MCU行业市场分析

MCU行业市场分析1.MCU行业概览：数字时代不可或缺的运算中枢1.1.定义：何为MCU？MCU是芯片级的微型计算机，其在生活中无处不在。MCU（MicroControllerUnit），即主控芯片，又称微控制器或单片机，是一种集成了CPU、存储器（ROM/RAM）、数据转换器（A/D、D/A）、输入/输出接口（I/O）以及计时器等多种功能模块的、微型的、芯片级的计算机。相比大众所熟知的PC处理器，MCU适度缩减了CPU的规格与频率，从而满足各类计算控制设备对空间、功耗、实时性等方面的苛刻要求，因此广泛应用于汽车电子、消费电子、工业控制等搭载嵌入式系统的场景。MCU在我们的生产生活中发挥着极为重要的角色，从日常使用的手机、冰箱，汽车，到高精尖的医疗设备、光伏逆变器和航空航天领域，均有MCU的身影，是现代数字经济不可或缺的大脑和运算中枢。1.2.MCU的工作原理：衔接物理世界和数字世界MCU是连接真实世界和数字世界的桥梁。MCU通常配备了各类输入/输出口接口，可与传感器进行连接，真实世界中的温度、光线、压力、电压等物理量可以透过传感器转换为电信号，经由信号放大器的扩大，通过模数转换器（ADC）将模拟信号离散化为计算机能够识别的二进制数字信号，传递给MCU进行算法运算和逻辑决策，生成控制信号，该控制信号再经由数模转换器（DAC）转换为模拟信号，经由功率驱动器的放大传输到外界的执行设备，从而实现对电机、开关、阀门等功能的控制。因此，MCU是衔接物理世界和数字世界进行交互的运算中枢，也是电子产品智能化、智慧化的核心。1.3.MCU发展历程：性能不断攀升，指令集架构百花齐放MCU已有超过50年的历史，高性能、低功耗和指令集架构的变迁是行业发展的主轴。MCU的发展历程最早可以追溯到上世纪70年代，英特尔推出4位微处理器Intel4004，自此嵌入式计算时代正式开启，此后MCU按照分别历经了从4位、8位、16位到32位乃至64位的迭代更新，性能得到不断增强。MCU的内核架构也从起初的Intel8051逐渐拓展到各家自主内核架构(如微芯的PIC和瑞萨的RX)，以及MIPS、PowerPC、ARM等RISC指令集，2004年ARMCortexM3处理器核的成功发布标志着MCU进入32位时代，ARM逐渐成为MCU的主流架构。而2010年以来逐渐兴起的开源指令集RISC-V因为其开源、免费、高度可定制等特性也逐渐受到国内外芯片设计厂商的热捧，随着近年来AIoT、智能驾驶和工业自动化等领域的蓬勃发展，嵌入式领域对MCU定制化、模块化的需求不断升高，RISC-V有望对ARM的在MCU领域的领先地位发起挑战。1.4.MCU分类：32位占比62%，超过50%为ARM架构（1）MCU可按照用途、总线宽度、存储器架构、指令集架构分类，通用型MCU占比超70%，竞争较为激烈；32位MCU占比约62%且呈现逐年升高态势；全球超过50%MCU基于ARM架构。①按照用途分，MCU可分为通用型和专用型。前者具有较高灵活性、可编程性，搭载通用的输入/输出引脚，占比超过70%；后者则为特定应用而设计，搭载特定的外设接口，占比相对较小。②按照总线宽度分，MCU主要可分为8位/16位/32位。位数越高，运算能力越强，但相应的功耗也更高。MCU中32位占比最大，占约62%，且呈现逐年升高态势。③按照存储器结构分，MCU可分为冯·诺依曼结构和哈佛结构。二者的主要区别为是否将程序指令和数据存储于同一个存储器中，MCU绝大部分采用哈佛结构。④按照指令集架构分，MCU可分为CISC（复杂指令集架构）和RISC（精简指令集架构），MCU中RISC指令集为绝对主流，占比近80%，其中70%以上采用ARM的Cortex系列架构。1）按用途分，MCU分为专用型和通用型，通用MCU占据主导但竞争激烈，专用MCU在特定场景具有优势。MCU可以分为专用型和通用型，通用型MCU占据市场主流，2020年占比约73%，其不针对特定应用，将可开发的资源（ROM、RAM、I/O等）全部提供给用户，可根据自身需求进行相应开发来满足特殊需求，降低了产品研发和选型难度，有利于快速开发，其功能全面，广泛应用于各类嵌入式场景，但因为玩家众多，竞争也较为激烈。专用型MCU市场占比约24%，其面向特定用途设计和优化，通常会在MCU内集成具有特定功能的硬件单元，比如DSP、蓝牙协议栈等，从而实现在特定功能上的实时性和低功耗，例如数码相机、音频解码、汽车引擎控制等特定场景。2）按存储器结构分，MCU可以分为哈佛结构和冯·诺依曼结构，绝大部分MCU为哈佛架构，ARM-CortexM是典型代表。冯·诺伊曼结构将程序存储器和数据存储器合并，使用同一个存储器，经由同一个总线传输。由于指令和数据要从同一存储空间存取，并经同一总线传输，无法重叠执行，因此影响了数据处理速度的提高。哈佛结构为MCU主流结构，其将指令和数据分别存放于两个不同的存储器中，以两条独立总线作为CPU和存储器间的专用通信路径，其成本虽较高但具备更快的数据读取速度和响应实时性、更低的功耗，因此MCU大部分采用哈佛结构，ARM-CortexM系列内核便是其中的典型代表，2020年基于该架构的MCU的出货量占据全球MCU的52%。3）按总线宽度分，MCU主要可分成8位、16位、32位，位数越高，性能和功耗亦越高。总线宽度即MCU单次处理数据宽度，位数越高，MCU单次传输的二进制数的位数越多，性能也就越强，但同时功耗和开发难度也更高。其中：8位MCU成本/功耗低，便于开发，可满足大部分简单场景需要，广泛应用于基础功能如小家电、电表、座椅控制等领域；16位MCU运算能力更强，能满足高速处理的需求，多用于解决复杂场景问题，如数码相机、移动电话、行车安全系统等领域；32位MCU内核以ARM为主流架构，主要应用于高阶汽车电子、高阶工业控制、医疗成像设备等需要复杂运算的领域，但也通常具有更复杂的架构和指令，开发难度相对更高，因而有较高的研发壁垒，所以单价一般数倍于8位MCU。32位MCU需求占比独占鳌头，汽车“三化”和AIoT推动ASP提升。从不同位数MCU规模占比来看，目前全球MCU芯片产品以32位为主。受益于其体积小性能优的特性以及汽车智能化、物联网等行业趋势的推动，32位MCU销售额占比已经从2011年的39%提升至2015年的54%，进而跃升至2020年62%。随着汽车“三化”（电动化、智能化、网联化）以及AI+物联网的进一步发展，未来对于MCU的性能要求与日俱增，势必推动MCU产业向更高算力，更小尺寸，更低功耗的方向发展，32位芯片的占比有望进一步提高，从而带动行业的ASP随之升高。4）按指令集架构分，MCU可基于RISC指令集和CISC指令集开发，RISC为行业主流。根据MCU中的CPU所采用的指令集架构，主要可分为复杂指令集架构（CISC）与精简指令集架构（RISC）。指令集是计算机硬件可以识别和执行的指令的集合，它定义了处理器可理解和执行的操作、数据处理方式和寻址访存方式，以及每个操作对应的二进制编码，是计算机系统中硬件和软件交互的规范标准。MCU芯片的开发以RISC指令集为主流。CISC架构以X86为代表，其指令集极为庞杂，单个指令可执行多个低级操作，旨在最大化CPU硬件层面的通用运算能力，其具备较高的兼容性，适合复杂运算，但同时指令冗余也使功耗较高，CISC类MCU市场分占比约为24%。而以ARM、RISC-V、PowerPC和MIPS为代表的RISC架构指令集则更为精简易懂，每个指令只执行一项特定的操作，通过多个简单指令的组合实现复杂的操作，其开发相对简单，更易编译，因此基于精简指令集的CPU广泛应用于对执行效率和低功耗要求较高的嵌入式系统领域，因此已成为MCU芯片开发的主流选择，市场占比约76%。（2）RISC指令集中，ARM是MCU主流架构，占据52%市场份额。历经30多年发展，ARM架构已形成完善的产业生态，其在移动终端、可穿戴设备、物联网、工控、汽车等嵌入式CPU市场地位形成较强的竞争壁垒。