微控制器是將微型計算機的主要部分集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。微控制器誕生于20世紀70年代中期,經(jīng)過20多年的發(fā)展,其成本越來越低,而性能越來越強大,這使其應用已經(jīng)無處不在,遍及各個領域。例如電機控制、條碼閱讀器/掃描器、消費類電子、游戲設備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和白色家電(洗衣機、微波爐)等。
MCU的基本結構圖
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理
MCU內部的功能部件主要是CPU、存儲器、I/O端口、串行口、定時器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分,還有一些諸如時鐘振蕩器、總線控制器和供電電源等輔助功能部件,此外,很多增強型單片機還集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件,以及SPI、I2C、ISP等數(shù)據(jù)傳輸接口方式。
MCU主要的功能是作信號處理和控制,在諸如手機、PC外圍、遙控器等消費電子,到汽車上的娛樂系統(tǒng)和底盤控制、工業(yè)上的步進馬達和機器手臂的控制等領域都有應用,目前應用最廣的領域是汽車電子,其次是工業(yè)控制/醫(yī)療、計算機、消費電子等。
全球MCU各應用領域占比圖
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MCU可以構成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以達到測量與控制目的,具體用于各類智能儀器儀表、消費電子、機電一體化產品及武器裝備的控制儀表和導航裝置等,此外各類終端及外部設備智能接口,如大型工業(yè)自動化控制系統(tǒng)都會采用單片機進行接口的控制與管理,可大大提升系統(tǒng)的運行速度。
目前國內,國外廠商占據(jù)絕對市場份額,獨立自主發(fā)展是實現(xiàn)MCU國產化的必經(jīng)之路,國內MCU公司營收規(guī)模不超過4億元,與國際前八大MCU公司相比規(guī)模差距很大。目前國內廠商在消費電子、智能儀表等MCU的中低端應用領域發(fā)展迅速,但在很多市場空間比較大的領域,比如工業(yè)控制、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)都被國外的MCU廠商壟斷,國內公司通過努力可爭取的空間還很巨大。
國內MCU主要應用領域占比圖
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各廠商MCU產品在架構、指令集系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境、pin-pin接口差異、配套解決方案開發(fā)和后續(xù)服務等方面存在較大差異,新進入市場的MCU產品很難完成對原有產品的完整替代,尤其對于市場生態(tài)已經(jīng)成熟完備的MCU,其他廠商難以介入。
2014-2017年兆易創(chuàng)新MCU產品營收圖
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靈動微電,國內高端MCU領域領先供應商,可定制化芯片設計的平臺企業(yè)。
2014-2017年靈動微電營收及增速圖(萬元)
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晟矽微電,定位物聯(lián)網(wǎng)應用的MCU供應商。
2014-2017年晟矽微電營收(萬元)及毛利率圖
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MCU是物聯(lián)網(wǎng)的核心零部件,其價值占到物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%-45%,而物聯(lián)網(wǎng)是萬億級市場,其設備接入量以數(shù)百億計。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的進一步落地,在終端模組方面需求龐大,必將驅動MCU行業(yè)快速發(fā)展。
2014-2022年國內物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模及預測圖
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汽車電子是當前MCU應用最廣的領域,目前已經(jīng)步入穩(wěn)定增長時期,汽車的智能、安全、環(huán)保要求對汽車電子相關需求正在逐年增多,預計到2020年,每年應用于汽車電子的MCU市場將以10%-15%的速度增長。
2013-2020年國內汽車電子行業(yè)市場規(guī)模及預測圖
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受惠于嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用、傳感器的增加以及物聯(lián)網(wǎng)終端應用的熱潮,預期未來數(shù)年,MCU的營收和出貨量將持續(xù)大幅增長。2017年MCU的出貨量增加了22%,營收達168億美元,2018年MCU的出貨量將繼續(xù)高速增長,增幅可達18%,營收預期將增長11%,五年內全球MCU銷售額年復合增速將達到7.2%,至2020年將突破200億美元。
2015-2022年MCU銷量(億顆)及營收預測圖(億美元)
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隨著中國大陸汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)領域的快速發(fā)展,對MCU的需求越來越大,國內MCU市場年復合增速將達到11.7%,至2020年市場規(guī)模將突破500億元。
2020年國內MCU市場及增速預測圖
高集成度MCU產品是未來物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展趨勢。隨著智能設備、物聯(lián)網(wǎng)等產業(yè)的快速發(fā)展,無線RF、傳感器、電源管理等搭配MCU成為一種新趨勢。高度整合的MCU不僅可以方便客戶開發(fā)產品,并且可減少印刷電路板的占用空間,從而能夠降低一部分成本,將來非常具有市場潛力。
相關報告:智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國MCU行業(yè)市場運營態(tài)勢及發(fā)展前景預測報告》



