从MCU产品料号数量，看MCU市场发展格局及未来发展趋势

（文/程文智）3月初Yole发布了一个MCU市场报告，数据显示2021年MCU市场销售额位189.1亿美元，预计今年的销售额为206.2亿美元。2021年MCU的出货量比2020年增长5.4%，达到了282亿颗，预计今年会达到292亿颗。这个数据相对于此前IC Insights的数据更加保守一点。

图：全球MCU市场的销售额及出货量（数据来源：Yole）

一般来说，MCU会划分为4/8/16位与32位两个类别，根据Yole的数据，2021年4/8/16位MCU市场的占比继续被32位MCU蚕食，32位MCU的市场占比为57%，预计到2026年，32位MCU市场的占比将会扩大到66%。

图：2021年4/8/16位MCU与32位MCU的市场占比（数据来源：Yole）

MCU市场发展格局
MCU市场竞争格局，正在通过大量的兼并和收购而发生着变化，根据Yole的数据，全球主要供应商仍以国外厂家为主，行业集中度相对较高，前5大MCU厂商在2020年占了整个MCU市场的80%以上，而且他们几乎都是IDM模式。当然，这几年，他们也有一些产品线是找代工厂帮他们生产的。

目前排名靠前的MCU供应商有瑞萨、恩智浦、英飞凌、ST、Microchip、TI、三星、SiliconLabs、新唐，以及华大半导体等几家。

图：2020年MCU供应商的市场占比（数据来源：Yole）

相较于8位和16位MCU产品，32位MCU产品的集中度更高，前6大厂商均有布局，市场占有率接近90%。其中瑞萨和恩智浦在32位市场占有率均接近20%。ST在2007年推出ArmCortex-M内核MCU后，通过外购Arm内核快速铺开产品，并凭借良好的生态，市占率持续提升。不过，因为瑞萨和恩智浦主攻的市场是汽车电子，因此，ST成为了国内MCU厂商在32位市场的主要竞争对手，也是最重要的模仿对象。

在前6大MCU厂商中，瑞萨主要以自研MCU内核为主，其他厂商的MCU产品主要基于ArmCortexM内核。根据各公司官网和中泰证券的统计，总共有4500款ArmCortex-M系列的产品，占所有统计的32位MCU料号数量的64%。

其中，国外MCU供应商基本是ArmCortex-M系列的高中低端内核产品都有涉及，低端、中端、高端的料号数量分别占38%、52%和10%。

也有少数厂商会选择购买ArmCortex-A系列内核，通常用于手机和电脑CPU等，用于高端产品，比如瑞萨共推出了118款多核产品，其中主核多采用A系列，辅核多采用M系列。

另外，TI推出了43款基于ArmCortexR系列产品，定位中高端的汽车ADAS系统和工控领域。

在自研内核方面，前6大MCU供应商中，仅瑞萨以自研内核为主，占了78%，外购内核为辅。其他几家的自研产品基本在100~300款之间。

从内核数量上，除Microchip侧重8 位产品、TI侧重模拟产品外，其他厂商仅32 位产品料号数量就有上千种，并且每个系列通常都有几十种型号，用来提供不同存储容量、不同频率、不同下游应用的针对性产品。

在国内MCU厂商中，采购Arm内核的企业占比超过了90%，有少部分厂商推出了RISC-V内核的产品。国内MCU厂商一般前期都会主攻消费市场，在消费市场基本是ST的天下，而且ST的32位MCU产品全部都是基于Arm内核的，因此，很多国内MCU厂商推出了很多与ST产品pin2pin兼容的型号，降低替换的难度。

此外，少数厂商推出了基于RISC-V内核的MCU产品，比如兆易创新、乐鑫科技、沁恒微电子等。乐鑫科技目前的产品中，更多的是基于美国厂商Tensilica（2013年被Cadence收购）的Xtensa系列内核。

从技术上来看，国外大厂一般会低中高端全面覆盖，但国内MCU厂商在高端领域的布局较少，主要集中在中低端。目前仅有兆易创新在2020年10月正式推出了基于ArmCortexM33内核的高性能产品，国民技术的M7内核产品还在研发当中。

从料号数量上来看，国内MCU厂商与国外MCU厂商仍存在较大差距，恐在10倍以上。比如兆易创新目前仅有370多种料号，华大半导体为100多种，国民技术为80多种。其他乐鑫科技、灵动微、芯海科技、航顺、凌鸥创芯、BYD半导、中颖电子等MCU厂商的料号都在100以下。

MCU发展趋势
就目前来看，MCU的主频普遍在30~200MHz；架构以单总线、双AHB总线，以及总线矩阵为主，同时非对称双核也在MCU领域得到很大的发展。对于MCU用户比奥关注的Flash大小、内置ADC位数、地址器、比较器和计时器、串口个数等外设也在不断完善中。各MCU企业在这些方面都各有侧重，就看客户怎么选择了。

在工艺方面，由于工艺的进步，带来了成本的降低，让单位面积能够实现更多功能，而且还能让功耗进一步降低。因此，MCU的工业也在不断进步，从最初的0.5μm、0.4μm工艺，进步到了限制主流的90nm、55nm工艺，甚至有的厂商用上了28nm工艺。

在封装方面，由于消费类电子产品中，封装越来越小，BGA/CSP的应用也增多了。不过工业类电子产品仍然倾向于容易焊接、成本较低的QFP、QFN、TSSOP等封装，即便如此，DIP等大体积封装应用也还是明显减少了。

在MCU软件开发环境方面，Keil，IAR依旧是商用主流；同时，各个MCU厂家纷纷推出基于Eclipse架构的免费IDE+gcc编译器；辅助开发的软件工具逐渐发挥作用，如代码生成工具，管脚配置工具等。

随着32位MCU使用越来越多，工程师的开发方式也在发生着很大的变化，以前，8位MCU时代，一位工程师掌握所有软件，精通整个系统，用汇编或C语言直接操作底层硬件，代码量小，结构简单。

但在32位MCU时代，工程师严重依赖供应商或第三方的软件开发库，工程师一般不再直接操作寄存器，而是通过软件API调用实现；他们也较少关心底层操作，更专注于上层的应用开发；软件结构化，可移植性，可继承性增强；内存使用大幅增加，程序效率相对降低，通过硬件性能的提高得到补偿；软件工作在整个系统中的比重大幅增加。

可以明显地看到，MCU设计技术和工艺在持续进步中，更大的Flash和RAM，给了工程师更多的发挥空间，嵌入式系统开发不再局促；MCU的性能更高、外设更加丰富，功耗更低，安全也更强了。而且，生态系统以其强大的力量对MCU开发产生潜移默化的影响；

不过，通用MCU产品区分度越来越小，如果要想市场对MCU产品的接受度更高，就需要MCU厂商的产品经理对细分市场有更准确的定位。

从应用方面来看，汽车电子、IoT、安全将会是未来MCU增长的重要推手。