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作者 I 十巷
報道 I 芯潮IC
ID I xinchaoIC
自2020年起，一場芯片缺貨危機席卷全球。
其中，MCU更是這輪缺芯潮的重災區(qū)。從2020年下半年開始，MCU價格一路走高，除了芯片原廠為了應對原材料價格上漲而頻繁調漲價格之外，不少產品從原廠到代理商、下游經銷商，最后到終端廠商，價格更是再經歷了幾輪漲價。
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600元；意法半導體（ST）眾多熱銷MCU系列價格漲幅超過400%，部分產品交期甚至達到了50周以上。
除了國際大廠，國內廠商的MCU產品也呈現不同幅度的價格上漲和產能緊缺。
據IC Insights統(tǒng)計，整體MCU市場在2021年的平均售價（ASP）上漲12%，創(chuàng)下25年來的最大漲幅記錄。
然而，從2021年后段開始，半導體市場供需緊張的態(tài)勢開始出現松動跡象。
持續(xù)下行的經濟環(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、平板、可穿戴設備為代表的消費電子市場需求驟冷，導致消費類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重。重重壓力之下，過去漲價幾十倍的MCU，如今報價出現雪崩式的下跌。
近日，尤其在消費電子領域，全球前五大MCU廠產品價格腰斬——相對此前的價格堅挺、供不應求，當前MCU價格開始快速下滑。據悉，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位數價格。
MCU成為繼驅動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，現在的“雪崩”讓MCU價格從被炒作的高價回調是合理的，可能只是回調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，相比消費市場需求疲軟，以汽車和工控為代表的高端應用場景需求在2022年還將持續(xù)提升，尤其是車用MCU產品景氣度依舊較高，對車規(guī)級MCU來說，部分產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終端市場，未來五年，預計汽車MCU銷售額將達到7.7%的年復合增長率。
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，生產損失約2周產量，又將加劇這一局面。
綜合來看，目前全球MCU市場已出現結構性失衡，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首當其沖。對此，DIGITIMES預計，到2023年下半年，汽車MCU的供應仍將保持緊張。
在這種結構性失衡下，MCU在消費市場的率先跌價，或將對本土MCU廠商帶來較大沖擊，加速行業(yè)洗牌。
MCU市場格局與發(fā)展現狀
MCU，又稱單片機，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內存、計數器、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動電路整合在單一芯片上，形成的芯片級計算機，主要為不同的應用做不同組合控制。
回顧其發(fā)展歷程，MCU出現的歷史并不長，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IC Insights報告顯示，2021年MCU市場銷售額達到了創(chuàng)紀錄的202億美元，同比增長27%。在MCU供應商營收榜單中，恩智浦、Microchip、瑞薩電子、意法半導體和英飛凌位列前五，與2020年相比保持不變。
從榜單可以看到，前五MCU廠商牢牢占據了2021年全球MCU銷售額的82.1%，寡頭效應顯著。
其中，中國作為主要的應用市場，每年的MCU市場容量達到400億元左右，雖然大陸MCU市場全球占比較大，但海外巨頭們占據了國內超過80%的市場份額，高端汽車MCU海外市占率甚至超過95%。對國內MCU產業(yè)來說，雖然市場空間巨大，但自給率低，且主要是中低端產品，國內MCU廠商產品結構布局和國外廠商仍有較大差距。
從全球MCU下游應用來看，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、小家電等領域，且產品型號大多集中在8位MCU和32位低于100MHz的中低端消費領域，汽車電子及工控市場的MCU占比顯著低于全球水平。
近幾年，在國產替代的風口之下，國內MCU廠商如雨后春筍般出現，據不完全統(tǒng)計，現國內已有近百余家MCU廠商，但多是以低端的小家電和消費電子作為切入口，這就導致市場同質化嚴重，競爭十分激烈。
去年行業(yè)內有消息傳出，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。
而放眼當下，由國內及臺企主導的8位MCU領域市場競爭相當激烈。有業(yè)內人士直言，當前8位MCU在市場上已經開始泛濫，若后續(xù)頭部廠商還進行產能擴張，國內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一步縮小，行業(yè)洗牌也將加速到來。
也正是在這樣的產品和市場格局下，本次MCU在消費市場率先跌價，對處于消費市場“亂戰(zhàn)”階段的國內廠商來講更是雪上加霜。
因此，在當前形勢下，向汽車電子和工控等中高端市場轉型，逐漸成為國內廠商的主要選擇。
國產MCU廠商如何突圍？
國內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具備鮮明的技術特點，對特定技術指標要求有突出的性能表現，包括超高可靠性與質量保證、超長工作年限等要求。當前市場上工業(yè)級MCU還是歐美及日系擁有技術優(yōu)勢和產品特色，品類繁多，國產MCU應用進入門檻高。
但是當前對于部分“卡脖子”的關鍵節(jié)點，高端需求正逐步釋放，國內MCU廠商也將加大研發(fā)投入，強化產品質量控制，打造出可靠耐用的MCU產品進一步切入工業(yè)級MCU應用。
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。當前國內車規(guī)級MCU產業(yè)基礎較為薄弱，市場主要被國外頭部企業(yè)壟斷。
在汽車電子領域，MCU應用范圍較廣，從車身動力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動機控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、空調等控制單元，每一個功能實現的背后都需要復雜的芯片組支撐，MCU在其中扮演著最重要的角色。
從產品類別和應用領域來看，車規(guī)級MCU主要分為8位、16位和32位三種類型，8位MCU主要用于風扇、空調、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，高度重視汽車產業(yè)鏈的發(fā)展，國內車企正在主動拓展國內供應鏈，有技術實力的MCU企業(yè)應該在工業(yè)級MCU基礎上進一步開發(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品型號，逐步切入汽車供應鏈。
