MCU市场
目前,无论是全球还是中国MCU市场均主要被国外企业所占领,行业的市场集中度非常高。此外,国内厂商在中低端MCU产品市场中竞争力相对较强,但高端产品发展不足。未来随着物联网、汽车电子等领域对32位高端MCU产品需求的增长,将强化国内厂商在高端MCU产品市场的竞争。
行业集中度高,以国外品牌为主
MCU行业是一个市场集中度高,且以国外品牌为主的行业。从全球范围来看,MCU市场主要被瑞萨电子(日本)、恩智浦(荷兰)、得捷电子(美国)、英飞凌(德国)、微芯科技(美国)、三星电子(韩国)、意法半导体(意法)、赛普拉斯(美国)八大厂商所占据,头部集中效应显著。事实上,从2015年开始,为争夺市场份额,布局强劲增长的物联网应用,MCU主要厂商之间发生了数起大规模并购。例如,NXP在2015年以118亿美元收购飞思卡尔,完成了在汽车电子领域的布局;Cypress在2015年以40亿美元收购spansion;Microchip在2016年完成对Atmel的收购等,使MCU行业市场集中度进一步提高。2017年,全球MCU行业CR5高达82.7%,其中,瑞萨电子市场占有率位居第一。
从中国市场来看,国外品牌也占据主导地位。2017年,中国MCU市场CR5为52.8%,其中瑞萨电子在中国MCU市场的占有率为17.20%,稳居首位;其次,飞思卡尔的市场份额也在10%以上,占比较大。中国MCU厂商与国际一流企业差距较大,市场份额排名前十的企业中仅新唐科技(中国台湾)一家公司,市场占有率仅为3.6%,国内厂商竞争力明显不足。
国内企业MCU产品偏中低端,高端市场竞争是大势所趋
此外,由于成本优势、服务能力等助推国内厂商逐步完成了中低端MCU领域的国产化。具体来看,MCU用于控制的运算量较小,且在每个具体的应用场景存在需求的静态性,故国外前期占技术垄断地位的公司针对具体应用场景的产品其功能和性能也具有一定静止性,这就给国内公司提供了在技术领域实现慢慢赶超的机会;同时,国内企业在市场服务上更具优势且能接受低于国外公司的价格,就有机会最终慢慢突破国外企业的垄断。例如,在小家电MCU市场,近80%的市场份额被中国的4家企业所占有,其中盛群半导体、义隆电子和松瀚科技均是中国台湾的企业,但在中国大陆设有分/子公司或其他分支机构;此外,在微波炉的控制芯片领域,中颖电子也已经做到了全球市场份额第一的位置。
但从国内(大陆)主要竞争企业的MCU产品以及应用领域来看,国内MCU厂商正在积极布局32位中高端市场。总体来看,目前,国内厂商在消费电子、智能仪表等MCU的中低端应用领域发展迅速,但在很多市场空间比较大的领域,比如工业控制、汽车电子、物联网都被国外的MCU厂商垄断,国内公司通过努力可争取的空间还很巨大。以兆易创新为代表的国内MCU厂商积极布局32位中高端芯片市场,目前已经形成了近20个系列、300多款芯片的产品矩阵,以ARM Cortex-M4系列为代表的新产品跻身高端市场。
事实上,产品更新换代和新兴应用快速发展将推动32位MCU成为市场主流。基于ARM内核的32位MCU,由于其良好的生态以及极佳的可拓展性,逐渐成为全球消费电子和工业电子产品的核心。早在2015年,全球32位MCU出货量超过4位、8位与16位MCU出货量总和,占到总体MCU市场的54%。未来随着32位MCU价格逐渐逼近4、8位MCU,预计32位MCU将继续保持高速增长,在2020年市场占有率将超过60%。
此外,32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间,执行效能更佳,应用类型也相当多元。系统厂商出于自身研发效率和管理的需要,将自动选择性价比高和容易获取设计资源的内核。因此,既满足厂商上述要求又具有丰富生态系统资源的ARM系列内核的32位MCU将成为主要方向,其优势和市场占有率会越来越大。值得一提的是,汽车电子和物联网是当前32位MCU的主要应用领域,而MCU在汽车电子领域的份额已达33%,随着汽车电子和物联网的进一步发展,32位MCU的市场需求必将持续增加。
以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国MCU行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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微处理器和单片机从上个世纪70年代在欧美开始兴起,1981年8051单片机问世,到今天已经36年了。目前,单片机已广泛称作微控制器(MCU),也有由微处理器发展的微控制器。
