兆易创新深度研究报告：MCU高歌猛进，利基存储龙头平台化布局

1、兆易创新：国内存储芯片设计龙头，积极拓展其他品类

1.1、 兆易创新主营业务包括存储器、微控制器和传感器

兆易创新是集存储器、微控制器、传感器于一体的领先的半导体解决方案供应商。兆易创新是一家全球化的芯片设计公司，致力于各类存储器、控制器及周边产品 的设计研发，产品广泛应用于手机、平板电脑等手持移动终端、消费类电子产品、 物联网终端、个人电脑及周边，以及汽车电子及工业控制设备等领域。公司主要 业务为闪存芯片产品、微控制器产品（MCU）和传感器模块和动态随机存取存 储器（DRAM）的研发技术支持和销售，其中传感器业务由 2019 年公司收购上 海思立微电子科技有限公司运作。

存储芯片业务。公司是国内存储芯片设计龙头企业，73%的营收来自闪存芯片产品，主要分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两类。公司 NOR Flash 产品涵盖了市 场绝大部分的容量类型，从 512Kb 至 2Gb，电压涵盖 1.8V、2.5V、3.3V 以及宽 电压产品。公司的 GD25 SPI NOR Flash 产品系列，全面满足车规级 AEC-Q100 认证，支持 2Mb 至 2Gb 多种容量，为汽车前装市场以及需要车规级产品的特定 应用提供高性能和高可靠性的闪存解决方案。目前公司 NOF Flash 产品工艺处 于行业内主流技术水平，工艺节点主要为 65 nm，同时着力推进 55 nm 先进工 艺节点系列产品。保持中低端市场持续竞争力，加大研发力度推进大容量、 高 性能、高可靠性产品，提高高端产品市场占有率。

在 NAND Flash 产品方面，公司 NAND Flash 产品属于 SLC NAND，产品容量从 1Gb 至 8Gb 覆盖主流容量类型，电压涵盖 1.8V 和 3.3V，提供传统并行接口和 新型 SPI 接口两个产品系列。2020 年 10 月公司正式推出全国产化 24nm 工艺 节点的 4Gb SPI NAND Flash 产品——GD5F4GM5 系列。

MCU 业务。公司是国内 32bit MCU 产品领导厂商，GD32 MCU 基于 ARM Cortex-M 系列和 RISC-V 内核，拥有 350 余个产品型号、24 个产品系列及 12 种不同封装类型。公司不断研发新产品， 拓展 MCU 产品在物联网、数字电源、 工业控制的广泛应用，满足工业应用级别的高精度、高可靠性需求。

传感器业务。公司于 2019 年通过收购上海思立微电子科技有限公司进入传感器 市场。公司提供嵌入式生物识别传感芯片，电容、超声、光学模式指纹识别芯片 以及自、互容触控屏控制芯片。

1.2、 十六年持续迭代产品，立足存储不断开拓新业务

产品多次迭代，业务不断开拓，“存储+MCU+传感器”三足鼎立。2005 年 4 月， 公司于北京成立，并于 2016 年 8 月在上交所上市。公司于 2008 年 5 月发布国 内首颗 180nm SPI NOR Flash，此后 NOR Flash 产品经历了多次迭代发展，从 90nm 到 65nm 再到 2020 年量产 55nm。NAND Flash 产品方面，公司于 2013 年 5 月发布第一颗 SPI NAND Flash，此后 2017 年 38nm 量产， 2020 年推出 全国产化 24nm 的 4Gb SPI NAND Flash。

公司于 2013 年推出基于 Arm Cortex-M3 内核的 MCU 产品。2017 年 10 月， 公司联合合肥长鑫，开展 19nm 制程的 12 英寸 DRAM 项目，首次涉足 DRAM 市场，并于 2021 年 6 月发布首款自有品牌 DRAM 产品。 2019 年收购思立微， 进军指纹识别传感领域。至此，公司形成“存储+MCU+传感器”三足鼎立的业 务布局。

1.3、 营收利润持续增长，研发投入加码行业竞争力

营收净利润持续增长，2019 年起增速回暖。公司 2016 年至 2020 年营业收入与 归母净利润逐年保持增长。2018 年受中美贸易摩擦、宏观经济增速放缓、产能 释放产品价格下跌等因素影响，该年营收及归母净利润的增速有所下降。凭借多 年扎实的技术研发积累，深耕市场细分领域，2019 年两者增速均开始回暖。到 2020 年已实现 44.97 亿元的收入，同比增长 40.40%；归母净利润达 8.81 亿元， 同比增长 45.14%。

从业务板块来看，2020 年存储芯片收入占比为 73%，是公司的主要业务；微控 制器业务规模不断增长，2016-2020 年年均复合增长率达 39.92%；2020 年新 并入的传感器业务贡献 10%的营收。

费率结构不断优化，毛利率和净利率稳中有升。公司整体毛利率在 2016 年有大 幅增长，系开发新产品及应用领域，优化产品结构，2017 年之后毛利率稳定在 38%左右。分业务板块来看，2020 年存储芯片毛利率为 35%，微控制器毛利率 为 47.61%，传感器毛利率为 37%。公司不断优化费率结构，销售、管理、财务 费用率保持在较低水平，2017-2020 年净利率稳定在 19%左右，且有小幅提升。

