調、雨刷、門窗、座椅、低 端儀表盤等；16 位 MCU 主要用于中端的底盤和低端發動機控制，如制動、轉向、懸 架、剎車等；32 位 MCU 主要用于高端的發動機和車身控制，如高端儀表盤、高端發 動機、多媒體信息系統、安全系統等。在 76 億美元的全球市場銷售額中超過 3/4 是由 32 位 MCU 貢獻的，達到了 58 億美元，16 位 MCU 的收入為 13 億美元，8 位 MCU 的收入 為 4.41 億美元。未來預計 32 位 MCU 還會繼續蠶食 16 位和 8 位 MCU 市場份額。 信息娛樂系統占汽車 MCU 銷售額的 10%。根據 IC Insights 預測，汽車信息娛樂（娛樂 和信息系統，如檢索數字地圖、識別位置以及從互聯網和衛星傳輸訪問數據的系統）預 計將占 2021 年汽車 MCU 銷售額的 10%，而用于車輛的其他部分（發動機控制、動力系 統、剎車、轉向、電動車窗、電池管理、安全功能、ESD、ADAS 等）預計將占全年銷 售額的 90%。 汽車 MCU 市場具備較高的市場集中度。從全球市場競爭格局來看，國際廠商在車規級 半導體領域中占據領先地位，根據英飛凌數據，2021 年全球 MCU 市場 TOP5 瑞薩電子、 恩智浦、英飛凌（包含賽普拉斯）、德州儀器、微芯科技市占率超過 90%。國內車規級 MCU 起步較晚，目前市場份額尚低，兆易創新、復旦微、芯海科技、中穎電子、國芯科 技、杰發科技、芯旺微、比亞迪半導體等廠商均在發力車規級 MCU 產品并已陸續通過 AEC-Q100 認證，領先廠商已量產或即將推出車規級 MCU 產品，國產廠商有望逐步取得 突破。 MCU 是汽車從電動化向智能化深度發展的關鍵元器件之一。電動化、智能化、網聯化 是汽車產業轉型升級的重要方向。汽車電動化對執行層中動力、制動、轉向、變速等系 統的影響更為直接，其對功率半導體、執行器的需求相比傳統燃油車增長明顯。汽車的智能化、網聯化帶來的新型器件需求主要在感知層和決策層，包括攝像頭、雷達、IMU/GPS、 V2X、ECU 等，直接拉動各類傳感器芯片和計算芯片的增長。電動化是汽車產業從燃油 車時代走向節能環保時代的基本的要求，可以視為產業轉型升級的上半程，近年來已取 得不俗進展，而下半程智能化是提升用戶體驗的核心，隨著汽車半導體行業技術演進和 需求升級，智能化將逐步成為相關廠商競爭的主戰場，接力電動化成為重要驅動力，MCU 作為核心算力芯片有望深度受益。 單車 MCU 價值量提升核心邏輯：1）配置區域增加，應用領域由傳統底盤延伸至整車， 隨著汽車電子化發展，ECU 逐漸占領整個汽車，遍布車身控制、座艙、動力總成、底盤 安全、新能源三電、ADAS 智能駕駛等域；2）芯片算力和集成度提升，高性能 MCU 占 比提高，產品升級驅動 ASP 增長。 新能源汽車 MCU 用量更多。與燃油車相比，新能源汽車以電機替代了汽油發動機并增 加了動力電池，電池管理系統和整車控制器應用的增加將驅動 MCU 用量的增長。以 BMS 為例，動力電池是整車的核心部件之一，其充放電情況、溫度狀態、單體電池間的均衡 均需要進行控制，因此電動車需額外配備一個電池管理系統（BMS），每個 BMS 的主 控制器中需要增加一顆 MCU 芯片，BMS 中的 MCU 芯片起到處理模擬前端芯片 （BMS AFE 芯片）采集的信息并計算荷電狀態（SOC）的作用。SOC 是電池管理系統 中較為重要的參數，其余參數均以 SOC 為基礎計算得來，因此對 MCU 芯片的性能要 求較高。 根據 Gartner 和國際汽車制造商協會數據，平均單車配置約 25 顆 MCU。通過 IHS 拆解數 據，我們可以看到部分汽車整機廠對于車規級 MCU 的采購情況：本田雅閣 20 顆，雪佛 蘭 Equinox 27 顆 MCU，奧迪 Q7 39 顆。比亞迪燃油車 F3 裝有 12 顆 MCU，而其電動車 型唐的 MCU 數量增加到了 55 顆，用量大幅增加。 汽車電子電氣架構（E/E）重構下 MCU ASP 有望穩步上行。