在市场上,8位单片机是MCU市场的主力,而32位MCU已经成为今天全球消费和工业电子产品的核心。
MCU技术发展进程
单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛,它的产生与发展和MCU的产生与发展大体同步,自1971年美国的Intel公司率先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。
第一阶段:单片机发展的初级阶段(1971年-1976年)
1971年11月Intel公司率先设计集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器,并配有RAM/ROM以及移位寄存器,构成了第一台MCS-4微处理器,而后,其他公司相继推出8位MCU。
第二阶段:单片机的低性能阶段(1976年-1980年)
1976年Intel公司推出MCS-48系列,采用8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM集成于一块半导体芯片上的单片结构,其功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表的使用。
第三阶段:单片机的高性能阶段(1980年-1983年)
相比于第二阶段,这一阶段的高性能8位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,多个16位定时器、计数器,并且RAM、ROM的容量加大,个别还存有A/D转换接口。
第四阶段:16位单片机阶段(1983年-80年代末)
1983年Intel公司推出了高性能16位单片机,采用最新的制作工艺,使芯片集成度高达12万只晶体管/片。
第五阶段:单片机的全方位高水平发展(1990年代)
单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位的向更高水平发展。其应用覆盖测控系统、智能仪表、机电一体化产品、智能接口、智能民用产品中,其多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机控制系统及局部网络系统。
MCU市场需求持续扩大
2017年MCU市场十分活跃,市场增长很快,尤其是消费电子市场。据市场研究机构IHS数据,2017年中国MCU出货量达到46亿美元,同比增加17.6%。据意法半导体(ST)在STM32峰会上的报道,ST有61%的收入来自亚太区,通用MCU的收入超4成来自亚太区。从2007年STM32问世到至今,ST MCU在中国年复合增长率为27%。
另外一个方面,2017年下半年,MCU严重缺货,几家MCU大厂纷纷将供货周期调至14—16周,8位MCU的供货周期还要更长。导致严重缺货的原因有多个方面:比如8位MCU缺货是因为MCU企业将这部分产能转移到高利润的产品和应用上,还有中低端MCU生产的原材料短缺,这种缺货情况持续到今年。
中国MCU发展现状
中国为全球最大的消费电子制造中心,为国内MCU企业创造广阔市场。从全球市场来看,汽车电子是MCU最大的应用,而中国MCU最大的应用则是消费电子。主要因为中国是全球最大的消费电子产品和计算机制造中心,因此全球6成的家电产能都在中国。
国内消费电子市场无论在规模还是在质量上都在不断崛起,以美的、格力为代表的家电企业,以及以华为、OPPO、VIVO为代表的手机厂商已进入全球市场前列。这广阔的市场空间和本土消费电子企业的崛起为本土消费电子MCU企业提供了优越的成长环境,加上国家政策支持 IC国产化的背景下,国内MCU企业将迎来高速成长。
中国MCU待突破
国内现有的40余家MCU企业,比如兆易创新、中颖电子、华大半导体、灵动微电子和东软载波(原海尔集成电路)等等,这些企业具备开发和生产当今市场主流MCU的能力。
总体看中国MCU,不论是市场份额还是技术先进性,都无法和国外企业相比。对于中国企业而言,目前占据的主流市场还停留在8位MCU,占比50%左右。16/32位MCU占比分别为20%左右。这意味着,国内MCU应用领域多集中在低端电子产品,中高端电子产品市场还在外企手里。
建立MCU生态,助力中国产业发展