创新驱动发展，研发投入、专利数量、研发人员占比逐年升高。公司非常重视研 发投入，研发费用率从 2016 年的 6.87%增至 2020 年的 11.07%，研发费用年 复合增长率达 37%。截至 2020 年，公司累计申请专利 1262 件，已获得授权专 利 700 项，研发人员数量也在逐年增长，占比为 70.42%。创新研发是公司发展 的动力源泉，持续增长的研发投入能够不断推进新产品的研究进展，巩固公司的 技术领先地位，保持较高的毛利率，形成良性可持续发展，对公司盈利具有正面 效应。

1.4、 大基金一期回报率前三，增资睿力助力 DRAM

朱一明为公司实控人，大基金参股。公司实际控制人为朱一明，持有 8.50%的 股份，香港赢富得为其一致行动人，持有 4.86%的股份，实际持有公司 13.36% 的股份。此外，国家大基金持有公司 6.00%的股份，香港中央结算公司持有 4.84% 的股份。参股控股公司方面，兆易创新旗下有 6 家全资子公司。

大基金一期回报率排名前三。公司自 2017 年引入大基金入股，在大基金的支持 及引导作用下，公司进一步提升研发能力和技术水平，不断推动产品产业化应用， 形成良性自我发展能力，成为国际领先的存储芯片和 MCU 设计公司。另一方面 也带动了国家存储产业的整体发展，为大基金出资人创造良好回报，在大基金一 期投资中，兆易创新的回报率排名第三。

增资睿力集成，强强联合助力 DRAM。公司拟出资 3 亿元与长鑫集成、石溪集电、 大基金二期等多名投资人增资睿力集成，增资完成后，公司持有睿力集成约 0.85%股权。大基金二期出资金额为 47.60 亿元，增资后占睿力集成股权比率为 14.08%。睿力集成旗下全资子公司——合肥长鑫，为目前在中国有自行设计及 生产能力的 DRAM 内存公司之一。

此前，公司与合肥产投、长鑫集成于 2019 年 4 月 26 日共同签署《可转股债权 投资协议》，约定公司以可转股债权方式向长鑫集成提供本金金额为 3 亿元的可 转股借款。睿力集成为存储器项目的项目公司，公司以现金方式向其投资 3 亿元， 是对《可转股债权投资协议》及其补充协议的履行，符合公司的战略发展需要， 有利于公司未来发展空间的进一步提升。未来内存项目顺利实施后，将有助丰富 兆易创新产品线、获得充足产能供应，也为公司持续发展提供支持和保障，提升 公司的核心竞争力和行业影响力。

2、 Nor flash：物联网驱动需求旺盛，海外巨头退出背景下国产厂商受益

2.1、 存储器分类梳理

一个基本的电子系统主要包括以下几个部分：传感器、处理器、存储芯片和执行 器。传感器负责获取数据，处理器负责处理数据，存储芯片负责存储数据，执行 器负责执行处理器的结果。

存储器分类概览。按存储形式不同，存储器可分为光学存储、磁性存储和半导体 存储。常见的光学存储器有 DVD/VCD 等，常见磁性存储器有的有磁盘、软盘等； 半导体存储器，采用电能存储，是目前应用最多的存储器。依照断电后是否还能 保留数据，可分为“易失性（VM）”与“非易失性（NVM）”存储。按是否可 以直接被 CPU 读取，可分为内存（主存，如 RAM）和外存（如 ROM，硬盘等）。

按照应用广泛程度，存储器可分为三大类八小类。目前应用最广泛的存储产品为 DRAM、NAND 和 Nor，DRAM 一般作为计算机 CPU 实时处理数据时的存储介 质，NAND 一般用作大容量存储介质，Nor 一般用作物联网设备中的小容量存储介质。其他存储产品包括 EEPROM、EPROM、SRAM、3D-Xpoint、RRAM、MRAM、 FRAM 和 PCRAM 等八小类。

DRAM、NAND 和 NOR 的简单理解。在众多的存储芯片中，应用最为广泛的为 内存 DRAM 和闪存 NAND FLASH、NOR FLASH。为了更加方便的理解存储芯片 的作用，如果把执行一段完整的程序比喻成制造一个产品，那么存储芯片相当于 仓库，而处理器相当于加工车间。为了提高产品制造的速度，提升加工车间的效 率是一个方法，也就是提高处理器的性能；还有一个方法就是缩短原材料从仓库 到加工车间的时间，设置一个临时的小仓库，堆放目前专门生产的产品的原材料， 可以大大缩短制造时间。大仓库相当于存储芯片中的闪存，而小仓库则相当于存 储芯片中的内存，对于电子产品的运行都不可或缺，因此它们在产品的应用范围 上有着很高的重合度。

内存不同于闪存，虽然它们都是处理器处理所需数据的载体，但是内存的作用是 提供了一个处理当前所需要数据的空间，它的空间容量较闪存小，但读取数据的 速度更快，就像 VIP 通道一样，它为当前最需处理的数据提供了快速的通道，使 得处理器能够快速获取到这些数据并执行。