傳統汽車使用的分布式 ECU 架構大多基于成熟工藝的 MCU 芯片，靠增加 ECU 的數量或針對單個 ECU 進行 MCU 芯 片的替代來提升汽車性能，在全球晶圓廠資本開支向高階制程和工藝傾斜的今天，供應 鏈安全難以得到有效保障。為了突破 ECU 的性能瓶頸，博世在 2015 年描繪出了全新的 汽車電子電氣架構技術路線圖，并率先提出 DCU（Domain Control Unit，域控制器）這 一概念，即將汽車電子部件功能由整車劃分為動力總成，智能座艙和自動駕駛等幾個區 域，利用處理能力更強的控制器芯片相對集中地控制每個域，以取代目前分布式電子電 氣架構。DCU 的出現，標志著以 ECU 為主的分布式電氣架構出現本質進化。 傳統架構下，ECU 與所需 MCU 的數量基本上為 1：1，在域集中架構下，DCU 的算力需 求顯著提升，一塊 DCU 配置的計算芯片將超過 2 顆，其中高性能 MCU（兼具跨域功能） 和各式異構 SoC 將蠶食過去低端 MCU 的市場。而在核心計算模塊以外的各細分車域執 行端，MCU 必不可少。可以預見到的趨勢是單車 MCU 在用量保持基本穩定的同時，高 端品類占比將逐步提升，整體汽車 MCU ASP 穩步向上。奧迪 A8 使用的 zFAS 共搭載四 枚異構式 SoC 芯片，包括：Mobileye EyeQ3（ASIC），英偉達 Tegra K1（GPU+CPU）， 英特爾 Cyclone V（FPGA），英飛凌 Aurix TC297T 芯片（MCU）。英飛凌在其法說會文 件中披露，受益于分層軟件、故障操作配電、電源管理優化、線束減少、智能執行器/傳 感器增加、更高冗余度、電子設備可靠性提升等架構升級帶來的積極變化，公司 MCU業務有望在未來 5 年保持 20%以上的復合增速。 （二）工業設備復雜度提升，MCU需求長期量價雙升 工業級 MCU 應用十分廣泛，其功能主要是電機控制運算和數據采集控制等，一個完整 的工業控制系統通常分為監視層、控制層、現場層三層架構，而其中位于控制層的可編 輯邏輯控制器（PLC）、現場層的儀表和電機/變頻器被稱之為三大核心支柱，工控系統的 整體性能往往伴隨著上述部件的優化升級而提升，而在其中發揮核心“大腦”作用的 MCU 更是首要升級目標（MCU 搭配 FPGA、預驅、IGBT 等即可構成典型工控場景電氣架構 中的核心控制模塊），增加系統節點、提高控制精度、提升通信連接安全性、降低功耗等 需求在工業控制領域具有長期可持續性，工業級 MCU 市場穩步向好。 工業客戶主要考慮可靠性、模擬性能、供貨穩定性、方案成熟度。工業控制主要分為現 場層和控制層兩個層次，相對應的，MCU 需要具備豐富外設、超低功耗、高控制力三項 條件。工業類 MCU 的關鍵特性有 EMI（電磁干擾）、EMC（電磁兼容性），從功能上來 說，在理想環境中表現不出這些特性，需要經過嚴格的穩定性測試可以測出。 1、工廠自動化帶來效率品質雙提升，MCU 功不可沒。工廠自動化驅動 PLC 用 MCU 性能提升。工廠自動化帶來生產效率和產品質量的提升， 并有效解決了有限人力的困境。根據雅特力官網介紹，傳統工廠升級成為智能工廠需要 將老舊的機器設備進行可程序化邏輯控制器（PLC）和傳感器（Sensor）對接，利用 Sensor 前端采集資料，可視化的設備進行數據分析，通過通訊設備將資料傳輸至控制器做實時 監控，最后回傳到云端管理，形成完整的工業聯網。從上述路徑可知，用于信號擷取和 驅動控制的 PLC 對系統處理的要求與日俱增，PLC 發展趨勢體現在向高速度/大容量演進、 超大型場景增加、聯網通信能力增強、外部故障的檢測與處理能力提升，以及編程語言 多樣化。與之對應的，傳統 8 位 MCU 已無法滿足制造商的需求，采用 32 位 MCU 能達 到更好的性能要求。 中國自動化市場增速創新高，MCU 廠商與工業客戶相輔相成推進國產化進程。近年來， 隨著我國制造業的逐漸升級，傳統的低技術含量、勞動力密集型制造業逐漸外遷至東南 亞等發展中國家，包括數控機床、精密機械、鋰電設備、3C 電子、新能源汽車、機器人 等科技含量更高的新興產業逐漸成為國內制造業的重要成分。