中国MCU企业想跳出8位MCU、低端产品和解决方案的困境,需要积极研发32位MCU,进军中端产品和发展通用性芯片及其解决方案。而建立MCU生态一直是中国MCU的短板。对于获得ARM内核授权的中国MCU企业来说,ARM多年打造的生态环境是一个很好的跳板。但是,如何打造出差异化是一个难点。
1、MCU基础核心技术方面
中国企业最近在超低功耗、无线、高精度模拟和存储技术上下功夫。
2、软件和应用上
中国MCU企业正加强与中国软件企业合作,打造自主可控的嵌入式系统生态环境,将已经具备主流嵌入式OS基本功能的嵌入式/物联网OS,结合阿里和华为云等企业平台优势,使其在物联网领域的应用上有所创新。
MCU作为通用电子产品的基础部件和心脏,重要性不言而喻。政府部门、研究和投资机构重视国产MCU的发展,在积极重点扶持有专业特色的MCU企业,有望经过3—5年发展,整合成有一定规模的企业,与外企一争高下,中国的MCU正在逆袭的道路上走得越来越好。
来源:AET电子技术应用
来源:内容来自「基业常青经济研究院」,作者 李亚乔、陈凯,谢谢。
MCU将CPU、存储器等主要部件集成在同一块芯片上,形成芯片级计算机。MCU(Microcontroller Unit),又称微控制器或单片机,是把CPU的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机。
MCU内部的功能部件主要是CPU、存储器(包括程序和数据)、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等八大部分,还有一些诸如时钟振荡器、总线控制器和供电电源等辅助功能部件,此外,很多增强型单片机还集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件,以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口方式,这些使单片机更具特色、更有市场应用前景。
1.2 MCU是智能控制的核心,物联网、汽车电子是其未来的主要增长点
MCU为不同的应用场景作相应的组合控制,是智能控制的核心。MCU主要的功能是作信号处理和控制,在诸如手机、PC外围、遥控器等消费电子,到汽车上的娱乐系统和底盘控制、工业上的步进马达和机器手臂的控制等领域都有应用,目前应用最广的领域是汽车电子,其次是工业控制/医疗、计算机、消费电子等。
MCU应用领域广泛,是信息产业和工业控制的基础。MCU可以构成各种工业控制系统、过程控制系统、自适应控制系统、实时控制系统和数据采集系统,以达到测量与控制目的,具体用于各类智能仪器仪表(温度、压力、流量、浓度)、消费电子(录像机、摄像机、洗衣机、电冰箱等)、机电一体化产品(数控机床、医疗器械、机器人)及武器装备的控制仪表和导航装置等,此外各类终端及外部设备智能接口,如大型工业自动化控制系统都会采用单片机进行接口的控制与管理,可大大提升系统的运行速度。
物联网、汽车电子领域发展迅速,对微控制器的需求增加,是未来MCU市场的主要增长点。MCU是物联网的核心零部件,其价值占到物联网终端模组的35%-45%,而物联网是万亿级市场,其设备接入量以数百亿计。未来随着物联网应用的进一步落地,在终端模组方面需求庞大,必将驱动MCU行业快速发展。
汽车电子是当前MCU应用最广的领域,目前已经步入稳定增长时期,汽车的智能、安全、环保要求对汽车电子相关需求正在逐年增多,预计到2020年,每年应用于汽车电子的MCU市场将以10%-15%的速度增长。
1.3 国内MCU市场稳定增长,至2020年有望达到500亿元
1.3.1 创新应用驱动MCU需求上涨,2020年全球市场将突破200亿美元
物联网等创新应用驱动MCU需求上升,2020年全球市场将突破200亿美元。受惠于嵌入式系统的广泛应用、传感器的增加以及物联网终端应用的热潮,预期未来数年,MCU的营收和出货量将持续大幅增长。2017年MCU的出货量增加了22%,营收达168亿美元,而据IC Insights预测,2018年MCU的出货量将继续高速增长,增幅可达18%,营收预期将增长11%,五年内全球MCU销售额年复合增速将达到7.2%,至2020年将突破200亿美元。
1.3.2 国内MCU市场年增长超10%,2020年将突破500亿元
国内MCU市场已达360亿元,2020年将超500亿元。2016年,国内MCU市场已达360亿元,同比增长达11%,而据IC Insights预测,随着中国大陆汽车电子和物联网领域的快速发展,对MCU的需求越来越大,国内MCU市场年复合增速将达到11.7%,至2020年市场规模将突破500亿元。