同为闪存的 NAND FLASH 的 NOR FLASH 的区别主要在于应用领域不同，NAND FLASH 主要应用于智能手机、SSD、SD 卡等高端大容量产品，而 NOR FLASH 主要应用于功能机、MP3、USBkey、DVD 等低端产品。此外，在汽车电子、智 能机手机中 TDDI、AMOLED 中也会用到 NOR FLASH。

DRAM 和 NAND 在存储器中的占比最高。2020 年全球 DRAM 产品市场规模 670 亿美元，占比约 53%；第二大产品为 NAND Flash，2020 年市场规模为 530 亿 美元，占比为 42%；第三大产品为 Nor Flash，2020 年市场规模为 38 亿美元， 占比为 3%。其他产品包括 EEPROM、EPROM、MRAM、RRAM、FRAM、PCRAM、 3D-Point、SRAM 等。

2.2、 需求端：物联网发展驱动 NOR 市场规模扩大

2.2.1、告别十年下行历史，物联网发展驱动 NOR 进入增长期

功能机时代——NOR Flash 的黄金时代。2006 年之前的功能机时代，由于功能 手机功能简单，对存储空间要求不高，且存储芯片的需求主要为内存数据的读取， 写入和擦除的需求较少。这与 NOR Flash 存储空间较小、写入和擦除速度较慢 但读取速度快的特点相适配，因此 NOR Flash 凭借“NOR + PSRAM”的 XiP构，得到广泛应用。

智能机时代——NOR Flash 进入下行期。智能手机时代，多种多样的应用软件增 加了对存储空间的要求，NOR Flash 的容量低、成本高缺点显露，逐渐被 NAND 取代。2006 年之后的 10 年间，NOR Flash 的市场空间由于功能手机数量减少 而逐年降低，2018 年的 NOR Flash 总销售额为 23.43 亿美元。

物联网发展驱动 NOR Flash 市场进入新的增长期。以 TWS 耳机为代表的可穿戴 设备、手机屏幕显示的 AMOLED 和 TDDI 技术，以及功能越来越强大的车载电 子等领域，是 NOR Flash 市场空间获得重新增长的主要动力。

物联网催生丰富的应用场景。物联网，即“Internet of Things”是指将所有物 品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，实现智能化识别和管理。 物联网的应用可分为消费物联网和产业物联网。消费物联网面向 PC、平板、可 穿戴设备、无人机、智能家居、车联网等消费电子终端，产业物联网面向工业、 农业、能源、电子、交通、物流、零售、金融、智慧城市和安防等，成为行业升 级的基础设施。

物联网设备的成本与存储性能要求与 NOR Flash 适配。由于系统会自动将采集 的数据传输至云端，因此物联网设备对存储空间的需求较少，一般为几兆到几百 兆。以一个典型的物联网模块为例，核心芯片包括处理器（MCU 或 SoC 形式的 AP）、外挂存储芯片（NOR Flash 或 SLC NAND Flash）、通信连接芯片和传感 器。各类存储器中，DRAM 的价格过于昂贵，不能满足低成本的要求。与 NAND Flash 相比，NOR Flash 具有高可靠性、快速读取数据的特性。综合考虑成本与 存储性能的要求，NOR Flash 是物联网设备的最优及主流的方案。

2.2.2、TWS 耳机助力高容量 NOR Flash 需求提升

TWS 耳机迎来高速增长。自从大多数手机厂商取消 3.5mm 耳机插孔后，蓝牙耳 机迎来发展契机。2016 年以前，传统蓝牙耳机的形态以头戴式、颈挂式、耳塞 式为主，而后苹果公司在当年推出 Airpods 后，蓝牙耳机最终演变成为无线化 的形态，称之为 TWS（True Wireless Stereo）耳机 ，即真正的无线立体声。

在突破了苹果公司的相关专利之后，其他厂商逐渐开始跟进，同时，苹果公司于 2019 年先后推出 AirPods 2 与 AirPods Pro，TWS 耳机市场进入高速增长阶段。 2016-2019 年 TWS 耳机出货量分别为 918 万、2000 万、4600 万、1.29 亿副， 每年销量都几乎呈现翻番的趋势。预计到 2022 年，全球 TWS 耳机市场有望超 过 2000 亿元。

Airpods 占据 35%的市场份额，不同品牌 TWS 耳机采用不同容量的 NOR Flash。 根据市场调研机构 Counterpoint，2020Q2 苹果的 Airpods 按照出货量口径统 计的市占率达 35%。安卓 TWS 耳机瓜分其余的 65%市场，但单一品牌的市占 率较低，其中最高的是小米，市占率为 10%，排名第二。不同品牌 TWS 耳机搭 载的 NOR Flash 容量方面，目前苹果的 Airpods2 中配置 128M NOR Flash；安 卓 TWS 耳机 NOR Flash 容量范围在 4M-128M。如索尼降噪豆 WF-1000X 采用 华邦 128M NOR Flash，BOSE NC700 采用美光 128MNOR Flash，华为 Free Buds3 采用华邦 64MNOR Flash，漫步者 TWS5 采用兆易创新 64M NOR Flash。

