众所周知，半导体行业正在经历下行周期。多家机构均下调了对明年半导体市场的预期。世界半导体贸易统计协会发布预测称，2023年半导体市场规模将从此前预计的同比增长4．6％转为同比减少4．1％至5565亿美元，这将是2019年后该半导体行业首次出现回落。Gartner发布的报告预计，2023年半导体行业收入将下降3．6％，从2022年的6180亿美元降至5960亿美元，低于早先预测的6230亿美元。IC Insights的报告认为，全球半导体需求将在2023年出现周期性下滑，全年总销量预计将减少5％。
这样的市场下，存储、CPU、GPU等产品都已经受到影响，MCU也难以独善其身，一些入门级和中端MCU的价格已降至2019年的水平。消息人士称，去库存成为了MCU供应商和渠道运营商面对的关键问题，异常的库存水平可能会持续到2023年第二和第三季度。这意味着消费类MCU的价格竞争在2023年也将继续激烈，因为MCU供应商可能会大幅削减报价，以进一步巩固其在市场特别是国内市场上的份额。
为了抵御消费类MCU持续库存调整的影响，许多MCU公司都打算将越来越多的重点放在开发中高端32位产品上。MCU公司包括新唐科技、盛群半导体、凌通科技和伟诠电子等都认为必须提高中高端32位产品的比例才能保持竞争力。32位MCU为何火热？同时国内的MCU公司在32位产品上发展得怎么样了呢？
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汽车电子推动32位MCU市场
根据IC Insights统计，2011－2020年全球MCU产品中，32位MCU产品市场占有率稳步上升，4／8位MCU产品占比呈下降趋势。2020年32位MCU占比为62％，而4／8位MCU占比为15％。据IC Insights预测，未来五年32位MCU的销售额将以9．4％的复合年增长率增长。
MCU的应用市场主要为车用电子、工控、消费电子、医疗健康，占比分别为35％、24％、18％和14％。行业普遍认可汽车行业将成为MCU产品成长的重要推动力。一辆传统汽车大约需要70个MCU，而智能汽车至少需要300个MCU。中国台湾的MCU公司新唐一直保持着较高的32位MCU产品比重，盛群半导体、凌通科技和伟诠电子也加紧了32位产品的开发。大多数制造商都在扩大了用于汽车和工业控制应用的产品范围。数据显示，2026年全球汽车应用MCU市场规模将达到100亿美元。
车用MCU主要有8位、16位和32位等各类型产品；其中8位MCU主要用在汽车风扇、雨刷、天窗、车窗、座椅等低端阶功能控制。32位MCU工作频率大多在100－350MHz之间，处理能力和执行效能比8／16位更好，其应用也更为宽泛。32位MCU主要用于整车控制、智能仪表、多媒体信息系统、动力系统、辅助驾驶等高端功能控制。随着汽车正在朝着电气化、智能化方向发展，尤其是电动汽车的车身车载模块，对宽电源域MCU的需求越来越大，这将驱动汽车未来对32位MCU的需求大幅增长。
目前车用MCU主要采用90纳米节点制造，随着汽车智能化程度增加，汽车芯片正在推进制造工艺升级，40纳米技术可能会在五年内取代90纳米成为主流工艺节点。麦肯锡报告预计，到2030年，90纳米及以上工艺制造的车用芯片需求占比仍将达到67％，但未来5年该类芯片的供应量年复合增长率仅为5％，成熟工艺车用芯片将供应紧张多年。90纳米工艺产能不足，促使车用芯片厂商纷纷向65／55纳米节点迁移，有的甚至直接推进到40纳米。采用40纳米工艺制造的新芯片至少需要五年时间才能通过验证，完成验证后，汽车芯片的主流制造工艺才会从90纳米迁移到40纳米，因此新的5－7年后，工艺升级热潮也会拉开序幕。
增长的需求和新工艺的升级为市场带来的新的可能性，32位MCU市场正迎来一场变革。
02
国内32位MCU仍需要追赶
我国MCU市场已经进入快速发展阶段，中国MCU市场规模由2017年的213亿元增长到2020年的269亿元，复合年均增长率为8．09％。预测2022年中国MCU市场规模将达299亿元。从产品比例来说，国内的MCU市场与全球市场情况并不完全一致。中国通用型MCU市场基本被8位、32位平分。据芯知汇统计，2020年中国通用型MCU市场中，32位和8位占据市场主流，其中，32位市场份额54％，8位市场占比43％。