2 国外厂商领先优势明显,国内厂商加速赶超中高端领域
2.1 国外前八大厂商占据88%市场份额,国内MCU厂商与国际一流水平差距较大
国外前八大厂商占据全球88%的市场份额,头部集中效应显著。2015年开始,为争夺市场份额,布局强劲增长的物联网应用,MCU主要厂商之间发生了数起大规模并购。NXP在2015年以118亿美元收购飞思卡尔,完成了在汽车电子领域的布局,市场占有率达到19%,排名也一举从第六上升至第一;Microchip在2016年完成对Atmel的收购,成为全球第三大MCU厂商,市场占有率上升至14%;Cypress在2015年以40亿美元收购spansion,市场占有率达到4%。根据市场调研机构IC Insights的统计,从收购完成合并后的销售数据看,目前全球前八大MCU厂商的市场占有率达到88%。
国内MCU公司在市场份额上与国外企业差距巨大。国内MCU公司营收规模不超过4亿元,与国际前八大MCU公司相比规模差距很大,国内数十家MCU公司中以MCU作为主业的上市公司仅有中颖电子和兆易创新。其中中颖电子MCU业务占比约为60%,2017年相关营业收入不超过4亿元,兆易创新MCU营业收入为3.11亿元,与国际前八大厂商相比规模差距巨大。
2.2 国内厂商逐步完成中低端MCU国产化,积极布局中高端市场
成本优势、服务能力助力国内厂商逐步完成中低端MCU领域的国产化。MCU用于控制的运算量较小,且在每个具体的应用场景存在需求的静态性,故国外前期占技术垄断地位的公司针对具体应用场景的产品其功能和性能具有一定静止性,这就给了国内公司在技术领域慢慢赶超的机会,同时国内企业在市场服务上更具优势且能接受低于国外公司的价格,就有机会最终慢慢突破国外企业的垄断,如中颖电子用于微波炉的控制芯片现已做到全球市场份额第一。
国内MCU厂商积极布局32位中高端市场。目前国内厂商在消费电子、智能仪表等MCU的中低端应用领域发展迅速,但在很多市场空间比较大的领域,比如工业控制、汽车电子、物联网都被国外的MCU厂商垄断,国内公司通过努力可争取的空间还很巨大。以兆易创新为代表的国内MCU厂商积极布局32位中高端芯片市场,目前已经形成了近20个系列、300多款芯片的产品矩阵,以ARM Cortex-M4系列为代表的新产品跻身高端市场。
3 技术研发、产品性能、生态体系建设构建核心竞争力
3.1 技术研发能力是MCU厂商参与市场竞争的核心
架构和指令系统是MCU的核心,决定其处理能力。MCU根据其存储器结构可以分为哈佛结构和也称冯 诺伊曼结构。最初的中央处理器和微控制器使用的都是冯 诺伊曼结构,它的特点是将程序指令存储器和数据存储器合并在一起,程序指令和数据的宽度相同,只是存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,在一个机器周期内只能访问一次存储地址(程序或数据),运行效率受限。
哈佛结构是将程序和指令分别存储在不同的存储空间中,可以允许处理器在同一个机器周期内获得指令字和操作数,其指令和数据宽度也可不同。与冯 诺伊曼结构相比,哈佛结构的优势在于其采用不同的总线,提供了较大的存储器带宽,使数据的移动和交换更加方便,从而提高其执行效率并减轻运行时的访存瓶颈,缺点是结构复杂,对外围设备的连接和处理要求高,不适合外围存储器的扩展,并且成本较高。
MCU根据指令系统可分为CISC(复杂指令集)架构和RISC(精简指令集)架构。早期的MCU都是CISC架构,具有庞大的指令集,它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务,可减少编程所需要的代码行数,减轻程式师的负担;但不同的指令,需要不同的时钟周期来完成,执行较慢的指令,将影响整台机器的执行效率。RISC架构则是其计算机系统只有少数指令,每条指令的长度相同,可以在一个单独操作里完成,执行时间短,因此MCU可以用相当高的频率来运算,在相同的制程工艺和运行时钟下,其速度可达到CISC的2~4倍。
RISC处理器的记忆体管理单元、浮点单元等都能设计在同一块芯片上,因此,RISC处理器比相对应的CISC处理器设计更简单,所需要的时间也更短,并可以比CISC处理器应用更多先进的技术,更快地开发下一代处理器,但其编写的代码量会非常的大,并且需要更快记忆体。总的来说,就是RISC体系结构的处理器更廉价、运行速度更快,芯片制造变得更简单,但软件的开发会变得更复杂。
