自年2020起，一場芯片缺貨危機(jī)席卷全球。
其中，MCU更是這輪缺芯潮的重災(zāi)區(qū)。從年2020下半年開始，MCU價格一路走高，除了芯片原廠為了應(yīng)對原材料價格上漲而頻繁調(diào)漲價格之外，不少產(chǎn)品從原廠到代理商、下游經(jīng)銷商，最后到終端廠商，價格更是再經(jīng)歷了幾輪漲價。
有芯片分銷行業(yè)人士表示，有些熱門型號MCU漲了幾倍甚至是幾十倍，比如恩智浦（NXP）的FS32K144HAT0料號，從24元漲到高達(dá)600元；意法半導(dǎo)體（ST）眾多熱銷MCU系列價格漲幅超過400%，部分產(chǎn)品交期甚至達(dá)到了50周以上。
除了國際大廠，國內(nèi)廠商的MCU產(chǎn)品也呈現(xiàn)不同幅度的價格上漲和產(chǎn)能緊缺。
據(jù)IC Insights統(tǒng)計，整體MCU市場在21年20的平均售價（ASP）上漲12%，創(chuàng)下25年來的最大漲幅記錄。
然而，從21年20后段開始，半導(dǎo)體市場供需緊張的態(tài)勢開始出現(xiàn)松動跡象。
持續(xù)下行的經(jīng)濟(jì)環(huán)境打斷了終端廠商的囤貨需求，由于前期大量備貨，各大終端廠商庫存偏高，而以智能手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備為代表的消費電子市場需求驟冷，導(dǎo)致消費類MCU市場拉貨動能明顯趨緩。
今年以來，隨著消費市場的持續(xù)低迷，下游砍單不斷，而與上游晶圓廠簽署的往往是“不可撤銷訂單”，使得MCU廠商庫存積壓的情況越來越嚴(yán)重。重重壓力之下，過去漲價幾十倍的MCU，如今報價出現(xiàn)雪崩式的下跌。
近日，尤其在消費電子領(lǐng)域，全球前五大MCU廠產(chǎn)品價格腰斬——相對此前的價格堅挺、供不應(yīng)求，當(dāng)前MCU價格開始快速下滑。據(jù)悉，ST的STM32F103C8T66目前已從3月的70元攔腰降至32元，STM32F103RCT6從一季度的百元高位跌回2位數(shù)價格。
MCU成為繼驅(qū)動IC、電源管理IC、CIS之后，又一大幅跌價砍單的芯片品類。然而，價格大幅下跌是否意味著MCU市場開始“崩盤”？
實則不然。一方面，所謂的MCU價格“雪崩”，比如從100多跌到30元，這只是MCU價格的理性回歸，現(xiàn)在的“雪崩”讓MCU價格從被炒作的高價回調(diào)是合理的，可能只是回調(diào)到幾年前的正常水平而已。
另一方面，也并不是所有MCU的價格都在雪崩。
這與下游需求的變化密切相關(guān)，相比消費市場需求疲軟，以汽車和工控為代表的高端應(yīng)用場景需求在2022年還將持續(xù)提升，尤其是車用MCU產(chǎn)品景氣度依舊較高，對車規(guī)級MCU來說，部分產(chǎn)品價格仍處于短缺情況，甚至有IDM廠商為此專門增加車規(guī)級芯片制造或封裝產(chǎn)線。
IC Insights發(fā)布的《McClean》報告指出，今年汽車MCU的增長將超過其他大多數(shù)終端市場，未來五年，預(yù)計汽車MCU銷售額將達(dá)到7.7%的年復(fù)合增長率。
可見，車用MCU一直是較為緊缺的芯片，而瑞薩電子車用MCU工廠近日遭到雷擊，生產(chǎn)損失約2周產(chǎn)量，又將加劇這一局面。
綜合來看，目前全球MCU市場已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性失衡，消費電子市場的需求有所下降，但部分高端MCU依然處于短缺狀態(tài)，車規(guī)級MCU首當(dāng)其沖。對此，DIGITIMES預(yù)計，到2023年下半年，汽車MCU的供應(yīng)仍將保持緊張。
在這種結(jié)構(gòu)性失衡下，MCU在消費市場的率先跌價，或?qū)Ρ就罬CU廠商帶來較大沖擊，加速行業(yè)洗牌。
MCU市場格局與發(fā)展現(xiàn)狀
MCU，又稱單片機(jī)，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路整合在單一芯片上，形成的芯片級計算機(jī)，主要為不同的應(yīng)用做不同組合控制。