功能多样化是 TWS 耳机的发展趋势。与传统蓝牙耳机相比，TWS 耳机功能较多， 因此其构成中，除了主控蓝牙芯片之外，每只耳机还需增加一颗 SPI NOR Flash 以满足存储的需求。随着进入该领域的厂商越来越多，厂商将持续增加 TWS 耳 机新的功能以保证产品的竞争力。未来，TWS 耳机将在无线连接、语音交互、 智能降噪、健康监测和听力增强/保护等领域发挥重要的作用，而降噪、听力保 护、智能翻译、健康监测、骨传导+骨声纹、防丢等将是 TWS 耳机关键技术的 发展趋势。

多功能集成拉动高容量 NOR Flash 需求。多样的功能对存储容量也提出了更高 的要求，例如实现主动降噪功能至少需要配置 128M NOR Flash。目前苹果的 Airpods2 中配置 128M NOR Flash，未来有望进一步向 256M 渗透。

TWS 耳机带动 NOR Flash 市场增量测算：随着 TWS 耳机出货量的不断提升， 以及功能多样化带来的容量提升的需求，将持续给 NOR Flash 市场带来增量空 间。我们测算 2022 年，NOR Flash 在 TWS 耳机领域的市场空间将达到 31 亿元。

2.2.3、OLED 应用、TDDI 技术助力 NOR Flash 市场

AMOLED 工艺问题催生 NOR Flash 需求。OLED 分为 AMOLED 和 PMOLED， AMOLED 由于其更薄、驱动电压低、像素独立驱动发光等优点而被广泛应用， 成为 OLED 主流技术。但由于工艺原因，AMOLED 存在亮度均匀性和残像两大 难题，即 Mura 现象。该问题需要进行补偿，补偿方法分为内部补偿和外部补偿。 内部补偿的效果不好，难以解决残像问题；外部补偿则具有像素结构简单，驱动 速度快和补偿范围大的优点，是实际应用中的首选。外部补偿时，需要外挂一颗 NOR Flash 存储相关数据和程序，其容量通常为 8Mb（Full HD）或 32Mb（QHD）。

AMOLED 手机渗透率不断提升，小容量 NOR Flash 市场空间不断扩大。由于 OLED 相对于 LCD 屏幕更加轻薄、对比度更高、色域显示更广，备受消费者的 青睐。在 OLED 终端应用领域中，智能手机占比最大，比重高达 90%。从智能 手机厂商出货的屏幕技术来看，以三星 GalaxyS21、苹果 iPhone 12 为代表的 旗舰智能机型采用了 AMOLED 屏幕。2019 年，三星、苹果的 AMOLED 手机面 板渗透率分别达到 100%、87%；OPPO、vivo、小米等国内品牌的 AMOLED 手 机面板渗透率分别为 60%、30%、35%。

TDDI 为 NOR Flash 在屏幕显示领域的另一重要增长点。TDDI 为触控与显示驱 动器集成，因其将触控芯片与显示芯片整合进单一芯片中而得名。TDDI 的设计 具有更好的触控性能，一体化系统架构减少了显示噪声；触控屏层数减少，厚度 更小，同时还增加了透光率，从而降低耗电量、延长电池使用寿命；使用的模组 数量下降，减少供应链的复杂程度。由于 TDDI 触控功能分位编码所需容量较大， 无法将其整合到 TDDI IC 中，需要外挂一个 4~16Mb 的 NOR Flash 进行存储， 并辅助 TDDI 进行参数调整。随着技术的持续优化，TDDI 芯片的成本不断下降， 到 2022 年，其出货量有望达到 8.4 亿个。我们预测,TDDI 的增长将为 NOR Flash 带来约 7.7 亿人民币的市场增量。

2.2.4、智能家居、5G 基站拉动 NOR Flash 需求增长

智能家居持续增长，NOR Flash 持续受益。在 5G、物联网及互联网家装市场快 速发展等多重因素的作用下，中国智能家居市场展现蓬勃发展态势。2016 至 2020 年，中国智能家居市场规模持续扩大，预计到 2022 年将突破 2000 亿元。 以智能家居为代表的 IoT 设备不需要复杂的计算功能，核心是连接速度。因此， 小容量的 NOR Flash 在 IoT 设备中被广泛地用于存储启动和运行系统的操作代 码。我们预测，2022 年受益于智能家居市场的增长，相应 NOR Flash 市场规模 将达到 22.04 亿元。

5G 基站建设持续进行。5G 是当前新一轮科技革命的重点领域，是全球各国拉动 投资、实现产业升级、发展新经济的新通道与新平台。目前 5G 时代悄然来临， 5G 基础建设全面铺开，带动 5G 产业规模高速增长，特别是 5G 基站的建设持续 进行。5G 会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式，即中低频段（6GHz 以下）的 宏站和高频段（6GHz 以上）的小站。

5G 基建拉动大容量 NOR Flash 需求。由于 NOR Flash 读取数据速度快，数据 保存时间长，工作温度范围广，具有高可靠性、低延时的特点。5G 基站中的 FPGA 和互补片上系统（SoC）在初始相应和启动时需要 NOR Flash 进行配置。每座 5G 基站中需搭载大约 4-6容量 1Gb 以上的 NOR Flash。我们预测，2022 年 NOR Flash 在 5G 基站领域的市场空间将达 1.09 亿元。