高性能、低功耗、高稳定性等市场需求决定MCU企业要具备较强技术研发能力。如今MCU朝着高性能、高集成度、高稳定性、低功耗等方向发展,需要设计厂商具备较强的技术研发能力,在内部结构及设计工艺上进行改进以适应市场需求。
3.2 产品性能:低成本、低功耗、高稳定性、高集成度是未来MCU产品的发展方向
产品更新换代和新兴应用快速发展将推动32位MCU成为市场主流。基于ARM内核的32位MCU,由于其良好的生态以及极佳的可拓展性,逐渐成为全球消费电子和工业电子产品的核心。2015年,全球32位MCU出货量超过4、8位MCU与16位出货量综合,占到总体MCU市场的54%,随着32位MCU价格逐渐逼近4、8位MCU,未来几年将继续保持高速增长,在2020年市场占有率将超过60%。
32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间,执行效能更佳,应用类型也相当多元。系统厂商出于自身的研发效率和管理的需要,将自动选择性价比高和容易获取设计资源的内核。因此既满足厂商上述要求又具有丰富生态系统资源的ARM 系列内核的32位MCU成为主要方向,其优势和市场占有率会越来越大。此外,汽车电子和物联网是当前32位MCU的主要应用,而MCU在汽车电子领域的份额已达33%,随着汽车电子和物联网的进一步发展,32位MCU的市场需求必将持续增加。
低成本、低功耗、高稳定性、高集成度的MCU产品是未来的发展方向。未来新兴应用领域如低能耗电机控制、便携式医疗设备、高精度工业仪器控制等,对产品可靠性和稳定性等都有较高的要求。此外,物联网、节能环保、新能源动力电池等领域也需要大量低成本、低功耗、高集成、高精度、高稳定性MCU。
此外,高集成度MCU产品是未来物联网应用的发展趋势。随着智能设备、物联网等产业的快速发展,无线RF、传感器、电源管理等搭配MCU成为一种新趋势。高度整合的MCU不仅可以方便客户开发产品,并且可减少印刷电路板的占用空间,从而能够降低一部分成本,将来非常具有市场潜力。
3.3 围绕MCU产品的完整生态体系是打造服务能力的关键
现有MCU产品生态体系完备,IP核、开发环境(IDE)、配套解决方案和服务能力构成核心壁垒。各厂商MCU产品在架构、指令集系统、开发环境、pin-pin接口差异、配套解决方案开发和后续服务等方面存在较大差异,新进入市场的MCU产品很难完成对原有产品的完整替代,尤其对于市场生态已经成熟完备的MCU,其他厂商难以介入。
短期来看,切入国外MCU厂商成熟生态体系国内企业是迅速打开市场的捷径。大多数国内MCU厂商若能选择厂商的国外成熟生态体系,使用国外芯片架构及IP、与国外成熟产品保持管脚兼容、使用成熟开发环境,迅速切入国外大厂商生态系统,利用成本和市场优势打开国内市场。如国内多数32位MCU产品选择使用ST基于 ARM Cortex-M3开发的生态体系。
长期来看,自建生态系统、深入应用场景、打磨解决方案是国内MCU公司参与国际竞争的必经之路。独立自主的MCU芯片的研发需要建立完整的生态系统,与下游应用厂商深度合作不断打磨。相对于切入成熟应用生态系统、利用成本和服务优势迅速抢占市场的短期策略相比,进行开发环境、架构、解决方案的完整研发需要的周期要长得多,但国内企业想要真正跻身中高端市场的国际竞争,逐步建立MCU生态体系是必经之路。
4 投资策略:关注新兴市场布局、研发能力强、市场导向的MCU企业
基于以上分析,我们认为MCU作为智能控制的核心,未来将受惠于物联网、汽车电子等应用领域的成长,国内MCU领域尤其是32位MCU发展潜力巨大。因此,在国内未上市的MCU企业中,我们更看好在技术研发、产品性能、生态建设上具备竞争力的企业,据此推荐定位中高端市场、技术研发能力出众的灵动微电(833448.OC)、定位物联网应用的晟矽微电(430276.OC),建议关注控制器和存储器结合的航顺芯片以及拥有自主DSP核的江苏宏云。
4.1 灵动微电(833448.OC):国内高端MCU领域领先供应商,可定制化芯片设计的平台企业
上海灵动微电电子成立于2011年3月,是国内专注于32位MCU产品与MCU应用方案的领先供应商,是中国工业及信息化部及上海市信息化办公室认定的集成电路设计企业,同时也是上海市认定的高新技术企业。公司拥有数百款MCU产品,包括基于8051、ARM® Cortex®-M0、ARM® Cortex®-M3 内核的Flash MCU、OTP MCU、EEPROM MCU等产品,其产品及方案广泛应用于工业控制、智能家电、智慧家庭、可穿戴式设备、汽车电子、仪器仪表等领域,未来在特殊应用和物联网领域拥有广阔的市场空间。