根据ARM官网，ARM在物联网MCU（如恩智浦Kinetis系列、英飞凌XMC4500系列、兆易创新GD32系列）占据全球90%市场份额，在车载娱乐和ADAS系统领域（如高通8155和英伟达Orin系列）占据全球75%市场份额。（3）开源RISC指令集崛起有望重塑市场竞争格局。PC时代，英特尔和微软达成了“Wintel”联盟，因此持有X86IP英特尔和AMD长期垄断了全球CPU市场。移动互联网时代，ARM处理器的崛起以及安卓和iOS系统在移动终端上的成功已经开始撼动Wintel联盟的统治地位。近年，随着新能源汽车和物联网这类新兴领域快速发展，以RISC-V为代表的开源指令集由于免费、开源、可定制化程度高等优势，为芯片开发者提供了兼具经济性和可定制性的解决方案，未来有望对ARM构成挑战。（4）RISC-V引领指令集开源趋势，我国半导体产业自主可控或迎宝贵机遇。2015年，RISC-V基金会成立，如今已经吸引全球70多个国家超过3100个会员加入，其中包括英伟达、高通、英特尔、谷歌等知名机构。2018年，中国RISC-V联盟(CRVA)依托中科院计算所成立，倪光南担任联盟理事长，目前成员包含百度、华为、腾讯、兆易创新、国芯科技等。2019年10月，阿里平头哥正式开源RISC-V架构的MCU芯片平台，进一步促进RISC-V的生态建设。除RISC-V外，IBM的PowerPC指令集也于2019年宣布开源。截至2023年3月，全球RISC-V架构芯片出货量已突破百亿颗，阿里平头哥开发的玄铁系列物联网芯片出货量超30亿颗，中国企业RISC-V芯片出货量达50亿颗，占据半壁江山。兆易创新、国芯科技、中微半导、乐鑫科技等国内MCU代表厂商近年也均纷纷推出了基于RISC-V架构的MCU产品。我们认为RISC-V等开源指令集的高速发展将有望撼动X86和ARM在芯片架构的垄断地位，通过IoT和消费电子等嵌入式场景切入市场，逐渐发展成一个开放和成熟的软硬件生态。同时，RISC-V也有望助力我国在芯片设计领域绕开ARM和X86的高昂收费以及潜在的卡脖子风险，为我国芯片产业链自主可控提供可贵的历史机遇。2.MCU产业链解析：涉及环节众多，产业高度全球分工化MCU产业链是一个较为复杂的全球生态系统。MCU产业链涉及环节众多，包括IP授权、芯片设计、制造、封装测试、分销等众多环节，呈现高度全球分工化的特点。MCU中游为芯片设计原厂，主要由美、欧、日芯片巨头所把控，中国企业当前市场份额较小但正在奋起直追；上游可分为芯片设计、材料及设备、晶圆代工及封测三大领域，其中：芯片设计所需的EDA软件和IP核主要由英、美企业提供；半导体材料和设备主要由美欧日企业主导；晶圆制造和封装测试工厂则主要分布在东亚和东南亚，国产化率相对较高，但制造环节有向欧美回流的态势。下游主要由汽车电子、工业控制和消费电子三大市场构成，由于MCU产品较为复杂，种类料号繁多，下游客户较为分散，因此MCU产品的销售主要通过经销商模式向下游终端客户分销。2.1.上游：寡头垄断市场，整体议价能力较强（1）MCU产业链上游主要可分为芯片设计及IP、材料及设备、晶圆代工及封测三大领域，上游领域整体呈现技术密集和寡头垄断的特征，整体议价能力较强。芯片设计及IP供应商主要是EDA软件和IP核授权商，是芯片设计的底层基础，主要由欧美企业垄断。EDA软件是芯片设计的核心工具，其主要由新思科技（美国）、楷登电子（美国）和西门子EDA（德国）三家垄断全球近80%的市场份额，国内方面华大九天、华为等企业也在该领域积极布局。CPUIP核决定了MCU芯片的底层架构和计算机指令规范，这一领域主要由英国的ARM公司主导，全球超过50%的MCU基于ARM的内核架构设计；绝大多数8位MCU则基于Intel8051设计；以RISC-V为代表的开源指令集由于其免费、灵活、指令集简洁等优势，近年增长迅猛，有望对ARM的地位形成一定挑战。（2）材料及设备供应商主要提供芯片制造环节所需的材料和设备，主要适用于采用IDM模式的MCU厂商，主要被美日荷巨头主导。半导体材料主要包括硅片、光刻胶、电子特气、溅射靶材、抛光材料等，主要由美日企业主导。半导体设备主要包括光刻机、刻蚀机、清洗设备、封测设备等，其中光刻机主要是由ASML（荷兰）垄断超全球80%的市场，日本的佳能和尼康则分食剩余的市场份额。刻蚀、抛光、清洗等设备则主要由AppliedMaterials（美国）、LAMResearch（美国）、东京电子（日本）等美日巨头主导。（3）晶圆代工及封测厂主要提供芯片的制造和封测环节，对于采用Fabless模式的MCU厂商至关重要。其中：晶圆代工厂主要负责芯片制造，2023Q2的CR6为台积电（56.4%）、三星（11.7%）、格芯（6.7%）、联电（6.6%）、中芯国际（5.6%）、华虹集团（3.0%），CR6合计市场份额为90%，行业集中度较高，上游议价能力较强。封测厂主要负责将代工厂生产的成品晶圆封装成最终的成品器件，并进行可靠性的测试，这一环节相对于晶圆代工门槛相对更低，国产化率更高，除了美国的安靠（Amkor）外，主要集中于中国大陆和中国台湾。2.2.中游：美欧日芯片巨头主导，国产替代空间广阔（1）MCU产业链的中游主要是MCU原厂，按照商业模式可分为IDM和Fabless模式，前者主要以外资大厂为主，国内企业则多采用Fabless模式，更依赖晶圆代工厂支持。全球MCU原厂以美欧日芯片巨头为主，CR6高达83.4%。2022年全球MCU市场主要由美欧日芯片巨头主导，Omdia数据显示2022年全球前六大MCU厂商（意法半导体、瑞萨电子、恩智浦、微芯科技、英飞凌、德州仪器）市场占有率高达83.4%。与之相对，2021年国内MCU（含消费级）市场85%被外资把持（2019年为94%），MCU总国产化率不足15%，且多集中于消费级产品；而作为最大下游市场的车规级MCU国产化率则不足5%，仍有极大国产替代空间。（2）MCU厂商依据是否自建晶圆生产线或者封装测试生产线分为IDM模式和Fabless模式，外资大厂均采用IDM模式，国内MCU企业则以Fabless为主。IDM模式又称全栈模式，即企业将产业链垂直整合，从MCU的设计、制造、封装测试到销售都一手包办。该模式对企业的技术能力、资金实力、管理组织水平以及市场影响力等方面都有极高的要求，上述外资MCU龙头均采用IDM模式，但部分90nm以上较高制程MCU受原厂产能限制一般也会外包给台积电等专业代工厂。Fabless模式即无晶圆厂模式，与IDM不同，Fabless下原厂仅专注于MCU的研发、设计和销售，而将重资产的晶圆制造、封装测试等环节外包给台积电、日月光等专业的代工和封测厂商。Fabless模式下，企业无需大规模的资本开支，资金门槛和运营风险也相对较低，因此全球绝大部分MCU企业采用Fabless模式，国内仅士兰微、华大半导体以及台湾的新唐科技采用IDM模式。2.3.下游：汽车电子为最大下游市场，国内集中在消费电子（1）MCU的下游应用极为广泛，主要覆盖汽车电子、工业控制、消费电子、计算与存储、网络通信六大下游市场，从全球来看，MCU下游市场中汽车电子占比最高。根据ICInsights，汽车电子为全球MCU最大下游市场，2021年市场份额占比达39%，且呈现逐年升高的态势，这与新能源汽车革命对汽车电子的需求和性能要求的提高密不可分。2020年以来的汽车“缺芯”也一定程度推高了MCU的ASP；其次为工业控制类应用，占据全球25%的市场份额，近年来占比相对稳定，工业自动化和机器人技术的发展是其主要驱动力。剩下的36%依次是计算与存储（14%），消费电子（14%）以及网络通信（8%）。（2）从国内市场来看，MCU下游市场主要集中在消费电子领域。根据ICInsights，2020年国内MCU市场最大下游应用是消费电子，占比26%，而汽车电子仅占16%。