回顧其發(fā)展歷程，MCU出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展速度十分迅猛。
發(fā)展至今，MCU供給市場高度集中。
據(jù)IC Insights報告顯示，21年20MCU市場銷售額達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的202億美元，同比增長27%。在MCU供應(yīng)商營收榜單中，恩智浦、Microchip、瑞薩電子、意法半導(dǎo)體和英飛凌位列前五，與年2020相比保持不變。
從榜單可以看到，前五MCU廠商牢牢占據(jù)了21年20全球MCU銷售額的82.1%，寡頭效應(yīng)顯著。
其中，中國作為主要的應(yīng)用市場，每年的MCU市場容量達(dá)到400億元左右，雖然大陸MCU市場全球占比較大，但海外巨頭們占據(jù)了國內(nèi)超過80%的市場份額，高端汽車MCU海外市占率甚至超過95%。對國內(nèi)MCU產(chǎn)業(yè)來說，雖然市場空間巨大，但自給率低，且主要是中低端產(chǎn)品，國內(nèi)MCU廠商產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局和國外廠商仍有較大差距。
從全球MCU下游應(yīng)用來看，汽車市場占39%，工控27%，消費18%。而中國MCU最大市場則集中在消費、小家電等領(lǐng)域，且產(chǎn)品型號大多集中在8位MCU和32位低于100MHz的中低端消費領(lǐng)域，汽車電子及工控市場的MCU占比顯著低于全球水平。
近幾年，在國產(chǎn)替代的風(fēng)口之下，國內(nèi)MCU廠商如雨后春筍般出現(xiàn)，據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)國內(nèi)已有近百余家MCU廠商，但多是以低端的小家電和消費電子作為切入口，這就導(dǎo)致市場同質(zhì)化嚴(yán)重，競爭十分激烈。
去年行業(yè)內(nèi)有消息傳出，在消費電子市場持續(xù)下滑的情況下，有部分初入局的MCU廠商客戶認(rèn)可度不高，大量的貨品囤在其代理商的倉庫中，根本賣不動。
而放眼當(dāng)下，由國內(nèi)及臺企主導(dǎo)的8位MCU領(lǐng)域市場競爭相當(dāng)激烈。有業(yè)內(nèi)人士直言，當(dāng)前8位MCU在市場上已經(jīng)開始泛濫，若后續(xù)頭部廠商還進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張，國內(nèi)MCU廠商面臨較大的出貨壓力，中小型MCU廠商的生存空間就會進(jìn)一步縮小，行業(yè)洗牌也將加速到來。
也正是在這樣的產(chǎn)品和市場格局下，本次MCU在消費市場率先跌價，對處于消費市場“亂戰(zhàn)”階段的國內(nèi)廠商來講更是雪上加霜。
因此，在當(dāng)前形勢下，向汽車電子和工控等中高端市場轉(zhuǎn)型，逐漸成為國內(nèi)廠商的主要選擇。
國產(chǎn)MCU廠商如何突圍？
國內(nèi)MCU廠商尋求突圍，主要的方向有哪些呢？
首先是工業(yè)級MCU。工業(yè)級MCU具備鮮明的技術(shù)特點，對特定技術(shù)指標(biāo)要求有突出的性能表現(xiàn)，包括超高可靠性與質(zhì)量保證、超長工作年限等要求。當(dāng)前市場上工業(yè)級MCU還是歐美及日系擁有技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品特色，品類繁多，國產(chǎn)MCU應(yīng)用進(jìn)入門檻高。
但是當(dāng)前對于部分“卡脖子”的關(guān)鍵節(jié)點，高端需求正逐步釋放，國內(nèi)MCU廠商也將加大研發(fā)投入，強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量控制，打造出可靠耐用的MCU產(chǎn)品進(jìn)一步切入工業(yè)級MCU應(yīng)用。