新興產業的蓬勃發展為我 國工業自動化市場提供了廣闊的空間，我國工業自動化控制技術、產業和應用有了很大 發展。根據 MIR DATABANK 數據，2021 年中國整體自動化市場規模為 2923 億元，同 比增長 16.8%，同時內資廠商市場經過多年的技術提升，本土化供應鏈優勢逐漸展現， 市場份額有所提升，根據 MIR DATABANK 數據表明，2021 年在中國低壓變頻器、伺服、 傳感器、小 PLC 市場中，本土品牌份額均有提升，其中伺服市場份額提升最快。MCU 作為重要的上游電子零部件，行業內領先廠商已與國內自動化客戶建立了深厚的合作關 系，未來有望不斷打開新的發展局面。 2、MCU 是電機驅動與控制應用中不可或缺的核心器件。驅動電機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動工作裝置。電 機在現代生活中無處不在，除汽車領域外，根據國際能源署的數據，電機占全球總電力 消耗的 45％，因此電機驅動電子產品的可靠性和能效會對下游各種應用的舒適性、便利 性和環境產生影響。 電機驅動系統對控制的精準度具有極高的要求，比如控制位置、扭矩和速度都需要實時電機控制的信號處理，這對作為核心控制元器件的 MCU 提出了很 高的要求，同時能耗、可靠性、效率以及使用壽命等指標都與 MCU 的性能息息相關。 正因為下游需求的多樣化，在電機控制領域更易出現專門針對一類行業/應用去開發的 MCU 產品，根據主要應用場景的功能需求差異，主要有側重高能效的家電類、側重控制 精度和安全性的工控類、側重集成度與性價比的電動工具&高端消費類，受益于電機控 制領域的百花齊放特征，國產 MCU 廠商根據自身優勢深耕特定客戶/行業，在部分細分 領域已初步完成國產替代。 無刷電機驅動控制的市場不斷增長。與其他類型電機相比，無刷直流電機（BLDC）具 有電機效率高、驅動控制方式多樣化、驅動控制算法復雜、可靠性高、噪音低、能耗低 等優勢，可在較寬調速范圍內實現快響應、高精度的變速效果，充分契合終端應用領域 對節能降耗、智能控制、用戶體驗等越來越高的要求，BLDC 下游應用市場廣泛且不斷 擴展。根據 Grandview research 數據，全球 BLDC 市場規模預計將由 2021 年的 179 億美 元增長到 2028 年的 263 億美元，復合增速約 5.7%。以峰岹科技招股書中對日本電產 2016-2020 五個會計年度平均毛利率 23.82%、電機驅動控制芯片成本占 BLDC 電機成本 比例 25%兩項數據為基礎進行測算，目前全球 BLDC 驅動控制芯片市場規模在 34 億美 元左右，通用電機驅動控制系統中除主控制芯片 MCU 外還包含 LDO、運放、比較器、 預驅動，以及部分 MOS，考慮到在整套系統中的核心地位，MCU 應為價值量最大品類。 電機芯片平臺化及一體化解決方案大勢所趨，國產廠商尋求突破。板級器件的精簡化程度，以及平臺軟件的完善程度和開發便捷性，逐漸成為電機 MCU 廠商新的競爭焦點。 為提高電機控制芯片的可靠性、控制性能，降低控制系統體積以適應 BLDC 電機小型化、 定制化的發展趨勢，BLDC 電機驅動控制架構由完全分立逐步向全集成模塊發展。而在 軟件方面，國產廠商致力于完善開發平臺，針對不同下游需求搭建產品方案，以及完善 的支持調試文檔及上位機輔助開發，助力于電機方案開發，加快國產替代步伐。 3、能源革命推動 MCU 不斷迭代升級。智能表計市場高速發展，驅動 MCU 需求抬升。表計是國計民生配套產品，市場份額相 對穩定且持續，有其穩定的輪換周期及用量需求，行業的波動起伏不大。目前我國表計 市場仍處于傳統機械表和智能表共存的局面，MCU 芯片作為主控芯片，在智能表計中 發揮控制、協調及調度的功能。長期來看，從機械表到機電一體式、再到純電子表的演 進，使得表計行業經歷了從不用 MCU、到用簡單的 MCU、再到整體電子化 MCU 扮演 主導角色的變化；短期來看，表計從普通功能表向智能電表、物聯網表的演進，對于性 能要求的提升亦推動了 MCU 從 8 位向 32 位進行升級。