MCU缺货涨价带来的国产新机遇

背景

2020年以来全球陷入MCU缺货危机，导致部分车企出现停产的情况。目前各大品牌均出现交期延长的情况，部分甚至长达40周以上，国内外各大半导体公司几乎全数发布涨价公告，有行业人士表示此次缺货潮可能会持续至2023年。

MCU的供给市场非常集中，虽然国内MCU市场已经占据了不小份额，但是海外MCU巨头仍然占比超过80%的供货量，高端汽车MCU海外市场占有率甚至超过95%，巨大的市场空间加上极低的自给率，大陆MCU迫切需要国产替代。

与此同时，部分国产厂商经过多年的积累，产品技术指标已经完全满足终端客户需求，在缺货背景下，能够提供优质便捷的替代方案，下游终端企业从本地服务效率、供货安全和产品质量等多方面综合考量，也开始逐步替换本土厂商方案。有行业人士表示，国产化替代不是短期效应，MCU国产厂商迎来历史性的发展机遇。

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什么是MCU？

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

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MCU的发展历史

MCU的发展历史

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MCU的分类

MCU的分类

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缺芯潮里面为什么第一个是MCU？

专业人士表示供应紧张的市场导致MCU在2021年的平均售价上涨10%，这是近20多年来的较大涨幅，且在2021年至2022年全球MCU销售额持续较大增幅，2022年达到历史新高215亿美元的销售额。

具体到各个细分行业市场来看，2019年汽车行业低迷以及整个大经济环境的疲软，导致当年MCU出货量下降9%，出现十年来比较严重的下降。但意想不到的是，2020年MCU出货量出现反弹，虽然有疫情导致的全球范围的风控措施，但汽车MCU仍增长了8%。据专业人士表示，未来五年，汽车MCU销售额预计将会加速增长。

由此可见，MCU市场仍然非常可观。

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引起MCU缺货的原因是什么？

2020年初，新冠病毒扩散至全球，市场经济萎缩，导致汽车销量急速下降，大部分汽车芯片原厂对未来市场持悲观态度，降低汽车芯片库存的同时也减少了代工厂的生产订单。但到了第三季度开始，全球汽车需求市场开始好转，出货量超出预期不少，整车厂商开始临时增加订单，而汽车芯片厂商大多不会备太多库存，导致新增的订单导致短期产能无法释放，加剧了汽车芯片的缺货。

在缺货行情下，经销商们会出现囤货或者炒货情况，导致供需缺口变大，加剧了下游客户对缺货的恐慌程度，纷纷开始备货MCU，渠道端出现价格暴涨的情况。

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终端企业如何解决MCU缺货涨价？

从市场局面来看，瑞萨（Renesas）、恩智浦(NXP)、英飞凌(Infineon)、微芯（Microchip）等国外MCU厂家占据了全球的较大比例，NXP和Renesas是车用MCU领域的两大龙头企业，短期内也无法改变目前的格局。但这些海外MCU缺货涨价对下游终端企业的供应链稳定造成了很大的影响，所以，下游终端企业还有一个更好的选择，那就是国产替代。

由于国内市场的推动以及政府的支持，国内MCU公司不断涌现。如武汉力源在2018年成立的芯源半导体， 经过多年的市场调研和潜心研发，在2021年10月14日，自主研发的首款基于 Cortex-M0+ 内核微控制器产品 CW32F030 面世了。这是芯源半导体 CW32F 系列的首款 32 位 MCU。首批供货产品可同时提供 LQFP48、LQFP32 和 TSSOP20 三种封装形式，全面实现 -40℃ ~105℃超宽温度范围和 1.65V~5.5V 超宽工作电压，面向最广泛的各种基础应用。

武汉芯源半导体的这款 CW32F030 产品保持与进口品牌产品的 Pin to Pin 引脚兼容，在替换过程中可以避免修改 PCB 设计。

结合市面上各品牌同类产品的实际应用需求，研发团队为首款新产品做了多项重要改良，在对通用需求保持广泛兼容的同时，深入解决了多项技术痛点，使得新产品更为易于替换，并提升如下多项关键性能指标：

1. 得益于专门设计的内置 Capless LDO，使得本款产品在满足 1.65V~5.5V 的超宽供电范围的同时，无须单独外接 LDO 电容。

2. 集成了指令 PreFetch 和 Cache，在内核频率 64MHz 的状态下相较竞品 CoreMark 性能提升 30% 以上。

3. 使用成熟的 ULL 工艺，以及创新的设计方法，使得算力功耗比（CoreMark/mA）达到 19.18 的高分，性能较市场通用产品大幅提升超 100%。

4. 使用创新的补偿电路，实现多项内部时钟振荡器全温度全电压范围精度误差不超 ±2.0%。

5. 通过创新的软硬件过采样算法，实现较高的 ADC 测量精度，相较竞品提高约 1 位有效值。

6. 增强芯片内部端口设计，实现 ESD 性能和 LatchUp 等性能大幅提升至国际标准 JEDEC JS-001-2017、JEDEC STANDARD NO.78E NOVEMBER 2016、JEDEC EIA/JESD22-A115C 、JEDEC EIA/JESD22-C101F 的最高等级。

7. 增加多级程序加密安全防护，妥善保护客户知识产权。

为保证客户顺利完成物料替代，与首款产品同时发布的还有相关的技术支持网站、数据表和用户手册、各种封装的配套开发板、调试工具、批量离线烧录工具以及配套软件库和例程。

作为标准的 Cortex-M0+ 产品，当然也可以使用市场流行的 KEIL 或 IAR 等开发环境和软硬件工具，大部分使用过类似产品的工程师都能够便捷的实现快速替换和测试验证。