国内下游构成和全球相比差别较大，这主要是由于1）我国为世界工厂，PC、手机、IoT、家用电器等消费电子组装和制造环节高度集中，因此国内消费电子相关的MCU需求量相对占比更高；2）汽车电子MCU约95%的市场份额由美欧日IDM芯片巨头把持，下游的整车品牌也常年由发达国家主导，因此国内车规MCU自给率一直以来较低，本土MCU企业较难打入。但步入新能源汽车时代，国产电动车品牌强势崛起，多家国内MCU企业纷纷布局车规业务，叠加2020-2022汽车电子缺芯所带来的机会窗口，国内车规MCU的市场规模占比有望逐步获得提高。2.4.市场规模：三大驱动力支撑，300亿美元广阔赛道全球和中国MCU市场潜力巨大。根据PrecedenceResearch，2022年全球MCU市场为282亿美元，预计2030年有望达582亿美元，未来8年CAGR为9.48%。根据IHS和ICInsights，2022年中国MCU市场规模约为390亿元，同比增长6.8%，预计2026年将有望突破500亿元，未来增长前景广阔。我们认为中国及全球MCU市场未来强劲的增长预期主要基于以下3大驱动力支撑：（1）汽车“三化”：汽车电动化、智能化和网联化的“三化”趋势使得汽车产业对电子元器件的需求水涨船高，提高了汽车电子在新能源整车制造中的成本比重，拓宽了车规MCU的成长空间，因而带动了MCU价值量近年来不断提高，未来随着新能源汽车渗透率进一步提高，智能驾驶级别不断升高，智能座舱体验不断升级，会有愈来愈多的场景需要高性能的MCU来支持复杂的计算和实时的操作，有望推动车规级MCU量价齐升。（2）消费电子IoT化：随着IoT（物联网）技术在消费电子中的融入程度不断提高，各类消费电子，诸如智能家居、智能穿戴、智能音箱、家用医疗器械等场景对于小型、低功耗、高实时性的嵌入式MCU主控芯片的需求也与日俱增，尤其智能家居对于传统白电产品在智能化、变频化、互联互通性和个性化定制上的颠覆，有望重塑传统家电产品的用户体验，而MCU作为消费电子在智能控制、通信互联、能源管理和数据采集分析以及边缘计算的核心硬件，也有望在IoT时代迎来价值重估。（3）工业自动化：工业控制是仅次于汽车的全球MCU第二大应用市场，工控MCU广泛应用于PLC控制器、驱动电机、仪器仪表、工业机器人等关键应用场景，在数据采集分析、设备互联互通、控制逻辑运算及执行等环节扮演着举足轻重的作用，是工业自动化不可或缺的控制中枢。随着我国制造业智能化水平的不断升级，数控机床、精密机械、锂电设备、新能源汽车、机器人等科技含量更高的新兴产业逐渐崭露头角，MCU作为工业自动化所必需的“大脑”，也势必朝向更高算力、更高智能和更低功耗的方向发展，从而带动工控MCU的需求和性能不断升级。3.汽车电子：汽车“三化”驱动，国产替代前途广阔3.1.车规MCU是汽车电子的核心部件MCU是汽车电子不可或缺的核心元器件。车规级芯片按功能主要可分为主控芯片（MCU/SoC），功率芯片（IGBT），传感器芯片（CIS）和存储芯片（Memory）四大类，车规芯片广泛应用于汽车的动力系统、智能座舱及自动驾驶系统。在汽车电子中，小到车窗和座椅调节，大至动力总成，车身控制，电池电机控制，整车热管理系统，均有MCU的参与。3.2.新能源汽车是全球MCU市场主要驱动力（1）汽车电子是MCU第一大下游市场。在MCU的下游应用领域中，汽车电子占比最大，2021年市场规模约为86亿美元，市场份额达39%，且呈现逐年升高态势，是MCU第一大下游市场和主要驱动力。随着近年新能源汽车蓬勃发展，汽车电动化、智能化和网联化的趋势使得汽车产业对电子元器件的需求水涨船高，提高了汽车电子在新能源整车制造中的成本比重，因而带动了汽车电子占整车成本的价值量比重近年来不断提高。根据中商情报网预测，预计到2030年，汽车电子将占整车制造成本的近50%。（2）汽车“三化”革命重塑整车产业链，MCU迎来新机遇。在碳中和和汽车“三化”的大背景下，全球各个主要国家均已对燃油车的禁售时间表做出了承诺，电动车对燃油车的替代已不可逆转。新能源车带来的对汽车能源体系的革命，已经颠覆和重塑了燃油车的整车供应链，传统燃油车时代的“三大件”（发动机、底盘、变速箱）如今已逐渐被高度电气化的电池、电机和电控系统所取代，而MCU作为新能源汽车的重要元器件，也有望在汽车智能化趋势的大背景下获得价值重估。（3）新能源汽车高速发展给车规MCU带来强劲驱动力。根据中汽协，2022年我国新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比增长96.9%和93.4%，产销量已连续8年位居全球第一；截至2023年7月，我国新能源车市场渗透率达35.7%(同比提升11.2pct)，未来替代空间仍非常广阔。根据中国市场协会，传统普通燃油车携带ECU（由MCU、存储器、传感器、输入/输出接口等集成电路组成的电子控制单元）约为70个，豪华燃油车ECU约为150个，而智能汽车由于智能座舱和高级别辅助驾驶等高算力需求，其携带ECU数量会激增至约300个，为普通燃油车4.3倍，而每个ECU单元里至少需要使用一颗MCU芯片。因此，随着汽车智能化程度加深，MCU的需求量也随之增多，这也佐证了汽车电子在全球MCU下游构成占比逐年升高至近40%的原因。3.3.车规MCU认证标准严苛，进入壁垒较高（1）车规级芯片工艺标准严苛，质量要求极高。汽车芯片工作环境复杂，一旦失灵就意味着严重后果，因此车规MCU对于安全性和稳定性要求极高。与消费和工业级MCU相比，车规级芯片工作环境复杂多变，具有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围广等特点，对温度耐受性要求一般在-40-155℃，同时还要具备耐振动冲击、高低温交变、防水、防晒、抗干扰能力。同时，由于汽车生命周期较长，产品工作寿命要求为15-20年，供货周期要求也在15年以上，因而对产品不良率和可靠性也提出了极为严苛的标准。（2）车规芯片认证的标准严格，流程漫长，门槛较高，但产品生命周期也较长。汽车芯片在进入整车供应链前，须同时满足AEC-Q100、IATF16949和ISO26262的三大车规标准：在设计阶段，必须严格遵循ISO26262的功能安全标准；在流片和封装阶段，AECQ和IATF16949则是必须满足的标准；而在测试阶段，需遵循AEC-Q100/Q104进行测试。（3）由于车规MCU厂商多采用Fabless模式，因此主要适用于AEC-Q系列和ISO26262两项认证。其中：AEC-Q系列主要对元器件进行可靠性测试，涵盖Grade0至3四个等级，其中Grade0级的工作温度范围达到了-40至150度，是进入汽车前装市场的准入“门票”。ISO26262标准覆盖了从概念设计、产品开发、批量生产到报废的全生命周期所需的失效防治技术和管理流程，以确保芯片符合汽车安全完整性等级（ASIL）。根据危险事件严重度、暴露率和可控性等指标，ASIL被分为A到D四等，其中ASIL-D为最高等级，对功能安全要求最为严格，QM则表示不具有功能安全风险。综上，车规级芯片认证过程困难重重，周期较长，从流片到量产出货，往往需要2到3年的时间。然而一旦成功打入整车供应链，就能享受至少10年以上的供货周期，从而和下游车厂建立深度绑定。3.4.车规MCU自主率不足5%，国产替代空间广阔（1）车规MCU市场长期被美欧日芯片巨头垄断，国产车规MCU市场占有率尚不足5%，国产替代空间广阔。根据IHSMarkit的数据，2020年全球车规MCU的供应中，瑞萨电子占到30%，全球前七大供应商均为美欧日IDM大厂，占据了全球98%车规MCU的市场份额。根据中国汽车工业协会副秘书长叶盛基在2021年中国汽车论坛的主题演讲，当前我国各类芯片中MCU控制芯片最为紧缺，国内MCU控制芯片企业最为薄弱，其中汽车芯片自给率尚不足5%，仍有极大国产替代空间。