2.2.5、车载电子：要求严苛，市场广阔

车载电子领域，NOR Flash 具有优势。随着汽车朝智能化、网联化方向发展，车 载电子的功能逐渐增多，例如 GUI(图形用户界面)、语音识别、高级数据处理等 功能相继涌现，因此也产生大量的数据存储需求。NOR Flash 因其具备快速启动、 高可靠性、持久性强、低容量下成本较低等优点，NOR Flash 迅速向车载电子领 域扩展，尤其是自动驾驶的快速发展加速了这一过程。从普通汽车、半自动驾驶 到全自动驾驶汽车，车载摄像头的个数从 4 个提升到 6 个，NOR Flash 的使用 也成倍增加。此外，自动紧急刹车系统（AEB），胎压侦测器（TPMS），先进 驾驶辅助系统（ADAS）都需要搭载 NOR Flash。其中，单个 ADAS 系统需配置 1 颗或多颗 NOR Flash 以实现复杂的功能，平均 NOR Flash 容量在 32-128Mb 之间。

与消费级相比，车规NOR Flash 的可靠性、稳定性要求更为严苛，价值量也 更高。智能化、自动驾驶趋势叠加 ADAS 渗透率快速提升，使得车规级 NOR Flash 需求快速增加，预计 2022 年汽车电子用的 NOR Flash 未来市场空间将超达 9.48 亿元。

2.3、 供给端：海外巨头退出+供给紧张，国内厂商迎来发展机遇

2.3.1、海外巨头不断退出，NOR Flash 供给紧张

海外巨头不断退出，供需关系逐步改善。NOR Flash 经过较长时间的市场空间下 行，NOR Flash 供应商巨头美光和 Cypress 于 2016 年和 2017 年先后宣布未来 将逐步退出中低容量的消费品、PC 市场。美光和 Cypress 的退出使华邦、旺宏 和兆易创新的份额开始上升，另外产能的减少也改善了市场的供需关系。在 2019 年消费品领域需求上升的背景下，华邦、旺宏以及兆易创新的季度 NOR Flash 销售额逐步增加。

NOR Flash 差异化的竞争格局。经过数次的洗牌，旺宏、Cypress、华邦电、美 光和兆易创新成为 NOR Flash 全球前五大供应商，占据 78%以上的市场份额。

2020 年，华邦电、旺宏和兆易创新市占率排名前三，占比分别为 25.4%、22.5%、 15.6%。五家公司的应用市场存在差异。其中美光和 Cypress 专注于高毛利率的 工业、航天及车载电子市场；旺宏、华邦电和兆易创新侧重消费电子领域，也有 部分产品应用于车载和工控领域。

NOR 呈现高景气度，迎来价格上涨周期。受惠于 5G 智能手机 OLED 面板渗透 率提升，及真无线蓝牙耳机（TWS）全球热销，带动 NOR Flash 需求上涨，随 之迎来新一轮涨价周期。旺宏、华邦电缺货明显，兆易创新于 2020Q4 上调 NOR 价格。龙头的单月营收数据亦可验证 NOR 的高景气度，其中旺宏 2021 年每月 营收平均同比增速为 9.57%（不包括 3 月由于 ROM 下滑拖累整体营收下滑 7.06%）。华邦电从 2020 年 9 月开始营收大幅增长，到 2021 年 4 月底同比增 速从 61%提升至 90%。

未来两年 NOR Flash 新增产能有限，供不应求局面持续加强。五大 NOR Flash 厂商的产能情况，旺宏主要生产 NOR 产品的 8 英寸晶圆厂（也用于晶圆代工）月产能 4.5 万片，12 寸晶圆厂的 NOR Flash 月产能约为 1 万片。华邦电 DRAM 和 NOR 的总产能为 5.7 万片/月，其中约 3.2 万片用于生产 NOR Flash。美光、 Cypress 分别于 2016 年和 2017 年减产，并逐步退出中低端市场，预计产能保 持不变。

新增产能方面，华邦电短期没有新增产能计划，只能根据客户需求做有限的调整。 新产能要在 2022 年高雄 DRAM 厂建成并平稳运营后，才有扩充的空间。旺宏 8 寸厂产能满载，12 寸厂还有升级扩产的空间，但几台设备交期长达 1 年，今年 无法扩产。总体看来，IDM 厂商的新增产能需要两年才能建成。

兆易创新等 Fabless 厂商主要依靠中芯、华虹、武汉新芯等晶圆代工厂提供产能。 晶圆代工厂由于市场需求增长，产能持续满载，而原材料价格上涨、自然灾害、 及国际局势动荡等多种因素进一步加剧了这一局面。具体到 NOR Flash 的 50/60nm 产线，国内主要代工厂的产能也呈供不应求的局面，因此在 2018-2019 年年中长达一年半时间持续供给过剩的 NOR Flash 市场，在 2019 年第四季达供 需平衡，2020 年第一季已转为供不应求且第二季持续吃紧。

2.3.2、兆易创新：发力高端市场产能有保障，市场份额有望进一步提升

NOR Flash 市场份额不断提升。公司 NOR Flash 业务收入一直保持增长，出货 量在 2019 年底已经超过 100 亿颗，市占率也在不断提升。值得一提的是， 2019Q2，公司市场份额首度超越美光成为全球第四大 NOR Flash 供应商， 2019Q3 又接着超越 Cypress 成为全球第三。