近年來，由于國際貿易關系的不穩(wěn)定，讓國內車企逐漸意識到，海外MCU供應鏈并沒有想象中那樣穩(wěn)固。出于供應鏈安全考慮，國內部分客戶對使用國產MCU的意愿不斷增強，這幾年逐漸實現了一定的國產替代。再加上本輪缺芯大潮，更是加速了產業(yè)發(fā)展的步伐，許多國內汽車半導體企業(yè)在不同產品和領域實現了零的突破，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，檢驗標準也十分嚴格，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需要從設計開始就符合車規(guī)級規(guī)范，從設計到晶圓，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，想要真正進入汽車供應鏈，除上述談及的車規(guī)能力以外，非技術層面的實力也至關重要。相比消費電子，汽車的壽命平均是15年左右，因此進入汽車供應鏈通常需要滿足技術實力強大、產品體系豐富以及具備一定的規(guī)模與體量，供應穩(wěn)定等諸多要素。
國產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MCU廠商已經意識到，低端消費電子領域已經不具競爭優(yōu)勢，高性能MCU才是重要的發(fā)展藍海和增量市場。
因此，在市場應用上往更高階的工業(yè)和汽車領域發(fā)展，是國產MCU廠商抵御行業(yè)下行周期的一個重要選擇，也是國產MCU由弱變強的必經之路。
可以說，加速高端MCU國產替代的同時，行業(yè)也在倒逼國內廠商技術的提升。
目前，中國MCU產業(yè)集群化分布初步顯現，形成以長三角、環(huán)渤海、珠三角三大核心區(qū)域聚集發(fā)展的產業(yè)空間格局。國內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、芯海科技、國民技術、上海貝嶺、比亞迪半導體、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MCU廠商從車身域開始切入，目前已經在這些領域占領了一定的國內市場。但總體來看，國產車規(guī)級MCU仍處于起步階段，車規(guī)MCU芯片數量少，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產品進入門檻相對較低，但也很容易進入紅海市場，向中高端車規(guī)MCU領域進擊是國產MCU領域的終極目標。
近段時間來，國內也陸續(xù)有廠商開始取得車規(guī)認證，踏上車規(guī)級MCU的攻堅研發(fā)和上車之路。
據不完全統(tǒng)計，復旦微電子、比亞迪半導體、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、小華半導體、芯?？萍肌⒑巾樞酒?、國民技術、極海半導體、泰矽微、賽騰微電子、云途半導體等多家企業(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市場推出產品，國產汽車MCU實力正在不斷增強。
國內芯片廠商在車規(guī)領域大多聚焦于32位MCU賽道，一步步打造滿足ISO 26262標準的產品開發(fā)和流程體系版圖，推動產品安全性和可靠性達到最高標準，以打下車用MCU國產化的堅實基礎。
在車身控制方面，如今已經逐漸開始國產替代，國產MCU的技術指標和產品性能已經可以滿足汽車需求，整體增速較快。而尤為值得提及的是，在一些核心控制領域，汽車供應鏈廠商也在逐步開放，愿意基于國產車用MCU廠商的產品做一些開發(fā)評估。
在“國產替代”機遇窗口下，國內車規(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行布局。
缺芯或芯片價格周期都是動態(tài)的，不可能永遠不變。當市場穩(wěn)定之后，衡量指標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)的價值點還是在產品力上。所以從根本上來說，還是要把產品做好做強。
RISC-V給國產MCU帶來新機遇
除了向中高端的汽車和工業(yè)市場進階之外，MCU的技術發(fā)展趨勢也需要國內廠商高度關注。
從產品架構層面來看，目前大部分MCU都是基于Arm Cortex-M內核，而RISC-V架構則是32位MCU領域的新生力量，隨著內核、開發(fā)工具、設計方案、開源計劃等不斷發(fā)展，RISC-V應用生態(tài)建設漸趨完善，同樣具備高性能、高可靠、高安全、低功耗等產品優(yōu)勢。
中國工程院院士倪光南認為，中國可適當聚焦RISC-V架構來發(fā)展芯片產業(yè)，從而避免受到外國架構壟斷的制約，將芯片產業(yè)發(fā)展的主動權牢牢掌握在自己手中。
RISC-V的興起給國產MCU帶來了更多發(fā)展機遇，國內已經有不少廠商投入RISC-V賽道，推出了RISC-V架構的MCU產品。
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兩種架構并行；
核芯互聯(lián)憑借著“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(yè)內嶄露頭角；
愛普特微電子全線產品均基于RISC-V架構內核研發(fā)，其2021年發(fā)布的新品APT32F1023已累計出貨超一億顆；
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并簡化設計；
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內核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構的產品；
......
隨著RISC-V架構在國內MCU企業(yè)中的逐步滲透，越來越多不同于國外通用產品的特色技術產品相繼問世，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，包括MCU+無線、MCU+AI、MCU+傳感，以及MCU+存儲器在內的“MCU+”概念正在成為行業(yè)追逐的熱點。國內廠商在原有布局上追趕的同時，也要時刻關注新技術的更迭，解決市場和客戶的痛點才是制勝的根本。
危機推動變革，變革帶來機遇。
寫在最后
近年來，在政策引導、國產替代等多重利好因素推動下，本土MCU產業(yè)取得了一定突破。除硬件技術投入之外，本土廠商還在市場服務、生態(tài)構建、解決方案等軟技術上頗為用心，嘗試構建新的競爭力。
據IC Insights預計，2026年MCU總銷售額將達到272億美元，未來5年將以6.7%的年復合增長率持續(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MCU廠商思變的契機。
隨著國產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。
產業(yè)歸位，行業(yè)洗牌，留給國產MCU廠商的時間不多了。