我们认为，我国车规级MCU产业长久以来突破较慢原因主要可以归结为以下三点：1）车规MCU技术工艺严苛，研发周期长，企业研发动力不足；2）车规认证标准严苛且周期较长，不确定性较大，投资风险较高；3）长期以来传统燃油车市场被欧、美、日品牌统治，因此整车供应链也长期由外资把控，新进国产供应商想要切入前装市场难度极高。在2020-2022年全球缺芯高潮下，国产MCU已逐步开始打入下游整车供应链，加速了汽车MCU国产化进程。（2）新能源时代自主品牌强势崛起，本土MCU厂商迎来更多市场导入机会。新能源时代，我国多年以来在新能源产业的大力投入，先发优势下已经建立了成熟的产业链和人才配套，大幅降低了造车门槛，使传统自主品牌和蔚小理等造车新势力借新能源的东风实现了对燃油车传统豪强的弯道超车。根据乘联会，2020年中国乘用车市场自主品牌销量份额为35.7%，2022年则迅速跃升至47.3%；2023年7月，自主品牌市场份额达到创纪录的53.2%，首次超过50%。此消彼长，日系品牌从2020年的24.1%大幅锐减至17.3%，德系、韩系、美系品牌也均有明显下滑。我们认为新能源汽车的动力革命重塑了全球汽车市场的竞争格局，传统油车品牌的护城河（发动机和变速箱）将逐渐被三电系统所替代，国产品牌凭借国内成熟产业链和软硬件创新优势逐步实现弯道超车，有望带动本土汽车电子供应链的发展，国产MCU厂商也将迎来市场导入的机会窗口，从而重塑车规MCU市场的竞争格局。（3）工艺节点集中在40nm及以上成熟制程，不受芯片制裁影响。全球车规MCU目前主要以40nm-90nm制程为主流工艺节点，仅少部分豪华车型会部分采用28nm制程的MCU。一是由于车载MCU本身对算力和集成度的要求不像消费级芯片那么高，因而无需先进的制程；同时，MCU内置的嵌入式存储自身制程也限制了MCU制程的提升。因此，从主流车规MCU的生产工艺节点看，本土芯片代工厂如中芯国际和华虹宏力已经具备自主制造的能力。长期来看，随着国内各代工厂在成熟制程工艺上的持续优化和产能扩张，辅以RISC-V等开源指令集架构的发展，国内MCU厂商通过与上游代工厂的通力协作，有望共同推动国产MCU性价比不断升高，以中低阶车规MCU为切入口，把握自主品牌和造车新势力迅速崛起的时间窗口，逐渐导入整车供应链体系，最终逐步实现国产替代。4.消费电子：IoT和智能家居驱动MCU高速增长4.1.消费电子为我国MCU市场第一大下游应用（1）消费电子是国内MCU第一大下游市场，应用领域极为广泛。我国作为全球消费电子产业大国，PC、手机、家电、可穿戴设备等消费电子产品的制造和组装环节高度集中，对于消费级MCU的需求量较大，因此消费电子目前仍为国内MCU最大的下游市场。消费级MCU凭借其低功耗、高性价比，低延时等优势，广泛应用于智能手机、智能家居、可穿戴设备等应用场景。（2）消费级MCU需求持续增长，有望成为百亿级市场。根据前瞻产业研究院，我国消费电子产业对MCU的需求规模自2015年以来一直呈现稳步上升态势。随着5G的普及，AI和IoT等新兴技术的赋能，消费电子产品智能化和网联化程度将不断提高，从而带动消费级MCU蓬勃发展，预计到2026年，我国消费电子MCU需求规模将有望达97亿元。4.2.万物互联时代，MCU是IoT实现智能化操作的核心（1）MCU是IoT实现智能化操作的核心元器件。IoT（InternetofThings）即物联网，是一种技术概念，其核心是指将物理世界中的各类设备（如家电、汽车等）连接到互联网，以实现数据的采集、交换、通信、运算和远程控制，从而实现设备的互联互通和智能化应用。IoT技术的实现在硬件层面主要依赖传感器（感知层）、无线通讯模组（网络层）和MCU（应用层）三大核心模块所构成的嵌入式系统，其中MCU作为嵌入式系统的“大脑”，主要负责对传感器输入的温度、距离等数据进行采集分析、逻辑运算，并最终达成各类控制功能的实现，因此MCU是IoT实现智能化操作的核心元器件。（2）全球IoT市场空间广阔，设备连接数量不断增加，有望带动MCU需求上升。根据Statista，2022年全球IoT市场规模约为9700亿美元，同比增长25.4%，预计2028年有望突破2万亿美元，未来5年CAGR达13.6%。从设备连接数量来看，2022年全球IoT设备连接数约为131亿台，预计到2030年将达到接近300亿台，未来5年CAGR达9.0%。我们认为随着5G网络的普及、AI技术的赋能以及万物互联需求的催化，消费电子产品智能化、网联化、集成化的趋势愈加明确，而MCU作为实现数据采集分析、远程智能控制、互联通信和执行输出的重要硬件，其需求量和价值量都有望得到显著带动。4.3.智能家居增长空间广阔，为MCU产业注入新动能（1）智能家居有望颠覆传统白电产业，是IoT在消费电子领域的主要驱动力。智能家居（SmartHome）是指将家中常用的各类设备，如照明、音响、冰箱、彩电等硬件，通过嵌入式的IoT系统连接网络，以实现家居设备的互联互通、自动控制、远程控制、语音控制等智能化操作，从而提高人们居住舒适度、便捷度的一种智能硬件解决方案。与传统家电相比，智能家居智能化、网联化、集成化特点显著，其融合了IoT、云计算、人工智能等技术，对传统白电产品有着颠覆性的功能和体验，因此其对处理器芯片、传感器芯片、通信连接芯片的性能和数量需求有着显著的提升，这意味着MCU所承载的功能愈加复杂，所需的外设接口更加丰富，主频、Flash、RAM等性能规格的要求也将不断提高。（2）智能家居市场未来增长空间广阔，中国占全球近四分之一体量。根据PrecedenceResearch，2022年全球智能家居市场规模约为800亿美元，预计到2032年有望达到5820亿美元，未来十年CAGR为21.9%。根据Daxueconsulting，中国2021年智能家居市场规模约为201亿美元，预计到2026年有望达到426亿美元，占全球市场将近四分之一，未来增长空间广阔，而MCU作为智能家居智能化的基础，有望因此获益。（3）MCU在智能家居设备中应用广泛，带动消费级MCU需求提升。MCU智能家居设备中主要运用于诸如电容式触摸感应接口、触摸屏接口、摄像头接口、不同模拟传感器输入检测、USB接口以及电池充电与监控等众多功能的实现，可广泛适用于智能家居的各类场景随着物联网、云计算和AI等技术的推动，智能家居的渗透率有望持续提升，从而驱动消费级MCU需求和价值量随之提升。（4）当前智能家居渗透率仍较低，未来仍有较大升级空间。根据Statista的数据，2022年全球智能家居渗透率仅为14.2%，预计到2027年有望攀升至28.8%，未来五年渗透率CAGR约为15.2%，仍有巨大的升级和替代空间。（5）我国智能家居渗透率尚不足20%，对比欧美发达国家30%以上的渗透率仍有较大追赶空间。从国家来看，Statista统计2022年全球智能家居渗透率在30%以上的国家主要以欧美发达国家为主，中国智能家居渗透率尚不足20%，东南亚只有马来西亚、泰国和印度尼西亚超10%，非洲各国渗透率均低于10%，非欧美国家总体仍有较大的追赶空间。我们认为随着未来智能家居的体验不断升级，消费者对万物互联的需求不断提高，叠加米家、华为等科技厂商在IoT和智能家居领域的积极布局和用户培育，我国智能家居渗透率将有望持续提高，从而不断为消费级MCU注入新的驱动力。5.工业控制：MCU第二大下游应用领域5.1.工业4.0时代，工业控制和自动化市场前景广阔工业4.0时代，工业自动化市场增长空间广阔。工业4.0是2013年由德国首先提出，其本质是将计算机、物联网、大数据、人工智能等先进技术融入传统制造业，将制造业从生产要素驱动向数据驱动、智能化、高度自动化的方向转型，被称为人类第四次工业革命。工业自动化是工业4.0的核心，其本质是指机器设备或生产过程在无人工干预前提下，按预期目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称，是涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等领域的一门综合性技术。