表計智能化浪潮驅動了 MCU 的 用量和迭代升級。 IR46 標準推動電表 MCU 價值量迅速提升。水表和燃氣表產品功能相對簡單，對 MCU 的要求主要體現在低功耗方面。而智能電表作為智能電網建設的關鍵終端產品之一，承 擔著原始電能數據采集、計量和傳輸的任務，是實現信息集成、分析優化和信息展現的基礎，對于電網實現信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用，電表對 MCU 要求最 高，對測量精度要求嚴苛，可兼容的通信方式也更多，需要 MCU 產品具備更好的處理 性能、更高精度的 ADC 模塊和更大的存儲空間。 IR46 標準在計量誤差要求、功率因素、 環境適應性、諧波影響、負載平衡等方面均有更高要求，基于 IR46 標準的智能物聯電 能表升級需求將成為智能電表市場未來擴容的主要驅動力。根據鉅泉科技招股說明書中 引用國電招標數據，2020 至 2022 年，國家電網分別試點招標智能物聯表 1.95 萬只、 13.05 萬只和 137.51 萬只，招標量呈快速增長趨勢。IR46 物聯表設計上最大的變化是采 用雙芯模組方案，計量芯片升級為計量+MCU 的 SoC 芯片，管理芯 MCU 從 M0 升級 到 M3/4 規格，整體套片價值量顯著提升。 MCU 逆變器市場高景氣。逆變器是光伏發電系統的核心設備，據 Wood Mackenzie 統計， 全球光伏逆變器出貨量從 2015 年的 59.7GW，上升至 2021 年的 225.4GW，年復合增長 率達到 24.8%。逆變器在光伏系統發揮著交/直流轉換、功率控制、并/離網切換等重要功 能，主控 MCU 硬件處理性能和軟件算法共同決定了 MPPT（最大功率點跟蹤，起“大腦” 作用）的工作效率，同時也是決定光伏逆變器發電量的關鍵因素。 因此為了滿足光伏逆 變器高效率、高可靠性要求，主控 MCU 需要配備多路高精度 ADC 用于采集電壓和電流 信號、高精度定時器用于輸出 PWM 控制及頻率捕獲功能、并支持硬件乘除法器、浮點 運算、三角函數加速器等模塊高效運行控制算法。此外，MCU 還被廣泛應用于數據監控、 通訊傳輸、人機交互、拉弧檢測快速關斷、效能優化、BMS 監測保護、光伏配件等在內 的多種應用場景，隨著全球光伏與儲能產業的發展，MCU 需求呈現出快速增長的趨勢。 （三）新興應用層出不窮，消費市場欣欣向榮 在目前國內的 MCU 市場中，消費電子仍是最大的下游。MCU 憑借其低功耗、性價比和 穩定性高等優勢在泛消費電子領域有非常豐富的應用場景，包括 PC、手機、平板、智能 穿戴和 TWS 耳機等。隨著 IoT 技術的不斷發展，在萬物互聯的需求推動下，各類新興智 能終端為 MCU 提供了成長空間。 MCU 在物聯網系統中扮演核心角色，在遠程控制、數據收集、監控和分析方面發揮關鍵 作用，具有傳感器和網絡接口的 MCU 可以為汽車、工業自動化、儀器儀表、醫療和保 健設備、家用電器、消費產品和可穿戴電子產品提供物聯網連接。目前先進的物聯網傳 感器節點整合了傳感器功能，并使用 8/32 位 MCU 來運行 RF 協議棧。 隨著物聯網技術的不斷優化，智能家居市場如火如荼，但大多各自為戰打造自家生態， 出現了平臺之間無法互聯的痛點。“碎片化”的使用體驗也導致了這一市場與最初萬物互 聯的設想背道而馳。為解決這一問題，2021 年 Google、Apple、Amazon 等科技巨頭聯合 推出了一項新的物聯網連接協議 Matter，旨在打破家居設備跨平臺互聯的壁壘，提高智 能設備互聯的簡單性、互操性、可靠性和安全性。越來越多的軟硬件廠商加入了支持 Matter 協議的陣營。 除了底層協議的進一步統一，硬件廠商在跨平臺互聯問題上做出了努力，英飛凌就智能 家居的新舊設備和跨平臺互聯問題，推出了一系列的軟硬支持。英飛凌主要是對已采用 AIROC Wi-Fi、AIROC Bluetooth 和 PSoC 6 系列 MCU 的硬件產品提供免費的固件升級服 務，可添加 Matter 功能支持，增加設備的互操性。 