其次，車規(guī)級MCU。與消費級和工業(yè)級MCU相比，車規(guī)級MCU壁壘較高。這主要體現(xiàn)在對工作環(huán)境溫度、良品率要求和工作壽命要求等方面。當(dāng)前國內(nèi)車規(guī)級MCU產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，市場主要被國外頭部企業(yè)壟斷。
在汽車電子領(lǐng)域，MCU應(yīng)用范圍較廣，從車身動力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動機(jī)控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、空調(diào)等控制單元，每一個功能實現(xiàn)的背后都需要復(fù)雜的芯片組支撐，MCU在其中扮演著最重要的角色。
從產(chǎn)品類別和應(yīng)用領(lǐng)域來看，車規(guī)級MCU主要分為8位、16位和32位三種類型，8位MCU主要用于風(fēng)扇、空調(diào)、雨刷、天窗、座椅以及門窗的控制；16位MCU主要用于動力傳動系統(tǒng)，比如引擎、離合器、剎車等；32位MCU主要用于儀表盤、車身、娛樂、ADAS、自動泊車等應(yīng)用場景。
目前，中國作為全球最大的汽車市場，高度重視汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，國內(nèi)車企正在主動拓展國內(nèi)供應(yīng)鏈，有技術(shù)實力的MCU企業(yè)應(yīng)該在工業(yè)級MCU基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)車規(guī)級MCU，對接車企需求，優(yōu)先開發(fā)與車企需求對口的產(chǎn)品型號，逐步切入汽車供應(yīng)鏈。
近年來，由于國際貿(mào)易關(guān)系的不穩(wěn)定，讓國內(nèi)車企逐漸意識到，海外MCU供應(yīng)鏈并沒有想象中那樣穩(wěn)固。出于供應(yīng)鏈安全考慮，國內(nèi)部分客戶對使用國產(chǎn)MCU的意愿不斷增強(qiáng)，這幾年逐漸實現(xiàn)了一定的國產(chǎn)替代。再加上本輪缺芯大潮，更是加速了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐，許多國內(nèi)汽車半導(dǎo)體企業(yè)在不同產(chǎn)品和領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了零的突破，甚至開始起量。
但也有人趁此“渾水摸魚”，許多做工控MCU的廠商，不管是否有真金白銀的投入，均會宣布自己進(jìn)軍車規(guī)MCU，只為能“蹭個熱點”。然而，車規(guī)MCU對各方面的性能均有非常高的要求，檢驗標(biāo)準(zhǔn)也十分嚴(yán)格，因此，那些借助“缺芯潮”打入市場的車用MCU廠商并不一定能順利被市場留下。
通常來講，車規(guī)級MCU需要從設(shè)計開始就符合車規(guī)級規(guī)范，從設(shè)計到晶圓，再到封裝測試，所有流程都必須符合車規(guī)級的規(guī)范，這樣勢必會增加芯片的成本。還有，車規(guī)級MCU要求可靠性更高，溫度范圍更廣，一般車規(guī)級MCU的溫度要求是-40℃~125℃，而工業(yè)級只需要-20℃~105℃，消費級則更低了，滿足0℃~85℃即可。
此外，想要真正進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈，除上述談及的車規(guī)能力以外，非技術(shù)層面的實力也至關(guān)重要。相比消費電子，汽車的壽命平均是15年左右，因此進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈通常需要滿足技術(shù)實力強(qiáng)大、產(chǎn)品體系豐富以及具備一定的規(guī)模與體量，供應(yīng)穩(wěn)定等諸多要素。