根据Statista，2022年全球工控及自动化市场规模达2343亿美元，预计2026年将达到3396亿美元，未来4年CAGR达9.7%。随着我国人口红利趋缓、劳动力成本上升，老龄化程度提高，工业自动化已成为我国在制造业重点发力的领域，也是我国实现制造业转型和升级的重要手段。根据中国工控网，2021年我国工业自动化市场规模达2530亿元，预计2023年我国工业自动化市场规模将增长至3115亿元，增速高于全球，未来前景广阔。5.2.MCU是实现工业自动化的核心部件（1）工业控制系统的三大支柱是PLC控制器、仪表和电机/变频器，MCU是其中的核心。一个典型的工业控制系统通常由监视层、控制层和现场层三大架构组成，其中：1）监视层主要由ERP软件、报警系统和数据存储系统构成，负责监视生产过程，对设备、数据进行实时监测，从而确保生产稳定性和安全性；2）控制层主要由PLC控制器、DCS控制系统、通信设备和控制软件组成，负责将监视层的指令转化为实际的参数调整、设备启停等控制操作；3）现场层主要由传感器、仪表、电机/变频器构成，负责接收控制层发来的指令并实际执行工业过程，实时监测参数并将数据传递给控制层和监视层，确保工控系统的稳定运行。在工控系统中，位于控制层的PLC控制器、现场层的电机/变频器通常被认为是三大核心支柱，决定着工控系统的整体性能，而MCU作为这些设备的核心控制器，可用于处理各类信号的输入输出、读取和分析各类参数，控制电机转速和功率等，是实现工业控制自动化和智能化的关键部件之一。（2）PLC是工控系统的核心装置，MCU功不可没。PLC(ProgrammableLogicController)即可编程逻辑控制器，是工业自动化系统中最核心的控制装置，其一般由微处理器（MCU/CPU）、存储器、I/O接口、通信/拓展模块和电源装置组成。PLC通常和传感器对接，利用传感器采集的现场信号，经由MCU/CPU的逻辑运算，通过通讯模块将可视化的数据传输到人机界面，并将执行信号输出到外部的执行器或受控设备，最后回传到云端管理，形成完整的工业联网。随着工业自动化的发展，PLC所需要控制的逻辑关系愈加复杂，拓展的模块日益增多，对联网通信的要求越来越高，与之对应，作为其逻辑运算核心的MCU将朝着更高算力、更大存储、更多I/O接口的方向发展，从而带动MCU量价齐升。（3）全球PLC市场稳步增长，国产替代大有可为。根据亿渡数据，2021年全球PLC市场规模为112亿美元，预计到2026年有望达到131亿美元，未来四年CAGR约为3.37%。2021年中国PLC市场规模约为154亿元，预计2026年有望达到193亿元，未来4年CAGR达4.65%，高于全球增速。从市场份额来看，当前我国PLC市场仍由国外龙头企业主导，西门子、三菱、欧姆龙、罗克韦尔总共占据70%的市场份额，台达、汇川技术、信捷电气等国产PLC企业尽管仍有差距，但在小型PLC市场已逐渐展现竞争力，随着未来国产PLC企业市占率逐渐升高，有望加快国产MCU/嵌入式CPU企业在工控领域的导入。（4）BLDC无刷电机有望替代传统直流电机和感应电机，工控MCU有望获益。BLDC（BrushlessDCMotor）即无刷直流电机，与传统的直流电机不同，它采用电子换向器取代了机械刷子从而实现转子的换向。因此，BLDC电机既有直流电机良好的调速性能，又有交流电机结构简单、无换向火花的特点，具有高效率、低噪音、长寿命和精密控制等优势，因此近年来已成为了工业控制领域的一大趋势，广泛应用于工业自动化、工业机器人、风力涡轮机等对能源效率、精确控制和高可靠性有需求的场景。一个BLDC电机通常需要至少一个MCU用于电气信号检测、换向控制、速度/扭矩控制等核心指令，是电机运作不可或缺的控制中枢。根据PrecedenceResearch的预测，2022年全球BLDC电机市场规模约为190.7亿美元，预计2032年有望增长至318.7亿美元，未来10年CAGR为5.27%，未来随着全球对节能和能源效率的不断增加，工业机器人的普及，BLDC电机渗透率将不断提高，从而驱动相关的MCU不断蓬勃增长。6.MCU行业代表企业简介6.1.国芯科技：车规MCU12条产品线系列化布局国芯科技是一家致力于国产自主可控嵌入式CPU研发以及自主芯片设计与销售的Fabless芯片设计公司。公司成立于2001年，总部位于苏州，2022年登陆科创板(688262.SH)。2022年公司主营业务主要包括：1）芯片定制服务（48.9%）2）自主芯片及模组产品以及（40.9%）3）CPUIP授权（7.9%），产品主要集中在汽车电子和工业控制、信息安全、边缘计算和网络通信三大板块。公司深耕嵌入式CPU内核20余年，截至2023H1，公司已成功实现基于M*Core、PowerPC和RISC-V三大指令集8大系列40余款CPU内核的自主研发，旗下SoC设计平台可实现12nm/14nm/28nm/40nm/65nm/90nm/130nm/180nm等工艺节点芯片的快速开发。6.1.1.公司发展历程：耕耘汽车芯片14年，12条车规产品线全面布局公司汽车电子芯片产品覆盖较全，与下游整车厂和Tier1供应商合作关系紧密。截至2023年8月，公司已在12条产品线上实现系列化布局，涵盖汽车车身控制芯片、动力总成控制芯片、域控制芯片、新能源电池BMS控制芯片、车联网安全芯片、数模混合信号类芯片、汽车专用SoC芯片、安全气囊芯片、辅助驾驶处理芯片和智能传感芯片等。公司与埃泰克、科世达等10多家的Tier1模组厂商，与潍柴动力、奥易克斯等多家发动机及模组厂商，和比亚迪、吉利、上汽、奇瑞、小鹏等众多汽车整机厂商都有较为紧密的合作关系。围绕前述10条产品线，公司正全力推进汽车芯片的研发和市场开拓，基于公司汽车芯片进行应用产品开发的客户已超过50家。截至2023年7月，公司中高端汽车电子芯片已实现超过500万颗出货，在汽车电子市场的影响力不断扩大。6.1.2.营收量价：定制业务量价齐增，汽车电子芯片高速增长营收高速增长，芯片定制和自主芯片业务稳步攀升。公司2022年营收为5.25亿元，2018-2022年同比增速分别为48.8%/18.9%/12.1%/57.0%/28.8%，过去五年CAGR为28.1%，营收增长迅猛。从板块看，芯片定制服务、自主芯片及模组产品业务增长较快，两者营收从2018年的1.59亿元增长至2022年的4.72亿元，过去5年CAGR为31.3%，占比也从2018年的76.5%一路攀升至2022年的89.8%，而IP授权业务则趋于平缓，2022年营收0.41亿元，占比约7.9%。6.1.3.利润三费：费用管控优异，高强度研发铸就长久竞争力产品结构变化叠加晶圆成本因素影响，毛利率短期承压。2018-2023H1，公司毛利率分别为57.9%/58.3%/66.2%/52.9%/42.0%/25.5%，2021-2023H1呈现下降趋势，主要是由于：1）2020年芯片定制服务国家重大需求领域客户占比提升，相关项目研发难度高，毛利高，拉高该年整体毛利水平，产生一定高基数效应；2）2021年公司整体营收大幅增长，营业成本上升，自主芯片及模组营收占比较高，其毛利率较IP授权和定制量产略低，使整体毛利率有所下降；3）2022和2023H1主要系全球缺“芯”影响，上游晶圆制造产能紧张，定制芯片业务的芯片量产制造成本有所上升，使得2022年下半年到2023年Q1代工成本上升了26%；而部分大额量产订单的价格于2021年10月锁定，直到2022年下半年才开始确认收入，致使公司2022和2023H1毛利短期承压。我们认为后续随着全球缺“芯”和晶圆厂产能趋于缓和，叠加公司产品线不断优化，规模效应显现逐渐摊薄代工成本，公司毛利率有望于2023H2得到显著改善。