2023年MCU行业专题报告 智能化车规MCU市场概况及技术发展路径

核心观点：

推荐五大要素：1 依附我国汽车电动化及智能化快速发展，国内车规MCU企业持续受益，这是MCU最大的市场增量来源。2 智能汽车对MCU需求量至少是传统燃油汽车4.3倍，车规MCU需求旺盛。3 电动化及智能化汽车对MCU性能要求不断提升，高端车规MCU产品占比进一步提高，带动MCU行业整体ASP 提升。4 我国是车规MCU最大的需求市场，产业具有较大发展前景，但我国车规MCU自给率不足5%，国产替代仍有较 大的提升空间。5 本土MCU产商积极布局车规级产品，且性能逐渐成熟，加速国产化车规MCU产品市场渗透，逐步切入高端市场。

1、车规MCU市场概况及技术发展路径

MCU市场：新能源汽车驱动量价齐升

根据IC Insights，2022年全球MCU市场规模有望达239亿美元，同比增长8.1%；其中，2022年中国MCU市场规模预计约为58亿美元，同比增长约7.7%。受益于汽车电动化及智能化对汽车电子的需求提升，MCU作为汽车电子的核心，全球MCU市场规模有望逐年提升。我国新能源汽车产销量已连续8年位居全球第一，未来将保持快速发展态势，间接扩大我国MCU市场需求，是我国MCU市场强劲的驱动力，未来增速将高于全球平均水平。针对车规级MCU，随着全球新能源汽车的蓬勃发展，以及汽车智能化对MCU性能以及需求量不断提升，将间接提高MCU在整车的成本比重，不断拓宽车规MCU成长空间，驱动车规MCU量价齐升。

新能源汽车：MCU市场强劲的驱动力

根据中汽协的数据，自2021年起，我国新能源汽车持续爆发式增长，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%，渗透率达到25.6%，高于上年12.1个百分点。 根据搜狐汽车研究室和中国市场学会，传统普通燃油车携带ECU（由MCU、存储器、输入/输出接口等等大规模集成电路组成）约70个，豪华燃 油车约150个，而智能汽车由于智能座舱和自动驾驶的高算力需求，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。

车规MCU：汽车电子的核心部件

汽车电子中所使用的半导体即车规级芯片，主要有主控芯片（MCU/SoC），功率芯片（IGBT），传感器芯片(CIS)和存储芯片 (Flash) 四大类，车规级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，是汽车电子不可或缺的核心元器件。 MCU（Microcontroller Unit），即主控芯片，又称微控制器/单片机，是将 CPU、存储、外围功能都整合在单一芯片上具有控制功 能的芯片级计算机，广泛应用于消费电子、汽车、工业控制等领域。 依规格种类不同，MCU有8位、16位、32位等类型，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，都有MCU的参与。

车规MCU的种类及应用

32位MCU需求占比独占鳌头：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的趋势，32 位MCU销售额占比已经从2010 年的 38.1%提升至 2015 年的 53.7%，进而跃升至2021年65.8%。 随着汽车智能化和电动化进一步发展，汽车电子功能将 日趋复杂，势必推动车规MCU向更高性能，更小尺寸， 更低功耗的方向发展，32位芯片占比有望进一步提高， 从而带动行业的ASP随之升高。

车规MCU按位数可分为8位、16位和32位。位数即MCU单次处理数据宽 度，位数越高，MCU 性能越强。 8位MCU成本/功耗低，便于开发，性能可满足大部分场景需要，广泛应用 于基础功能如风扇、雨刷、天窗，座椅控制等领域。 32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，如汽车智能座舱、车身控制、辅助驾驶，行车安全系统等领域。 32位的CPU内核以ARM为主流架构，由于CPU指令集庞大，软件开发难 度较高，单价一般数倍于8位MCU，因而也有较高的研发壁垒。

车规级MCU的技术工艺门槛

车规级芯片认证难，周期长，标准严苛，进入门槛极高，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。 车规芯片有三大认证体系：AEC-Q100, IATF16949, ISO26262, 认证难 度大，周期长，从流片至量产出货往往需要3-5年时间，但一旦成功打入整 车供应链，即可享受至少10年以上的供货期，从而和下游车厂建立粘度。

车规级MCU：国产替代进行时

长期被外资主导，车规级MCU仍有巨大国产替代空间，根据Omdia，MCU市场主要由欧美日芯片厂商牢牢把持，前七大厂商占 据全球85.4%的市场份额，但各家企业的占比相对较为平均。 国内MCU市场方面，根据CSIA和中国汽车工业协会的数据，2021年国 内MCU市场约85%（2019年为94%）由外资把持，MCU国产化率低且 多集中于消费级，车规级MCU自给率尚不足5%，仍有很大国产替代空间。国产车规MCU产业突破较慢的主要原因是： 1. 工艺严苛，研发周期长，投资风险高； 2. 芯片认证难度高且周期长，不确定性大； 3. 全球整车供应链长期由外资把控，新供应商切入困难。