國產(chǎn)MCU廠商“暗夜突圍”
面臨價格雪崩、庫存堆積、晶圓廠繼續(xù)漲價等重重沖擊，在低端MCU廝殺的國產(chǎn)MCU廠商已經(jīng)意識到，低端消費電子領(lǐng)域已經(jīng)不具競爭優(yōu)勢，高性能MCU才是重要的發(fā)展藍(lán)海和增量市場。
因此，在市場應(yīng)用上往更高階的工業(yè)和汽車領(lǐng)域發(fā)展，是國產(chǎn)MCU廠商抵御行業(yè)下行周期的一個重要選擇，也是國產(chǎn)MCU由弱變強(qiáng)的必經(jīng)之路。
可以說，加速高端MCU國產(chǎn)替代的同時，行業(yè)也在倒逼國內(nèi)廠商技術(shù)的提升。
目前，中國MCU產(chǎn)業(yè)集群化分布初步顯現(xiàn)，形成以長三角、環(huán)渤海、珠三角三大核心區(qū)域聚集發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局。國內(nèi)MCU行業(yè)主要企業(yè)包括兆易創(chuàng)新、中穎電子、東軟載波、樂鑫科技、芯?？萍?、國民技術(shù)、上海貝嶺、比亞迪半導(dǎo)體、芯旺微電子、泰矽微等。
從發(fā)展歷程來看，面對國際大廠的先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)MCU廠商從車身域開始切入，目前已經(jīng)在這些領(lǐng)域占領(lǐng)了一定的國內(nèi)市場。但總體來看，國產(chǎn)車規(guī)級MCU仍處于起步階段，車規(guī)MCU芯片數(shù)量少，且主要集中在非核心汽車部件，部分接口能力還未健全。
雖然低端的車規(guī)MCU產(chǎn)品進(jìn)入門檻相對較低，但也很容易進(jìn)入紅海市場，向中高端車規(guī)MCU領(lǐng)域進(jìn)擊是國產(chǎn)MCU領(lǐng)域的終極目標(biāo)。
近段時間來，國內(nèi)也陸續(xù)有廠商開始取得車規(guī)認(rèn)證，踏上車規(guī)級MCU的攻堅研發(fā)和上車之路。
據(jù)不完全統(tǒng)計，復(fù)旦微電子、比亞迪半導(dǎo)體、杰發(fā)科技、兆易創(chuàng)新、芯旺微電子、芯馳科技、紫光國微、國芯科技、小華半導(dǎo)體、芯?？萍肌⒑巾樞酒?、國民技術(shù)、極海半導(dǎo)體、泰矽微、賽騰微電子、云途半導(dǎo)體等多家企業(yè)陸續(xù)發(fā)布了車規(guī)級MCU芯片，且后續(xù)還將有更多企業(yè)面向中高端MCU市場推出產(chǎn)品，國產(chǎn)汽車MCU實力正在不斷增強(qiáng)。
國內(nèi)芯片廠商在車規(guī)領(lǐng)域大多聚焦于32位MCU賽道，一步步打造滿足ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)和流程體系版圖，推動產(chǎn)品安全性和可靠性達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)，以打下車用MCU國產(chǎn)化的堅實基礎(chǔ)。
在車身控制方面，如今已經(jīng)逐漸開始國產(chǎn)替代，國產(chǎn)MCU的技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品性能已經(jīng)可以滿足汽車需求，整體增速較快。而尤為值得提及的是，在一些核心控制領(lǐng)域，汽車供應(yīng)鏈廠商也在逐步開放，愿意基于國產(chǎn)車用MCU廠商的產(chǎn)品做一些開發(fā)評估。
在“國產(chǎn)替代”機(jī)遇窗口下，國內(nèi)車規(guī)級MCU芯片廠商正在奮力追趕，不僅是解眼下燃眉之急，更是面向未來的增量市場進(jìn)行布局。