销售/管理费用率持续优化。2018-2023H1，公司管理费用占比分别为10.1%/10.9%/9.8%/8.5%/7.2%/11.1%，销售费用占比分别为11.1%/10.0%/12.0%/9.3%/7.1%/9.2%，2018-2022销售费用和管理费用营收占比整体呈现下降趋势，2023H1由于公司大幅扩张销售和研发团队招聘规模，导致销售和管理费用率短期有所升高，我们认为随着公司下半年自主芯片开始放量和确认收入，费用率有望逐步趋稳。受益于公司Fabless（无晶圆厂）的轻资产经营模式，公司资产负债率长期处于15%以下，财务费用一直保持较低水平，因此也仍有较大的杠杆空间以支撑公司未来的研发和流动资金需求。高强度研发投入确保公司长久竞争力。公司期间费用的最大支出去向为研发投入，2018-2023H1研发投入占比为33.1%/28.7%/32.3%/22.0%/29.0%/49.9%，研发投入总额从2018年的6446万元增长至2022年的1.52亿元，研发投入增长迅猛，主要是由于1）公司近年来大力布局汽车电子、RAID控制芯片、云安全芯片等自主芯片的研发，2022年研发团队同比扩张了41.8%；2）公司作为Fabless芯片设计公司，需要保持高强度的研发投入以确保其在CPU内核研发、芯片产品性能及RISC-V等新型指令集上的技术前瞻性，从而稳固其长期的核心竞争力。6.1.4.公司关注要素总结：CPU自主可控，车规MCU领域全面对标恩智浦公司CPU内核完全自主可控，车规12条产品线已完成系列化布局。CPU内核方面，公司立足于M*Core指令集，前瞻布局PowerPC和RISC-V两大开源指令集，实现了嵌入式CPU芯片IP底层技术和架构的完全“自主、安全、可控”，从根本上保证了公司的长期核心技术竞争力，为自主可控芯片构筑护城河。车规MCU方面，公司目前已在汽车电子芯片12条产品线上实现系列化布局，涵盖车身控制、动力总成、域控制器、线控底盘、新能源电池BMS、车规安全芯片、主动降噪SoC等，全面覆盖汽车电子各个领域，性能比肩恩智浦。公司已成功打入多个Tier1供应商及整车供应链，与埃泰克、科世达等10多家的Tier1模组厂商、与潍柴动力、奥易克斯等多家发动机及模组厂商、以及比亚迪、上汽、吉利、小鹏等十余家汽车整机厂都有紧密的合作关系，目前基于公司汽车电子芯片进行应用产品开发的客户已超50家。截至2023H1，公司汽车电子和工控业务已完成订单0.48亿，在手订单0.73亿，已量产模组13个，实现Design-in模组56个，随着2023H2整车厂芯片库存去化接近尾声，下半年公司车规MCU芯片有望加速放量。6.2.兆易创新：NORFlash+MCU双龙头兆易创新是一家致力于开发先进的存储器技术和IC解决方案的全球领先的Fabless芯片供应商。公司成立于2005年，总部位于北京，2016年登陆主板（603986.SH）。2022年公司主营业务主要包括：1）存储芯片（59.4%）2）MCU（34.8%）3）传感器（5.4%），公司存储产品广泛用于消费电子、工业、汽车、物联网和电信等多个领域，MCU产品在工业应用、消费电子和手持设备以及汽车电子领域也有广泛应用。公司在深耕存储行业的同时，前瞻布局MCU市场，截至2023H1，公司在NORFlash市场占据全球约20%市场份额，位居全球第三，仅次于华邦和旺宏；公司MCU市场份额位居国内第一，全球第七，目前公司MCU产品累计出货已超13亿颗；此外，公司还是国内第二大指纹传感器供应商。6.2.1.公司MCU业务发展历程：前瞻布局MCU市场，高端领域有望破局公司是国内32位MCU领导厂商，市场占有率国内第一，全球第七。无线MCU领域，公司于2022年实现GD32W515系列Wi-Fi产品的量产，并预计于2023年下半年发布第二款基于RISC-V内核的Wi-Fi产品；在汽车应用领域，公司发布了GD32A503系列车规级MCU产品，为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供开发之选，并已与业界多家领先的Tier1供应商和整车厂建立了长期战略合作关系；截至2023H1，公司GD32MCU产品已成功量产41大产品系列、超500款MCU产品，实现对通用型、低成本、高性能、低功耗、无线连接等主流应用市场的全覆盖。公司还推出中国首款基于Arm®Cortex®-M7内核的GD32H系列超高性能MCU。此外，适用于智能家电、智慧家居、工业互联网、通信网关等多种无线连接场景，基于RISC-V内核的全新双频双模无线MCUGD32VW553系列产品也正在有序推进。6.2.2.营收量价：存储芯片保持较高营收占比，MCU业务持续高速增长营收保持稳定增长，MCU业务占比提升迅猛，2023H1产品价格承压致使营收短期下降。公司2022年营收为81.3亿元，2018-2022年同比增速分别为11%/43%/40%/89%/-4.5%，过去五年CAGR为37.9%，增速总体保持较高水平；2023Q1和H1营收分别为13.4亿和29.7亿，同比分别-39.85%和-37.97%，主要受全球经济环境和行业周期影响，消费电子整体市场整体较为低迷，工业市场需求不及预期，进而导致产品销售价格承压，营收短期呈下降趋势，但第二季度已逐渐趋于稳定，营收环比略有改善。从板块看，MCU业务始终保持高速增长趋势，2019年至2022年营收从4.44亿提升至28.29亿，CAGR超过50%，占比提升至35%，已成为公司第二大营收支柱，目前公司MCU产品累计出货已超13亿颗，Omdia数据显示2021年公司在全球MCU市场占有率约为1.6%，为国内第一，世界第七，未来在工控和车规MCU领域仍有较大国产替代空间。6.2.3.利润三费：费用端管控稳健，研发力度增大保证公司长久竞争力盈利水平整体稳健，2023H1受行业周期和市场状况影响，毛利率短期承压。2018-2023H1，公司毛利率分别为38.3%/40.5%/37.4%/46.5%/47.7%/33.4%，总体而言2018年至2022年公司毛利率呈现稳定上升趋势，但2023年以来公司毛利率下降较大，主要是由于1）2023H1行业整体仍处下行去库周期，存储、MCU、传感产品价格同比承压2）公司战略始终以提高市占率为主导，在行业处于下行周期时，公司会选择牺牲一部分毛利率以换取更高的市占率从而确保公司长久市场竞争力。我们认为目前不论是存储芯片还是MCU价格均已进入筑底阶段，公司毛利压力逐渐减小，2023H2有望逐步实现筑底回升。费用率基本保持稳定，财务费用管理优异，现金流优于同业。2018-2023H1，公司管理费用率分别为14.9%/16.7%/15.8%/14.5%/16.7%/21.9%，销售费用率分别为3.4%/3.9%/4.3%/2.6%/3.3%/4.3%，财务费用率分别为-1.1%/-0.8%/1.3%/-1.4%/-4.2%/-6.7%，2018-2023H1销售和管理费用均保持较低水平，其中2023H1管理和研发费用率略有提高，主要是由于公司在研发开支上并未显著减少，因此相对大幅下滑的营收占比有所提高；公司财务费用管理优异，资产负债率不到10%，现金流和流动性状况显著优于同业。持续高强度研发为公司产品竞争力提供保障。公司近年研发投入一直保持增长趋势，2018至2023H1研发费用率分别为9.3%/11.3%/11.1%/9.9%/11.5%/16.1%，2018年以来研发投入一直保持高增，2023H1尽管市场行情低迷，公司研发投入同比也仅略微减少4.07%。公司一直以来高强度的研发主要是由于1）DRAM产品研发投入大、周期长，公司为丰富DRAM产品系列，近两年不断加大研发投入，并在DDR4产品基础上，推出了DDR3L产品系列，同时预计2024年完成对8GbDDR4产品的研发；2）MCU作为公司目前第二大业务板块，面临众多海外IDM大厂的竞争，因此需要高强度的研发投入以保证其在市场上的竞争力。