车规MCU需求旺盛，全球性缺芯为国产替代迎来时间窗口，根据富昌电子，2022年4季度的全球车规半导体仍处于供不 应求的状态，主要车规MCU大厂如意法半导体，恩智浦和 微芯科技都存在不同程度的供货紧张态势，不论是芯片价格 还是货期较之前两个季度都有明显的升高，部分产品交货周 期长达52周甚至处于配货状态，尚无具体货期。 海外大厂的产能扩张尚不能满足市场需求，国内MCU企业 有望把握这个供需错配的时间窗口，凭借先前的投入，与国 内下游造车新势力合作，加速车规级MCU的国产替代进程。

2、重点企业分析

恩智浦

公司简介，恩智浦成立于2006年，总部位于荷兰埃因霍温，是全球领先的IDM 半导体公司，其前身是飞利浦于1953年成立的的半导体事业部。公司 营收构成按终端市场应用可分为：汽车(52%)、工业和物联网(21%)、 通讯基础设施(15%)和移动设备(12%)四大版块。 主要产品包括MCU，ADAS，NFC，eSIM，射频器件与传感器等， 其中车规MCU市场份额约为24.9%(1Q22)。 全球10个芯片制造基地，从设计制造到封装测试全覆盖的全栈式IDM。 截至22Q4，恩智浦实现营收132亿美元，同比增长19.4%，毛利率 56.9%，净利率21.5%，归母净利润28.1亿美元，同比增长48.2%。

英飞凌

公司简介：英飞凌成立于1999年，总部位于德国慕尼黑，是全球领先的IDM半 导体公司，其前身是西门子的半导体部门。公司目前共有汽车电子 (45%)、工业功率控制(13%)、电源与传感系统(29%)和安全互联系 统(13%)四大事业部。 主要产品包括MCU，IGBT，安全IC，NOR Flash闪存，射频器件 与传感器等，其中车规MCU市场份额约为21.9%（22年1季度）。 全球19个芯片制造基地，从设计制造到封装测试全覆盖的全栈式IDM。 截至22Q4，英飞凌实现营收140亿美元，同比增长28.6%，毛利率 43.1%，净利率15.3%，归母净利润21.5亿美元，同比增长86.4%。

兆易创新

公司简介：兆易创新成立于2005年，总部位于北京，2016年登陆上交所，是一家国内领先的Fabless芯片设计公司。 主要产品包括NOR Flash存储芯片(58.5%)，MCU(36.5%)以 及传感器芯片(4.5%), 技术服务占约0.5%。  公司在Arm® 通用型MCU出货量在所有中国品牌排名第一。 2019年，推出全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用 MCU，并提供程序代码库、集成开发环境等完整工具链支持。截至22Q3，兆易创新实现总营收67.7亿人民币，同比增长 6.9%，毛利率48.5%，净利率30.9%，归母净利润20.9亿人民 币，同比增长26.9%。

四维图新

公司简介，四维图新成立于2002年，总部位于北京，2010年登陆深交所，是国内最大导航电子地图厂商。前身为国家测绘 局下属中国四维公司导航部，隶属于国资委直属的航天科技集团。2017年，公司通过并购合肥杰发科技正式进军车规MCU市场。 主 营 产 品 包 括 车 联 网 (37.2%) ， 导 航 (29.5%) ， 企服应用 (15.0%)，汽车芯片(11.5%)及其它(6.8%)。旗下杰发科技已实 现MCU、IVI SoC、AMP、TPMS四大类车规级芯片量产。截至22Q3，四维图新实现总营收18.6亿人民币，同比增长 21.8%，毛利率56.6%，净利率-3.3%。

国芯科技

公司简介：国芯科技成立于2001年，总部位于苏州，2021年登陆科创版，是一家致力于国产自主可控嵌入式CPU IP授权 以及自主芯片设计的Fabless芯片设计公司。公司早在2009年 就推出了汽车和工控领域的自主CPU内核C2002,技术积累深厚。 公司业务主要包括：芯片定制服务(40.0%), 自主芯片(39.6%) 和IP授权业务(19.3%)。 截至22Q3，实现总营收3.2亿人民币，同比增长21.8%，毛利 率52.9%，净利率30.0%，净利润1.0亿人民币，同比增长 164.0%，营收和利润增速均远高于同业。

中颖电子

公司简介：中颖电子成立于1994年，总部位于上海，2012年登陆深交所创 业板，是国内领先的Fabless芯片设计公司。 公司业务主要分为工业控制(78.1%)和消费电子(21.9%)两块。 2022年10月，中颖电子宣布旗下首款车规级MCU流片成功，定 位车身控制，有望在2023年取得量产。公司计划发挥其在白电 BMS上的优势，由工控级锂电池管理芯片延伸至车规级领域。 截至22Q3，中颖电子实现总营收18.6亿人民币，同比增长 14.9%，毛利率46.4%，净利率24.3%，归母净利润3.1亿人民 币，同比增长15.9%。

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