MCU行业发展概况及下游应用市场发展趋势
思瀚产业研究院 恒烁    2024-06-24

MCU 芯片通常包括三大主要部分：运算内核、嵌入式存储器和各种外设。当前 32 位的运算内核主要是基于 Arm® Cortex®-M 内核架构，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。

存储器则包含嵌入式 SRAM 和 NOR Flash，它们的容量和速度直接决定了 MCU 的程序存储量和运行速度。各种外设包括各类通讯接口、传感器、时钟、定时器和模数转换（ADC）模块等，它们决定了外接设备数量和种类。

（1）MCU 的市场规模

根据 IC Insights 的数据显示，全球 MCU 产品出货量从 2015 年的 220.58 亿颗增长至 2020 年的 360.65 亿颗，其市场规模从 2015 年的 159.45 亿美元增长至2020 年 206.92 亿美元。

IC Insights 预测，2026 年全球 MCU 市场规模将从 2020 年的 207 亿美元增长至 285 亿美元。

据 IHS 数据统计，2019 年中国 MCU 市场规模达到 256 亿元。由于中国物联网和新能源汽车行业的增长速度领先全球，带动下游应用产品对 MCU 产品需求保持旺盛，中国 MCU 市场增长速度继续领先全球。2020 年中国 MCU 市场规模超过 268 亿元，较上年相比增长 5%。

未来 5 年，随着疫情影响的逐步降低，全球经济形势将逐步好转，中国经济率先复苏并持续增强，在物联网、新兴医疗电子及新能源等应用领域快速发展等有利因素的影响下，中国 MCU 市场将继续保持较好的增长态势。思瀚产业研究院预计，2021-2026 年，我国 MCU 市场规模将保持 8%的速度增长，至 2026 年，我国 MCU 市场规模将达到 513 亿元。

MCU 按照处理器的数据位数可以分为 4 位、8 位、16 位和 32 位。处理器的位数越高，其运算速度越快，支持的存储空间越大，外设接口也就越多，可以满足不同类型的市场需求。8 位适用于计算量较小的产品，如 LCD、小家电、玩具等；32 位则适用于计算量稍大的产品，如汽车电子及工业控制领域等。从全球范围内看，32 位 MCU 逐渐成为主流。根据 Gartner 统计，2020 年，全球 32 位和 8 位 MCU 市场规模占比分别为 59%和 23%，其次为 16 位 MCU（17%）。

（2）MCU 下游应用市场发展趋势

MCU 的下游应用市场主要集中在汽车电子、工业控制、消费电子、医疗电子等领域。据 IC Insights 数据，2019 年全球 MCU 下游应用主要分布在汽车电子（33%）、工控/医疗（25%）、计算机（23%）和消费电子（11%）四大领域。

在中国，MCU 产品主要被应用于五大领域，分别是消费电子、计算机、汽车电子、工业控制和 IC 卡。其中，消费电子市场占比最高，达 26.2%，汽车电子 MCU 应用的市场份额为 15.2%，占比相对较低，这与全球市场的 MCU 应用分布存在一定差异。

1）汽车电子

MCU 被广泛应用于各类汽车电子中。随着汽车的电动化和智能化带来的技术变革，MCU 在新型汽车领域扮演着相对重要的角色，应用范围十分广泛，大到车体控制、仪表盘、车载信息娱乐系统（IVI）、通信系统、高级安全系统、ADAS 自动驾驶，小到车窗控制、电动座椅、倒车雷达和钥匙等都需要 MCU 来进行控制，一辆电动汽车上的MCU数量目前可达几十颗，将来可能会有上百颗。

Global Market Insights 数据显示，2020 年全球汽车电子市场规模超过 2,400 亿美元，预计从 2021-2027 年复合年增长率将超过 6%。

据 IC Insights 预测，全球车用 MCU 销售额在 2020 年接近 65 亿美元，并在2023 年达到 81 亿美元。Global Market Insights 数据预测，2020 年汽车市场 MCU规模占到了整个 MCU 市场份额的 35%，这一比例将维持 10%左右的增长率直到2027 年。

2）工业控制

MCU 是实现工业自动化的核心部件，如步进马达、机械手臂、仪器仪表、工业电机等。工业 4.0 时代控制设备复杂度提升，工业 MCU 单机使用数量持续增长。以工业机器人为例，一般每台需使用十余颗 MCU 芯片。根据 Prismark 统计，2019 年全球工业控制的市场规模为 2,310 亿美元，预计至 2023 年全球工业控制的市场规模将达到 2,600 亿美元，年复合增长率约为 3%。根据赛迪顾问的数据，2020 年中国工业控制市场规模达到 2,321 亿元，同比增长 13.1%。2021年市场规模有望达到 2,600 亿元。

3）物联网设备

目前，物联网设备主要基于 MCU 平台开发，其基本构成为 MCU、存储器、传感器、网络模块及供电电池等。据 GSMA（全球移动通信联盟），2019 年全球物联网连接数达到 120 亿，预计将于 2025 年达到 246 亿。

根据 Fortune BusinessInsight 数据，2019 年全球 IoT 的市场规模为 2,507.2 亿美元，这一数字在 2027年预计将达到 14,631.9 亿美元，年均复合增长率为 24.9%。根据赛迪顾问发布的《2019-2021 年中国物联网市场预测与展望数据》，预计中国物联网市场规模将保持 20%以上的增长速度，到 2021 年，市场规模将达到 26,251.3 亿元。随着物联网市场规模的快速增长，对 MCU 的需求量进一步增加。

4）消费电子

MCU 被广泛用于各类消费电子，如手机、TWS 耳机、智能可穿戴设备及家电等。Global Market Insights 数据显示，2020 年全球消费电子市场规模超过 1 万亿美元，预计 2021-2027 年复合年增长率将超过 8%。消费电子市场规模的增长，将带动对 MCU 需求的增加。

5）人工智能

随着人工智能从云端向终端设备的转移，越来越多的应用采用边缘计算，将云端训练过的 AI 算法模型嵌入到终端设备上，实现终端设备上的推理运算能力。例如，中高端的 TWS 耳机加入语言关键词识别功能和主动降噪功能就是 AI 在边缘终端的应用之一。边缘 AI 与 MCU 芯片相结合，具有低功耗、低成本、高实时性和开发周期短等特点，会加速汽车电子、工业物联网和消费类电子的智能水平，从万物网络互联发展到万物智能互联。因此，MCU+边缘 AI 模式会大大提高 MCU 在未来几年的市场用量。

（3）MCU 行业竞争格局

目前，全球 MCU 供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高。根据英飞凌披露的 2020 年投资者关系报告显示，2020 年全球 MCU 市场主要被瑞萨、恩智浦、英飞凌、意法半导体及微芯科技等厂商占据，前五大厂商合计市场份额达75.6%。

中国 MCU 市场主要被意法半导体、恩智浦、微芯科技、瑞萨及英飞凌等国外厂商占据，国内厂商的市场占有率较低，国内最大的 MCU 销售厂商之一兆易创新 2020 年的销售收入规模为 7.5 亿元人民币，国内市场占有率不足 3%。

从应用领域看，国外厂商 MCU 产品种类齐全，覆盖消费电子、汽车电子及工业控制等领域，且产能分布较为均衡。汽车电子对MCU产品的性能要求很高，同时也是 MCU 市场份额占比最高的应用领域。据 Strategy Analysis 数据，全球以及国内车载 MCU 市场主要由恩智浦、瑞萨、英飞凌、德州仪器、微芯科技占据，共占约 85%的市场份额。而国内厂商 MCU 产品主要集中消费电子和家电领域。

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