3）公司作为Fabless芯片设计公司，高强度研发投入带来的高质量、高创新产品可以为公司核心竞争力提供保障，从而保障公司在存储和MCU的龙头地位。6.2.4.公司关注要素总结：多元化布局，MCU有望实现国产替代公司存储、MCU、传感器三大业务齐头并进，MCU发展迅速，不断扩张产品规模。存储业务方面，公司产品全面覆盖NORFlash、SLCNandFlash和DRAM，其中NORFlash产品可满足客户不同应用领域对容量、电压以及封装形式的需求；NANDFlash经过多年的发展，在消费电子、工业、汽车电子等领域已经实现了全品类的产品覆盖；DRAM产品可广泛应用在智慧家庭、工业、车载影音系统等领域。MCU业务方面，公司已成功量产41个产品系列、超过500款MCU产品，已与业界多家领先的Tier1供应商和整车厂建立了长期战略合作关系，目前市场份额为国内第一，全球第七，产品累计出货已超13亿颗。传感器业务方面，公司在LCD触控、电容指纹、光学指纹市场都有广泛的应用，其中触控芯片年出货近亿颗，指纹产品也已成为市场主流方案商。6.3.中微半导：深耕家电及消费类MCU，8位和32位双驱动中微半导体是一家以MCU为核心的平台型芯片设计公司，专注于数模混合信号芯片、模拟芯片的研发、设计与销售。公司成立于2001年，总部位于深圳，2022年登陆上交所科创板（688380.SH）。公司主营业务包括小家电MCU（41.8%）、消费电子MCU（40.6%）和工控MCU（12.5%）。自成立以来，公司围绕控制器所需芯片从ASIC芯片设计开始，不断拓展技术布局，如今掌握8位和32位MCU、高精度模拟、功率驱动、功率器件、无线射频和底层核心算法等设计能力，公司产品广泛应用于智能家电、消费电子、工业控制、医疗健康、汽车电子等领域。6.3.1.公司MCU业务发展历程：老牌8位MCU厂商，逐步向32位扩张公司在芯片设计领域深耕20余年，具有技术布局全、产品线丰富、供应链保障度高等优势。公司积累的自主IP超过1000个，掌握主流系列MCU、高精度模拟、功率驱动、功率器件、无线射频、高性能触摸和底层核心算法的设计能力；公司产品在55nm至180nmCMOS工艺、90nm至350nmBCD、高压700V驱动、双极、SGTMOS、IGBT等工艺制程上投产；公司产品系列全，包括通用MCU（8位、32位）、专用ASIC、混合信号SoC、功率器件等，广泛应用于美的、格力、九阳、ATL、TTI、Nidec等国内外品牌客户，可供销售产品达900余款，近三年累计出货量超过22亿颗。2021年10月公司芯片在12英寸55nm和90nmeFlash工艺上实现量产，成为华虹半导体55nm和90nmeFlash工艺平台的首发客户。6.3.2.营收量价：业绩短期承压，加码布局汽车+工控领域营收快速增长，业务逐渐由小家电控制芯片迈向消费电子芯片。2018-2023H1公司营收分别为1.75亿元/2.45亿元/3.78亿元/11.09亿元/6.37亿元和2.88亿元。2019-2022年同比增速分别为39.8%/54.3%/193.7%/-42.6%。2022年受到宏观经济增速放缓和行业周期影响等多方面因素的影响，消费电子市场和家电市场需求不景气，使得公司营收有明显下降。从板块看，随着公司新品的推出下游应用的不断拓展，小家电控制芯片的占比逐步下降，从2018年占比81%下降至2022年的41.8%。消费电子芯片比例不断提高，营收由2018年的0.26亿元增至2022年的2.58亿元，占比由2018年的15%增至2022年的40.6%。同时，公司加码布局工控和汽车电子MCU领域，目前主要研发项目包括大家电主控芯片研发项目、车规级MCU系列芯片研发项目、基于55/40nm制程的芯片研发项目、下一代电机系列芯片项目等，未来有望注入全新增长极。6.3.3.利润三费：毛利率短期承压，逆周期研发静待行业复苏整体来看，2018-2022年公司毛利率一直维持在40%以上，2023H1毛利率短期承压。2018-2023H1，公司毛利率分别为45.0%/43.9%/40.7%/68.9%/41.1%/20%。其中2021年毛利率大幅提升的主要原因是公司在2020年提前备货从而降低了2021年行业供应链问题导致的晶圆厂加工成本上涨带来的影响，叠加当时全球正处MCU缺“芯”高峰，MCU价格高企，因此使得公司毛利率受益较多。2023H1，受消费市场需求疲软和芯片行业去库存影响，公司毛利率下滑较多，随着公司逐步拓展32位产品线并进入车规、工控等高阶领域，我们认为公司毛利率有望逐步企稳改善。销售、管理、财务费用率占比整体管控稳健，财务费用管控优异。2018-2023H1销售费用占比分别为5.7%/4.7%/2.9%/1.9%/3.0%/2.7%，管理费用占比分别为21.9%/28.4%/12.9%/11.6%/24.6%/23.6%，其中2019年由于股权激励导致管理费用大幅提升。2022年，由于管理人员薪酬上涨，以及房租上涨，管理费用有所上涨。财务费用占比分别为1.6%/1.0%/-0.2%/-0.1%/-1.6%/-2.5%，管控较为优异。不断加大研发投入，逆周期投资静待行业周期回暖。2018-2023H1研发投入总额占比分别为14.3%/11.8%/8.7%/9.1%/19.5%/19.2%。研发投入总额从2018年2900万元增加至2022年1.24亿元。2018年-2020年期间研发比例逐渐下降主要为公司营收快速增长所致。2022年-2023H1研发投入总额占比增加，主要由于公司坚持逆周期投资战略，在市场下行周期维持高强度研发投入，积极布局大家电、工控、车规等新业务，实行8位+32位双驱动战略，导致研发费用上涨，但我们认为此举也有望多元化公司产品组合，夯实公司长久竞争力和利润水平。6.3.4.公司关注要素总结：以MCU为核心的平台型芯片设计企业老牌家电MCU厂商，车规和工控注入新动能。公司以小家电MCU起步，经过近20年发展，公司目前已研发出在高温、高压等恶劣环境下能够长期可靠运行的、具有高集成度的高性能家电MCU芯片。公司家电MCU客户包含美的、海尔、格力、万和、苏泊尔等知名品牌；产品广泛应用于热水器、电磁炉、微波炉、燃气灶、油烟机等小家电电器并拥有较高市场地位。同时，公司积极布局大家电、汽车电子、工业控制等中高端领域，截至2023H1，公司车规级MCUBAT32A系列产品进一步扩容，面向车身控制和汽车直流无刷电机应用的BAT32A233已在多家Tier1内测，市场反应良好，预计3季度批量供货；面向工业控制类主控MCUBAT32G127系列实现量产，具有超低功耗LCD显示驱动模块，适用于三表，测量，IoT应用，如水表、气表、热表、电压表、电流表、压力表以及燃气报警器可燃气体检测器等。6.4.乐鑫科技：物联网Wi-FiMCU龙头，AIoT潜力可期乐鑫科技是物联网Wi-FiMCU通信芯片及模组的领先供应商。乐鑫科技成立于2008年，总部位于上海，2019年登陆上交所科创板（688018.SH）。公司产品适用领域不断拓展，从平板电脑和机顶盒开始，逐渐扩展到AIoT领域。公司产品线从连接功能扩展到处理功能，涵盖了AI智能语音、图像识别、RISC-VMCU、WiFi6、BluetoothLE、Thread、Zigbee等技术。除了硬件产品，乐鑫科技还提供软件开发工具包和开发者社区，如ESPIDF、Mesh开发框架等，以降低客户的二次开发成本。根据《2023wirelessConnectivityMarketAnalysis》，2022年公司WiFi-MCU出货量市占率位居全球第一。6.4.1.公司MCU业务发展历程：专注物联网MCU，前瞻布局RISC-V深耕物联网芯片，自研RISC-V内核性能卓越。2014年，乐鑫科技推出了ESP8266EX物联网芯片，一款低功耗、高集成、性能稳定的Wi-Fi模块。