保持中低端市场竞争力，逐步向高端市场渗透。目前兆易创新的 NOR Flash 产 品主要面向中低端的消费电子领域，在保持中低端市场持续竞争力的同时，公司 也在工艺、容量、可靠性方面发力，提高高端产品市场占有率。工艺结点方面， 公司 NOF Flash 产品主要为 65 nm，已达到行业主流；55 nm 正在市场推广 中，2020 年 Q4 占比达两位数，2021 年逐步切换产能，预计占比逐季上升。 容量方面，公司推出国内首款面向工业、车载、AI 及 5G 等相关应用领域的大容量 （2Gb）、高性能的的GD25/GD55 B/T/X 系列产品，该产品代表了SPI NOR Flash 行业的最高水准。此外，公司的 GD25 SPI NOR Flash 产品系列，全面满足车规 级 AEC-Q100 认证，支持 2Mb 至 2Gb 多种容量，为汽车前装市场以及需要车规 级产品的特定应用提供高性能和高可靠性的闪存解决方案。

新增华虹产能，供货有保障。由于晶圆厂产能紧缺，兆易创新除了在中芯国际和 华力微的产能之外，还在华虹半导体新增了 NOR Flash 产能。兆易创新在国内 晶圆厂的支持下，在 TWS 等多个下游市场增长的拉动下，且不断向车载等高端 领域拓展，公司市场份额有望进一步提升。

3、 MCU 空间广阔，国产替代加速进行

3.1、 什么是 MCU？

MCU:集成式闪存,嵌入式应用的最核心器件。微控制器，Microcontroller Unit (MCU)，又称单片机，是嵌入式技术时代的产物，它为各色嵌入式产品提供适度 的计算能力以及实现某些专门用途。MCU 将 CPU 的频率与规格做适当缩减，并 将内存、计数器、USB、A/D 转换、UART、PLC、DMA、LCD 驱动电路等多种 接口都集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合 控制。

MCU 下游应用十分广泛。MCU 凭借高性能、低功耗、可编程、灵活性等特点被 广泛应用于各个领域，主要包括消费电子、工业和汽车电子领域等。其中，消费 电子的应用包括家用电器、电视、游戏机和音视频系统等；工业领域包括智能家 具、自动化、医疗应用及新能源生成与分配等；汽车领域包括汽车动力总成和安 全控制系统等。

MCU 的分类方式。根据用途可分为通用型和专用型；根据存储器架构可分为哈 佛架构和冯诺伊曼架构；根据指令结构可分为 CISC(复杂指令集计算机)和 RISC(精简指令集计算机微控制器)。早期的 MCU 都是 CISC 架构，它具有庞大 的指令集，试图使用最少的机器语言/代码行数，从而牺牲了整台机器的执行效 率。RISC 架构的计算机系统只有少数指令，且每条指令的长度相同，执行时间 短，因此 MCU 可以用很高的频率来运算。但 RISC 架构使处理器运行速度更快、 设计更简单、更廉价、制造更简单的同时，编写的代码量会非常大，软件的开发 会变得更加复杂。

3.2、 MCU 市场空间广阔，以海外厂商为主

全球 MCU 行业逐渐复苏，中国 MCU 市场增速领先。受到 IC 行业下行周期、疫 情等因素影响，全球 MCU 的市场规模在 2019 年和 2020 年连续下滑。随着全 球疫情逐渐好转，IC Insights 预测 MCU 将在 2021 年恢复增长，预计 2023 年 市场规模将达 188 亿美元，再创历史新高。国内 MCU 市场在 2019 年已达 256 亿元，IHS 数据显示，随着中国大陆汽车电子和物联网领域的快速发展，MCU 的需求大幅增长，2018-2022 年 MCU 市场年平均市场增长率达到 9.39%，预计 到 2022 年，中国 MCU 市场规模将达到 319.3 亿元。

以海外厂商为主，行业集中度高。全球 MCU 市场前 6 大厂商均为海外厂商，即 瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、微芯科技、意法半导体、德州仪器，2019 年市占 率分别为 18.1%、17.6%、16%、12.4%、12%和 7.8%，合计占据 84%的市场 份额。中国厂商的市场份额较低，仅有新唐科技（中国台湾）、芯科科技（中国 台湾）和华大半导体进入前十，合计市占率不足 4%。中国 MCU 市场，前 8 大厂商为海外厂商，2019 年合计市占率达 84%，集中度略低于全球。大陆厂商中 颖电子和兆易创新也位列前十，市占率分别为 2.31%和 2.09%。

国内厂商以 Fabless 模式为主，下游集中在消费电子领域。运作模式方面，海外 厂商和中国台湾厂商以 IDM 模式为主，国内大陆厂商以 Fabless 模式为主，仅 有个别大陆厂商士兰微、华大半导体等采用 IDM 模式。产品下游应用领域方面， 海外厂商产品种类齐全，消费电子、工业控制、汽车电子等全领域覆盖，国内厂 商产品主要集中在消费电子领域。仅少数国内厂商能量产车规级 MCU 产品，如 杰发科技、比亚迪、芯旺微、赛腾微电子、中微半导体等，其余厂商处在产品研 发或认证阶段。