缺芯或芯片價格周期都是動態(tài)的，不可能永遠(yuǎn)不變。當(dāng)市場穩(wěn)定之后，衡量指標(biāo)還是會回歸到車企對芯片性能和可靠性的原始訴求上來，整個行業(yè)的價值點還是在產(chǎn)品力上。所以從根本上來說，還是要把產(chǎn)品做好做強(qiáng)。
RISC-V給國產(chǎn)MCU帶來新機(jī)遇
除了向中高端的汽車和工業(yè)市場進(jìn)階之外，MCU的技術(shù)發(fā)展趨勢也需要國內(nèi)廠商高度關(guān)注。
從產(chǎn)品架構(gòu)層面來看，目前大部分MCU都是基于Arm Cortex-M內(nèi)核，而RISC-V架構(gòu)則是32位MCU領(lǐng)域的新生力量，隨著內(nèi)核、開發(fā)工具、設(shè)計方案、開源計劃等不斷發(fā)展，RISC-V應(yīng)用生態(tài)建設(shè)漸趨完善，同樣具備高性能、高可靠、高安全、低功耗等產(chǎn)品優(yōu)勢。
中國工程院院士倪光南認(rèn)為，中國可適當(dāng)聚焦RISC-V架構(gòu)來發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，從而避免受到外國架構(gòu)壟斷的制約，將芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。
RISC-V的興起給國產(chǎn)MCU帶來了更多發(fā)展機(jī)遇，國內(nèi)已經(jīng)有不少廠商投入RISC-V賽道，推出了RISC-V架構(gòu)的MCU產(chǎn)品。
例如兆易創(chuàng)新發(fā)布了其首款基于RISC-V的32位通用MCU GD32VF103，并宣布未來將堅持Arm和RISC-V兩種架構(gòu)并行；
核芯互聯(lián)憑借著“高性能模擬、自研RISC-V架構(gòu)、芯片敏捷設(shè)計方法”三大護(hù)城河在業(yè)內(nèi)嶄露頭角；
愛普特微電子全線產(chǎn)品均基于RISC-V架構(gòu)內(nèi)核研發(fā)，其21年20發(fā)布的新品APT32F1023已累計出貨超一億顆；
中微半導(dǎo)體的ANT32RV56xx也是集成RISC-V內(nèi)核的32位MCU,該系列芯片集成模擬外設(shè)并簡化設(shè)計；
航順電子針對AIoT已推出一款M3+RISC-V 雙核MCU, 并會相繼的推出RISC-V內(nèi)核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構(gòu)的產(chǎn)品；
......
隨著RISC-V架構(gòu)在國內(nèi)MCU企業(yè)中的逐步滲透，越來越多不同于國外通用產(chǎn)品的特色技術(shù)產(chǎn)品相繼問世，與國際巨頭形成了差異化競爭，中國MCU企業(yè)將擁有更多可能。
此外，隨著市場需求的變化和演進(jìn)，包括MCU+無線、MCU+AI、MCU+傳感，以及MCU+存儲器在內(nèi)的“MCU+”概念正在成為行業(yè)追逐的熱點。國內(nèi)廠商在原有布局上追趕的同時，也要時刻關(guān)注新技術(shù)的更迭，解決市場和客戶的痛點才是制勝的根本。
危機(jī)推動變革，變革帶來機(jī)遇。
寫在最后
近年來，在政策引導(dǎo)、國產(chǎn)替代等多重利好因素推動下，本土MCU產(chǎn)業(yè)取得了一定突破。除硬件技術(shù)投入之外，本土廠商還在市場服務(wù)、生態(tài)構(gòu)建、解決方案等軟技術(shù)上頗為用心，嘗試構(gòu)建新的競爭力。
據(jù)IC Insights預(yù)計，2026年MCU總銷售額將達(dá)到272億美元，未來5年將以6.7%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長，發(fā)展空間巨大。
本次MCU芯片價格“雪崩”是消費電子需求不振的一個小小注腳，也是國內(nèi)MCU廠商思變的契機(jī)。
隨著國產(chǎn)汽車芯片拉開突圍的序幕，本土MCU廠商從低端向高端逐漸躍升已成為發(fā)展的必然。
產(chǎn)業(yè)歸位，行業(yè)洗牌，留給國產(chǎn)MCU廠商的時間不多了。