2016年，乐鑫科技推出了更加强大的芯片产品ESP32，该产品集成了Wi-Fi和蓝牙功能的双核处理器芯片，具有更高的计算能力和更丰富的功能，可以满足更多复杂的物联网应用需求。2017年，乐鑫科技推出了ESP-IDF开发框架，该框架是专门为ESP系列芯片设计的开发工具，提供了丰富的软件库和开发工具，方便开发者快速开发物联网应用。2020年，乐鑫科技引入了ESP-NOW技术，这是一种低功耗、高可靠性的无线通信技术，可以实现物联网设备之间的快速通信。2020年11月，公司宣布推出首款Wi-Fi4+Bluetooth5(LE)的32位RISC-VMCU，标志着公司在产品硬件设计阶段不再依赖授权MCUIP。乐鑫科技目前已有ESP32-C6、ESP32-C3、ESP32-S2芯片搭载自研的RISC-V处理器，公司2023年初推出的ESP32-P4产品已实现双核400MHz性能，并支持AI扩展，未来公司产品将有望在更高端场景实现应用。6.4.2.营收量价：营收短期承压，综合毛利率维持稳定2022年由于半导体行业进入下行周期以及下游消费市场需求萎靡，公司营收短期承压，综合毛利率稳定。2019-2022年，公司分别实现营收7.57亿元、8.31亿元、13.86亿元、12.71亿元。乐鑫科技在2019-2021年受益于物联网下游市场快速发展和半导体行业产能紧缺，实现了快速放量的营收增长。然而，2022年半导体行业进入下行周期，下游消费市场需求萎靡，公司营收承压。但在2023年上半年，公司产品矩阵拓展，可适宜于更多的客户应用场景，取得营收6.67亿元，同比增长8.66%，营收增速转正。归母净利润为0.65亿元，同比增长2.05%，显示了乐鑫科技在市场下行周期依然强劲的韧性。6.4.3.利润三费：管理、销售费用稳步降低，研发投入逐年加强公司近年毛利率稳定在40%以上，韧性较强。公司2017-2021年毛利率整体呈现逐步缩窄态势，主要由于2019年新冠疫情爆发，公司执行特殊降价策略，同时模组出货量占比逐渐提升，从而使公司毛利率有所下降。2022-2023H1公司产品毛利率稳定在40%以上，相比同行业较多公司由于行业周期影响毛利率下跌至20%，公司毛利率韧性十足。公司芯片产品的占比从2016年的89.71%下降至2022年的31.94%，主要原因是海外需求者偏好模组产品，且公司主动收回了下游部分模组业务，向下游延伸产业链。公司销售费用率稳定，研发投入不断增长。公司管理费用占营收比重从2017年的32.9%先下降至2021的23.6%，后又上升至2023年上半年的31.1%，这可能是由于公司规模效应的显现和战略调整，导致管理费用相对于营收的比重的波动。销售费用率整体稳定在4%左右，较为稳定。公司研发费用占营收比重呈现整体上升态势，公司研发费用的增长主要来自于研发人员薪酬的增加，2022年末公司研发人员数为440人，同比增长了13.40%，随着公司产品向更广泛的无线通信SoC拓展以及在AI方面加大研发投入，预计研发费用支出将持续增加，从而确保公司在行业内的领先地位。6.4.4.公司关注要素总结：不断拓展产品边界，稳固物联网领域市场地位深耕物联网芯片领域，前瞻布局RISC-V掌握IP主动权。公司10多年来一直专注于AIoT领域的"连接"和"处理"需求，目前业务范围已经扩展到了包括自主研发底层操作系统的软件开发框架平台，即ESP-IDF，同时还提供了编译器和其他工具链。乐鑫科技凭借其强大的软硬件平台生态系统，一直在AIoT长尾市场中不断打造核心竞争力。在软件方面，公司拥有行业领先的操作系统和全面的AIoT开发平台，而且还建立了一个高度活跃的开发者社区，这为客户带来了强大的粘性，形成了独特的B2D2B商业模式。在硬件方面，公司一直专注于"处理+连接"，并持续推进WirelessSoC技术的边界。公司的产品矩阵在高端产线方向上不断追求更高的计算能力、更强的连接性，以及对AI的更好支持。同时，乐鑫科技也积极推动RISC-V自研内核的生态系统发展，随着新品上量节奏加速，规模效应对成本端的摊薄效应也将愈发显著。6.5.中颖电子：国内家电MCU龙头，布局车规创造第二曲线公司是国内领先的MCU设计企业，采用Fabless模式，所设计和销售的MCU产品主要应用于家用电器、电脑数码、智能电表和锂电池等领域。公司成立于1994年，总部位于上海，2012年中颖电子在深市创业板上市（300327.SZ）。公司MCU产品所属细分领域主要有工控MCU，锂电池管理芯片以及AMOLED显示驱动芯片。公司深耕工控MCU，家电MCU产品突破高端，加速国产替代，同时进军车规，定位车身控制；锂电池管理芯片由0.25um/0.11um工艺逐步向90nm/55nm精进，产品技术门槛高，近年来已成为国产AMOLED显示驱动芯片龙头厂商。6.5.1.公司MCU业务发展历程：专注家电MCU，车规MCU放量在即专注家电MCU设计，锂电池管理和显示驱动芯片持续突破。公司自2002年开始开发自有品牌MCU，2003年推出小家电MCU，2007年布局电源领域技术。公司主营业务包括工规级MCU芯片及OLED显示驱动芯片两大系列。公司MCU下游应用领域包括家电控制、电动自行车控制和锂电池管理。OLED显示驱动芯片主要用于手机和可穿戴产品的屏幕显示驱动。公司在家电MCU及锂电池管理芯片领域均处国内领先地位。此外，公司积极应对市场变化，投入55nm/40nm，12英寸晶圆制程产品研发，满足家电市场日益高端化的需求。目前公司在白色家电市占率排名第四，小家电MCU市占率最高可达约20%，公司2014年推出满足新国标要求的电动自行车控制MCU，市场占有率行业领先。截至2023H1，公司首款车规MCU已通过AECQ100的质量认证，已给多个客户端送样进行应用开发，也实现了首批小量销售，有望在2023H2实现量产。6.5.2.营收量价：公司整体营收和毛利较为稳健，1H23短期承压业绩短期承压，营收潜力巨大。公司2022年营收为16.02亿元，2019-2022年同比增速分别为10.1%/21.4%/47.6%/7.2%。2019-2021年公司营收增速始终保持在10%以上，增速在2021年达到峰值47.6%，2022年由于消费电子和家电消费较为低迷，公司营收增速显著放缓。公司2023H1营收为6.29亿，同比大幅下滑30.3%，半年度业绩承压主要系行业处于下行周期，全球消费电子和家电终端市场需求疲软导致国内外客户订单显著减少。我们认为当前家电和消费电子均处于筑底企稳阶段，随着下半年消费逐渐转暖，叠加公司多款新品下半年有望推向市场，我们认为2023H2公司的营收有望企稳回升。6.5.3.利润三费：高研发投入持续推进，利润有望回升库存积压叠加电芯成本上涨因素影响，毛利率短暂承压。2017-2023H1，公司毛利率分别为43.1%/43.8%/42.3%/40.5%/47.4%/45.8%/36.6%，2021-2023H1呈现下降趋势，主要是由于：1）动力锂电池管理芯片及家电主控芯片的销售同比下滑。动力锂电池管理芯片的销售下滑，主要受2022年锂电芯成本大幅上涨影响，部分领域的锂电渗透率不及预期，总体下游需求不振；2）家电主控芯片的销售下滑，主要是终端需求偏弱，客户端下半年的订单大幅减少，期间客户主要以消化内部库存为主，存货积压；3）晶圆代工厂的代工价格调涨，增加代工成本，给公司盈利能力带来较大压力。我们认为后续客户端的库存消化周期有望结束，晶圆代工价格开始出现松动，出现向下调整，国内经济在宏观政策的支持下可望逐步恢复活力，有利于公司在下半年提升盈利能力。公司整体费用率较为稳健，研发投入不断增高。2022年销售、管理、财务、研发费用率分别为1.3%/23.3%/-0.7%/20.2%，整体较为稳健，研发费用率呈现逐年走高态势，主要是由于公司不断加大在车规MCU、BMIC、智能家居、显示驱动芯片等项目