灵动微电的竞争优势:
(1)以研发为核心,持续投入,保持在MCU领域技术先进、芯片产品丰富的优势。公司一直以来极为重视产品开发,在资金和人才方面持续加大投入,其研发费用占营业收入比重常年保持在15%以上,以保持公司产品在市场中的领先地位及竞争力。公司可为客户提供定制设计的智能硬件芯片及应用方案服务,主要的智能硬件芯片产品为定制型及通用型32位MCU,还包括部分的8位MCU,产品有数百款之多。
(2)定制化芯片设计和应用方案及运营服务平台。公司能为客户提供芯片及应用方案的定制化设计和运营服务。主要设计业务包括芯片构架设计、数模IP设计、低功耗电路设计及精确版图后端设计;主要运营业务包括提供与芯片产品生产、封装、测试等相关的运营管理服务。公司积极主动为客户提供高性价比的定制化芯片设计服务,在项目初期就与客户充分接触,为客户提供系统整体的解决方案,从产品功能定义、市场竞争力分析、工艺选择到代工厂选取以及知识产权模块的授权都深入参与,为客户提供精准可靠的分析数据和全面的方案报告和差异化的产品设计,帮助客户把握好每一个重要环节,通过不断满足客户差异化的需求,提升公司的品牌效应。
(3)Fabless模式经营,成本优势明显。集成电路产业链由IC设计、制造、封测三个部分构成。从经营模式来看,IC产业主要分为IDM模式和Fabless模式。IDM模式是指企业业务覆盖集成电路的设计、制造和封测的所有环节,这种模式对企业的资金和技术研发实力、生产管理能力和业务规模都有极高的要求;Fabless则为无晶圆厂模式,仅进行芯片产品的设计开发,制造和封测交由代工厂和封测厂进行,这种经营模式可有效降低成本和产品开发周期。灵动微电的经营模式即为Fabless 模式。
公司营收增长迅速。公司近年来在技术研发方面不断投入,在设计服务市场的影响力和竞争力增强,得到客户的认可和信任,而随着MCU步入稳定增长的黄金时期,公司自2014年以来业绩表现出色,几乎每年都有着较高的营收增长,尤其是2015和2016年,几乎实现连续两年翻倍增长,2017年行业竞争加剧,公司在研发上持续大量投入,营收及盈利均有下滑。
4.2 晟矽微电(430276.OC):定位物联网应用的MCU供应商
晟矽微电成立于2010年11月,是一家国内领先的半导体集成电路设计企业,专注于研发高抗干扰、高可靠性的通用型及专用型8位和32位MCU,以及少量ASIC芯片,主要应用于遥控器、锂电、小家电、消费电子、智能家居、工业控制、汽车电子等领域。
晟矽微电的竞争优势:
(1)研发创新能力强。公司具有一支专业的研发人才队伍,技术人员占员工总数比例高达55%,自主研发能力强,具有多项自主知识产权的核心技术,涉及MCU内核及周边功能、开发工具方面。
(2)通用型和定制化MCU,有望在物联网领域取得很好的应用前景。公司为智能小家电、智能家居、智能玩具、智能遥控、安防、锂电数码厂商等终端客户提供各类高可靠性、高抗干扰性的通用型和专用型MCU系列产品及ASIC系列产品,其中物联网等新兴应用市场对芯片运算性能的要求较低、面对的应用场景更复杂、对功耗和尺寸的要求更高,有望凭借快速需求响应和高效运营能力占据新应用市场。
公司近年来营业收入均稳步增长,2017年由于华南区域配合公司产品结构调整,对部分客户和产品线进行优化,营收略有下滑。
转自:半导体行业观察
诸多原因显示,MCU在2018年将继续缺货。
1、汽车电子及物联网大量导入MCU架构,需求爆发
2、ST、TI、瑞萨等IDM厂产能不足,导致交期拉长。据悉,不少MCU厂商产品交期都从4个月延长至6个月,日本MCU厂商更是拉长至9个月。
3、原材料的上涨。目前已经有晶圆厂宣布涨价,可能会对MCU造成涨价缺货。
物联网驱动
物联网行业兴起,是MCU发展的一大驱动力。比如医疗电子用品、个人健康监测产品等都需要低功耗、长时间使用、无线通信的产品,然而这些都必须倚赖MCU来实现。
MCU作为物联网的核心零组件,无论在市场规模,还是技术要求上都得到了进一步的发展。
32bit MCU成主流
早期MCU架构多是8位为主(例如Intel 8051系列、Atmel AT8/TS8系列、Labs EFM8系列等),且整合开发环境(IDE)也是以8位为主。