国内外厂商 MCU 产品位数相差不大，内核各有千秋。MCU 产品位数方面，海 内外厂商差距不大，主流产品均为 32 位，部分国内厂商如中颖电子以 8 位为主。 各大厂商 MCU 产品均以 ARM 内核为主，同时不断推出自研内核和 RISC-V 内核 的产品。

海外厂商生态优势明显。嵌入式系统开发大多基于平台模式，MCU 平台的建设 与代码移植、软件兼容、硬件优化的方便程度有关，从而影响开发时间和产品上 市周期。海外厂商在 MCU 生态环境建设方面优势明显，配套器件、集成开发环 境（开发板、开发工具、中间件等）、操作系统等建设完善，功能丰富，且不断 更新迭代。多数国产 MCU 企业的生态建设还停留在较为底层的集成开发环境（开 发板、烧写器和基础固件库等），至于开发环境（IDE）、RTOS 和中间件，依 旧依靠第三方更高层应用的支撑。在专业算法库、技术论坛、行业应用以及大学 计划等方面，国内 MCU 厂商与国际大厂依旧相差甚远。此外，对于国内 MCU 厂商来说，客户信心的建立和使用习惯的培养也需要一个长期的过程。

3.3、 缺货机遇下，国产替代加速进行

3.3.1、MCU 国产替代路径：从消费电子至工业控制，再到汽车电子

全球与中国 MCU 市场下游应用领域存在显著差异。2019 年全球 MCU 下游市场 主要分为汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域，其中汽车电子 （33%）与工控/医疗（25%）占据超过 50%的市场。而 2020 年中国 MCU 市 场在消费电子领域占比最大（26%），计算机网络、汽车电子、工业控制占比分 别为 18%、16%、11%，其中在汽车电子与工业控制领域的应用合计不到 30%。

MCU 国产替代路径推演。由于中国与全球 MCU 下游应用领域分布的差异，中 国 MCU 市场的高增长率主要来源于物联网和新能源汽车的迅速发展。同时考虑 到不同下游应用领域的国产替代难易程度，我们认为 MCU 的国产替代将沿着从 消费电子到工业控制再到汽车电子的路径进行。

物联网的发展为 MCU 打开广阔成长空间。物联网生态系统中，整个生态系统的 底层由感知—处理－传输组成，MCU 担任着类似手机、PC 领域中央处理器 CPU 的角色。物联网的特点与 MCU 低功耗、低成本、高可靠性的特点相匹配。MCU 模块负责对传感器捕获的信息进行处理、计算和下达指令。物联网时代下，硬件 设备智能化及复杂程度均迎来提升，采用 MCU 对传感数据进行传输、处理并控 制指令的需求也因此大幅增加。GSMA 预计，2025 年物联网设备安装量将达到 约 246 亿台。

国内厂商 MCU 产品出货量增长迅速。工控用 MCU 在性能、可靠性等方面的要 求介于消费级和车规级之间。中国工业 MCU 市场中，海外厂商占据 90%的市场 份额。近几年国内厂商在工控 MCU 方面发展迅速，MCU 产品出货量、销售收 入逐年上升。例如，专注智能电表领域的上海贝岭，其 2020 年 MCU 产品收入 达 2.35 亿元，销量达 1.84 亿颗，同比增长 12%。

MCU 在汽车中应用广泛，数量占比达三成。汽车电子是全球 MCU 最大的下游 应用领域，占比超过 1/3。纵观整个汽车电子芯片领域，MCU 主要作用于最核 心的安全与驾驶方面，自动驾驶（辅助）系统的控制，中控系统的显示与运算、 发动机、底盘和车身控制等，应用范围十分广阔。在一辆汽车所装备的所有半导 体器件中，MCU 大概占三成。一辆传统汽车需要用到 70 颗以上的 MCU 芯片， 智能汽车的需求量甚至超过 300 颗。

汽车智能化发展为 MCU 带来广阔成长空间。随着汽车朝着自动化、电动化、智 能化、网联化发展，将大幅拉动 MCU 的需求，同时因为系统复杂度日益增加, 车用 MCU 逐渐由 8/16 位升级到 32 位。以 ADAS 系统为例,Level 2 车型就搭载 了自适应巡航、车道保持、紧急制动刹车等功能,其中大量使用的车载传感器和车载摄像头需要高性能的 MCU 来做模拟数据的处理与驱动控制,未来更高级别 的自动驾驶系统有望加速 MCU 市场的增长。

车规级 MCU 具有较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。前文提到，车规 级半导体产品在工作温度、寿命、良率、认证标准等指标要求严苛，同时认证过 程复杂，一家从未涉足国汽车电子的供应商若想进入整车厂商的供应链体系至少 要花费两年左右的时间。另外整车厂替代意愿不强，倾向于使用已通过验证的 MCU 产品，而非导入新厂商的产品。较高的行业壁垒使得车规级 MCU 市场备较高的市场集中度。根据 Strategy Analysis，2020 年海外厂商瑞萨电子、恩 智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯科技、意法半导体市占率达到 98%。 国内车规级 MCU 起步晚，仅少数厂商能量产车规级 MCU 产品，如杰发科技、 比亚迪、芯旺微、赛腾微电子、中微半导体等，其余厂商处在产品研发或认证阶 段。