根據 Grandview research 數據，2021 年物聯網相關 MCU 的總銷售額達到 46.9 億美元， 同時預計至 2030 年，物聯網相關 MCU 的收入將以 12.7%的復合增速達到約 122 億美元。 隨著物聯網技術的發展、海量數據以及場景融合（醫療、消費、工控等領域協同），更強 大的計算處理能力呼之欲出，推動設備向32 位高端MCU 升級。根據 Iot analytics 的展望， 到 2025 年，全球將有超過 300 億終端連接到物聯網，人均近 4 臺設備，較 2019 年這一 數據實現超兩倍的增長。 智能手表/手環為迅速崛起的新興智能應用場景。智能手表、手環等通常標配一顆 MCU 用于通訊、感知、音頻 DSP 等功能。受制于終端產品體積，往往無法承載大容量電池和 過多元器件，目前智能穿戴設備主要采取：低功耗 MCU+低功耗藍牙通訊方案+傳感器+ 電源的集成解決方案。該方案主要依靠 MCU 為主控芯片，控制藍牙、傳感器、電源、 LED 屏等諸多器件。以用于智能手表的恩智浦 i.MX RT 500/600 MCU 為例，其集成了 TenSilicon Fusion 1 或 HiFi 4 DSP，可提供高性能音頻 DSP 功能，支持智能手表實現語音 助手和語音呼叫功能；集成 2D GPU 以呈現圖形，實現現代化的人機交互界面設計，適 用于低功耗應用。根據 GlobalNewsWire 數據，2020 年全球智能手表市場規模約為 186.2 億美元，該市場預計將以 14.9%的 CAGR，從 2021 年的 220.2 億美元增長到 2028 年的 582.1 億美元。 MCU 價格跌幅趨緩。根據與非網統計數據，10 月份中國本土市場 MCU 熱度榜（按近一 月用戶搜索次數）Top100 料號中，價格上升型號數量明顯增多。而根據芯片超人統計的 數據，全球 MCU 代表 ST 意法、臺系 MCU 代表新唐科技、國產 MCU 代表兆易創新， 各類 MCU 的渠道價格向常態價不斷靠近，跌幅收窄，走勢逐步企穩。渠道庫存情況有所改善。在與非網在近一個月需求（搜索）熱度榜中，選取 Top10 型號， 在第三方平臺檢視其庫存近一年來的變化，其中有 5 個型號渠道庫存數低于近一年來 50 分位，整體來看，10 月庫存持續改善。 貨期有所縮短。進入 2022 年四季度以來，多數產品的貨期縮短到兩年以來新低，MCU 的貨期也有所縮短，但仍處于較高水平。根據富昌電子數據，在 2022 Q4 最新的 MCU 貨期統計中，僅有英飛凌的汽車芯片仍呈“配貨”狀態，瑞薩、意法半導體、恩智浦等 汽車芯片跳轉至“緊缺”狀態，供貨環比有所緩解。MCU 緊缺與否與芯片整體行情強相 關，通用、消費類及低端工業類 MCU 原廠價格趨于穩定，汽車、高端工控相關的 MCU 仍然存在緊缺情況。 原廠庫存持續消化，板塊進入筑底期。主打消費類 MCU 的盛群 2022 年 11 月單月營收 約 3.28 億新臺幣，同比下滑 49%，為歷史第三大單月跌幅，僅次于 2022 年 9 月的 51% 和 2009 年 1 月的 57%。庫存方面，公司法說會披露預期將調整到明年第三季，屆時有望 回到合理水位，同時考慮到下游需求疲軟，2022Q4 投片數預計季減 45%。同時，另一 MCU 臺企松翰亦在法說會中表示受困于需求端低迷，公司投片量已逐步調整，庫存有望 陸續下降。整體來看，板塊庫存隨著 2023 年 H1 庫存狀況逐步改善，疊加代工廠價格松 動帶來的成本優化，2023H2 MCU 公司毛利率有望回溫。 （本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。） 趨勢刀手： 格林達(SH603931)12.20發帖明確了格林達快到擊球區，跌5個點之后股價反彈17個點，對于格林達的看法就是這個標的的估值沒有很大提升空間（除非打開半導體部分的業務），但是作為小而美的細分龍頭是具有投資價值的，如果把業績對應到年K，大概率不會虧錢的，但是在股價短期上漲過多適合波段做T.