在应用上来看，目前国内MCU供应商主要市场还是集中在家电和消费电子领域，生存空间依旧遭到挤压。但在32位MCU领域，国内厂商已经开始布局，并且取得了不小的成绩。国内MCU兆易创新曾在Arm中国技术研讨会上表示其通用GD 32 MCU每年出货量的一半以上用于工业应用，而汽车和高端消费产品的应用也在增加。
2021年，全球前32家MCU供应商的MCU总出货量增至近55亿片。根据Omdia Research提供的数据，2021年MCU出货量最高供应商是NXP，随后是Renesas、ST、英飞凌和Microchip，这五家供应商占2021年MCU总出货量的76％。其他MCU供应商包括德州仪器、中国台湾的新唐科技、中国大陆的兆易创新、三星和Silicon Labs，各自占有约1－7％的市场份额，显然中国MCU公司还有很大的成长空间。
国内MCU供应商已经开始加紧开发32位产品，也已经开始向55纳米工艺技术的过渡。值得一提的是，国内MCU公司的成长，让过去较为依赖大陆市场的中国台湾MCU公司不得不降低报价，以保持竞争力。这些供应商开始加速在其他地区的业务布局，如新唐在日本的汽车和工业控制领域继续取得进展，优化其当地子公司；笙泉科技加强了在欧洲、东南亚、日本和韩国的布局。
03
国内MCU厂商发展如何？
国内MCU厂商的发展大多首先切入性能要求较低的消费领域，然后向工业级切入，而车规产品，因在产品性能、可靠性、寿命等方面要求更高，因此通常成为最后进入的领域。
部分MCU厂商产品的布局情况
国内MCU厂商虽然很多已经进入车用领域，但目前多集中在较为低端的应用中，车用32位MCU产品，国内公司还处在起步阶段，目前已经有一部分厂商取得了成绩。
兆易创新自2013年以来已成为中国最大的基于ARMCortex－M的MCU供应商。2017年兆易创新的GD32MCU年总出货量达到1亿片，2021年已升至10亿片以上。芯旺微车规级32位MCU产品已于今年实现了大规模量产，已成功与国内多家大型整车厂和国际Tier1（整车厂一级供应商）达成战略合作，同时进入了韩国现代、德国大众等海外车厂供应链体系，应用领域覆盖车身、底盘线控、BMS、OBC、仪表、多媒体等领域。芯海科技32位MCU占比由2020年的10％左右提升至2021年的40％左右，2022年一季度占比50％左右，预计2022年全年这一占比会进一步提升。
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如何拿下32位MCU市场？
目前，全球的MCU市场仍由海外巨头主导，面对已经有相当积累的MCU巨头，单纯靠价格优势不是办法，因此国内的MCU公司们也将目光对准了RISC－V。RISC－V架构具有低功耗、低成本、开源开放、可模块化、简洁、面积小和速度快等优点，国内厂商已经推出了一部分RISC－V内核的产品。
兆易创新发布了其首款基于RISC－V的32位通用MCUGD32VF103，并宣布未来将坚持Arm和RISC－V两种架构并行；核芯互联凭借着“高性能模拟、自研RISC－V架构、芯片敏捷设计方法”三大护城河在业内崭露头角；爱普特微电子全线产品均基于RISC－V架构内核研发，其2021年发布的新品APT32F1023已累计出货超一亿颗，同时爱普特与阿里平头哥达成深度合作，双方计划未来一年推出六大RISC－V芯片系列产品，主要面向的领域包括车载领域；中微半导体的ANT32RV56xx也是集成RISC－V内核的32位MCU，该系列芯片集成模拟外设并简化设计；航顺电子针对AIoT已推出一款M3＋RISC－V双核MCU，并会相继的推出RISC－V内核、M4＋RISC－V多核以及M33＋RISC－V多核异构的产品。
除了打造产品的差异化，产业的其他环节也都“时刻准备着”。在设计人才方面，作为国家培养国内人才措施的一部分，半导体相关专业的大学生开始学习设计和开发32位MCU原型，这一发展展现了国内半导体产学研融合的趋势。在芯片制造方面，国内代工厂也已经实现14纳米的量产。从下游市场来看，中国作为新能源汽车最大的市场，对MCU产品的需求是旺盛的。
此外，从整个大环境来看，市场也对MCU厂商有利。防疫管控放开将对行业需求产生影响，业内人士普遍表示预计消费电子会率先受益。消费电子有希望从谷底反弹，带动半导体整体需求的回暖，客户和渠道积累的存货将有机会释放，预计到明年上半年库存会达到比较正常的水平。对于国内MCU公司来说，未来是光明的。
原文标题 : 32位MCU正当时