随着物联网时代任务的复杂化,对计算能力越来越高促使MCU开始迈向16或32位来设计,与此同时相关的软件开发环境也提升到32位,甚至做到可以向下兼容,让开发环境不受限于硬件,以提供更具弹性的开发空间。
低功耗成核心竞争力
当前市面上各种移动电子产品最令人诟病的一点莫过于需要频繁充电,各家智能手机/手环厂商都在努力的降低功耗,提升续航能力。
功耗的限制使得产品设计时许多功能被牺牲。而对于物联网世界里数量更为庞大的无线传感节点,功耗和续航时间更是直接关系到产品的可行性。
比如在散布在桥梁或者隧道中用于检测位移形变的传感器节点,数量庞大且只能依靠电池供电,要求电池续航时间通常达十年以上,这对MCU的功耗提出了非常苛刻的要求。
而如何在低功耗的前提下又能实现较高的运算能力,成为摆在MCU厂商面前的一道难题。目前几乎所有的主流厂商都瞄准了这一市场需求,纷纷推出各自的超低功耗MCU。
高整合度 MCU+成趋势
物联网对于其中每个节点最理想的要求是智能化,即能够通过传感器感知外界信息,通过处理器进行数据运算,通过无线通讯模块发送/接收数据。
因此,集成传感器+MCU+无线模块的方案始终是各MCU厂商的追求。更有甚者,对于一些相对容易实现整合的传感器类型,如触摸屏控制器、加速度计、陀螺仪等,某些技术实力强大的厂商已经实现了与MCU整合的单芯片SOC/SIP。
当然由于传感器和无线通讯技术的多样性,以及工艺技术上的差异,一味的SIP或SOC整合可能并不一定是明智之举(如气体传感器、温湿度传感器整合方案就较为困难),但厂商提供MCU+的整体解决方案已经成为毫无疑问的必然趋势。
市场现状
2015年开始,为争夺市场份额,布局强劲增长的物联网应用,MCU主要厂商之间发生了数起大规模并购。
根据市场调研机构IC Insights的统计,从收购完成合并后的销售数据看, NXP、Microchip和Cypress2016年MCU产品线销售额同比大幅增长,排名也相应上升。
未进行大规模收购的MCU厂商则表现平平,只有个位数的增长,比如ST和TI,有的出现了大幅下降,比如Samsung。
从上图我们还看到,8大MCU厂商全球市场份额合计达到了88%,这也就是说除了几大MCU 外,小的MCU公司市场份额非常小。
IC Insights 研究报告说,MCU市场将于2020年达到高峰,销售额达到209亿美元,销售267亿颗芯片。
针对这样的市场形势,ST给自己定下目标是2020年销售额将到达40亿美元,从目前市场10%份额增长到20%分额。
八大MCU厂商
1、NXP
NXP(恩智浦)公司传统的MCU是基于80C51内核的MCU,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。在2015年,恩智浦75%的MCU营收是来自用在智能卡的8位和16位MCU。
收购飞思卡尔之后,NXP从2015年全球第六大MCU供应商来到了榜首的位置,市场份额也高达19%,营收额达到29亿美元。在收购了飞思卡尔之后,NXP的MCU转向32位MCU的的嵌入式控制应用,汽车电子领域更是其重点领域。NXP和飞思卡尔都开发了大量32位的ARM Cortex-M MCU。
2、Renesas
世界首屈一指的MCU供应商,名副其实的MCU之王。
2003年4月1日,日立与三菱电机之间进行业务重组,成立了瑞萨科技。2010年瑞萨科技又与NEC整合,成立了新的瑞萨电子。
新生的瑞萨电子以强大的研发实力,设计开发平台、多种制造技术为基础,积极推动和加强MCU、系统LSI、模拟及功率半导体器件三大产品领域的发展。
3、Microchip (收购Atmel)
全球领先的单片机和模拟半导体供应商。2006到2009年占据第一。2016年1月19日,Microchip从Dialog那里抢婚成功,宣布成功收购Atmel,总值达35.6亿美元。
成功收购Atmel的Microchip在短短不到两个月的时间内就又爬升至MCU市场第三的位置。
4、Samsung
三星2016年MCU市场份额12%,位居第四。三星有KS51和KS57系列4位MCU,KS86和KS88系列8位MCU,KS17系列16位MCU和KS32系列32位MCU。三星MCU为OTP型ISP在片编程功能。在4位机上采用NEC的技术,8位机上引进Zilog公司Z8的技术,在32位机上购买了ARM7内核,还有DEC的技术、东芝的技术等。其单片机裸片的价格相当有竞争力。
5、ST
1988年6月成立,是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。意法半导体是全球微电子应用领域内开发及提供半导体解决方案的领导者,STM32系列ARM Cortex-M*单片机,更是占据了行业半壁江山。
6、Infineon
为数不多的能全面涵盖汽车领域最重要应用的汽车半导体制造商之一。
1999年4月成立于德国慕尼黑,前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。拥有广博的产品组合,包括微控制器、智能传感器、射频收发IC、雷达以及分立式和集成式功率半导体。MCU在汽车电子,工控、医疗领域非常知名。
7、TI
一家全球性半导体设计与制造公司, 业务覆盖超过 35 个国家,服务全球各地超过 10 万家客户,拥有 85 年的创新历史,超过 10 万种模拟集成电路、嵌入式处理器以及软件和工具,业界最大的销售和支持团队。
TI的MSP320曾经是风靡一时的数字集成电路,后来随着公司的转型,MCU开始下滑。如今,随着新产品的推出,TI的MCU又有卷土重来的势头。
8、Cypress+Spansion
Cypress1982年成立,公司生产高性能IC产品,用于数据传输、远程通讯、PC和军用系统,在纽约股票交易所上市。2015年3月12日,赛普拉斯半导体公司和飞索半导体(Spansion)公司宣布,两家公司价值50亿美元的全股票免税合并交易已告完成。此项合并诞生了营业额20亿美元的全球MCU及嵌入式系统专用存储器市场领导者,汽车用MCU及存储器排名第三。
以上列出的是2016年海外MCU厂商排名,不过目前大陆已经有非常多优秀的MCU厂商,如灵动微、航顺芯片、贝特莱等等。
大陆MCU厂商正在崛起,也不断开始有厂商能提供中高级32位MCU,而随着汽车电子和物联网大量导入MCU,需求可能呈爆发式增长,相信国产MCU品牌将进入发展黄金期。
部分信息来源:电子产品世界、飞象网、EEWORLD、物联中国
转自: 芯师爷
200mm纯晶圆代工厂华虹半导体有限公司今天宣布,公司针对8位微控制器(Microcontroller Unit, MCU)市场,最新推出95纳米单绝缘栅非易失性嵌入式存储器(95纳米5V SG eNVM)工艺平台。在保证产品稳定性能的同时,95纳米5V SG eNVM工艺平台以其低功耗、低成本的优势,广受客户青睐。该平台现已成功量产,产品性能优异。
万物互联时代,8位MCU不断推陈出新,出货量也逐步攀升,在工业控制、物联网、汽车电子、消费类电子等诸多领域均有广泛应用。根据市调机构IHS预测,8位MCU市场持续增长,到2020年,全球8位MCU的市场规模将达61亿美元,需求量将达到近170亿颗,市场需求强劲。华虹半导体顺势推出95纳米5V SG eNVM工艺平台,为客户提供高性价比的制造工艺,助力客户在庞大的8位MCU应用市场提高竞争力。
华虹半导体的95纳米5V SG eNVM工艺通过优化单元的结构和IP的设计,令其具有较小的面积和较低的读取功耗(50μA/MHz),器件静态功耗Ioff也只有0.5pA。CPU内核的速度达到50MHz,完全满足了8位MCU产品应用的需求。在设计上,该工艺还支持整合电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和闪存(Flash)的单IP设计,把EEPROM的高性能和Flash的面积优势体现在一颗IP上,相比于两个IP的设计,大大节约了面积成本。同时,采用具有竞争力的光罩层数,三层金属最少光罩层数只有19层。此外,在模拟面积比较大的芯片应用领域,华虹半导体的95纳米单5V电压工艺亦具有较大的成本优势。该平台在保持良好性能的同时兼备高可靠性,数据保存时间超过30年,重复擦写次数超过50万次。
华虹半导体执行副总裁孔蔚然博士表示:“华虹半导体力争保持在eNVM技术领域的全球竞争优势,近年来在智能卡、MCU市场取得很好的业绩。此次推出的95纳米5V SG eNVM技术,安全可靠兼顾成本优势,使其成为制胜8位MCU市场的首选制造工艺。”他进一步指出,“华虹半导体同时拥有多种MCU所需要的细分化eFlash/eEEPROM工艺平台,可将我们领先的嵌入式存储技术与CMOS射频集成及/或高压LDMOS技术结合,大大增加可用MCU解决方案的数量。华虹半导体将顺应市场需求,持续进行技术创新,致力于为客户提供更低功耗、更高性能、更安全可靠的高性价比MCU解决方案。”
来源: 华虹半导体有限公司