3.3.2、MCU 供货紧张，有望加快国产替代进程

贸易摩擦 vs 政策支持，芯片国产替代大势所趋。当前，中美贸易摩擦不断升级，美国不断打压中国半导体产业。从中兴、华为断供，至中芯国际被美国商务部列 入实体名单等，中国半导体产业逆境前行。究其根本，我国芯片自给率极低，约80%以上依赖进口，2019 年进口金额达到 3040 亿美元，是国内第一大进口商 品。另外一方面，国家及地方政府出台了一系列的政策，对国内集成电路行业进 行大力扶持。在双重因素作用下，芯片国产替代浪潮已为大势所趋，国内厂商在 面对加强研发创新，保障产品自主可控的挑战时，也迎来较大发展机遇。

产能方面，黑天鹅事件频发，MCU 全球供货紧张

瑞萨电子：低库存背景+福岛地震+日本大火。全球第一大 MCU 厂商其生产模式 为 IDM 模式，拥有 14 座晶圆厂。除了自有产能，瑞萨也将部分产品委托台积电 等代工厂进行生产。为了提高营运效率，2011 年以来瑞萨持续提升代工比例， 将 40nm 以下先进工艺的全部以及 40nm 以上传统工艺的一部分委托台积电生 产，委外生产比例占整体出货量的 3 成左右。瑞萨的产能受到公司去库存动作、 福岛 7.3 级地震以及日本那珂工厂大火的影响，出现较大波动。

瑞萨在 2019Q2 进行停产去库存，之后库存始终处于低位，至 2020 年底库存已 降至三年最低水平。在此背景下，2021 年 2 月 13 日，日本福岛 7.3 级地震导致 停电，造成瑞萨那珂工厂停运，16 日开始复工，约 1 周产能恢复到震前水平。 更为雪上加霜的是，2021 年 3 月 19 日，瑞萨日本那珂工厂起火，损失约 175-240 亿日元（10.9-14.9 亿人民币），6 月中旬完成全产线设备的启动，随后恢复到 火灾前 100%生产水平。那珂厂区包括月产能 5 万片 8 寸厂和月产能 2 万片 12 寸厂，火灾波及的产品中约 64%为 MCU。

恩智浦和英飞凌工厂受到德州暴雪影响。恩智浦拥有 5 座 8 英寸晶圆厂，其中 2 座位于德州奥斯汀的工厂是生产MCU的主力工厂，约占公司工厂总面积的30%。 由于德州暴雪影响发电与电力运输，恩智浦从 2 月 15 日全面关闭这两座工厂， 3 月 11 日宣布开始复工，目前预估 2021Q2 营收将减少 1 亿美元。同样受到德 州暴雪影响的还有英飞凌，该 8 寸线工厂的主要产品为 MCU 和 NOR Flash，技 术规格为 0.13μm,产能约 3 万片/月，营收占比约 5%。

意法半导体：减产+罢工。意法半导体的晶圆厂分布在法国、意大利和新加坡等 地区，其中在法国有三大工厂。2020 年 3 月，ST 由于欧洲疫情不容乐观将法国 工厂减产 50%，还将部分晶圆订单外包给台积电和三星，目前 ST 产品的代工比 例远超 30%。2020 年 11 月，由于员工加薪问题方面的矛盾，导致法国 ST个主要工会发起罢工，部分产能受到影响。

在产能受限的情况下，瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、意法半导体等 IDM 厂商寻 求晶圆代工厂进行产能补充，并加大委外订单比例，类型以 28-65nm 制程的中用 MCU 为主。

国产 MCU 迎来替代加速、切入高端配套机遇。当前 MCU 缺货行情持续的背景 下，国内 MCU 厂商迎来重要发展机遇。原本使用海外厂商 MCU 产品的终端客 户会转向国内厂商进行采购，国内厂商有望持续抢占 MCU 市场，进而带动国产 MCU 产品切入家用电器、工业控制、新能源汽车等高端领域。特别是汽车 MCU 在此轮缺芯潮中处于重灾区，紧张的缺货情形将加快车规级 MCU 的验证（去繁 化简，主要保留技术层面的验证，大大缩短验证时间）。

3.3.3、兆易创新:国内头部 MCU 企业，进入发展快车道

10 年练就国内 MCU 领跑者，打造多样化产品矩阵。兆易创新是中国高性能通用 微控制领域的领跑者，按照 2020 年 MCU 营收口径统计，公司排名第四，MCU 产品销售收入达 7.55 亿元。公司 2011 年开始布局 MCU，并自 2013 年起推出 国内首颗基于 Arm Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M23 内核及全球首颗基于RISC-V 内核的通用 MCU 产品系列。历经 10 年的发展，公司 GD 32 已经成为中 国最大的 Arm MCU 家族，提供 28 个系列 360 余款产品。GD32 产品家族以 Cortex-M3 和 Cortex-M4 主流型内核为基础，由 GD32F1、GD32F3 和 GD32F4 系列产品构建，并不断向高性能和低成本两个方向延伸。

兆易 vs 海外巨头 vs 中颖电子：营收、出货量、客户数体量较小。相比于海外 厂商，兆易创新和中颖电子 MCU 营收体量较小，2020 年分别为 7.55 亿元和 9.50 亿元，不到海外巨头营收的 5%。兆易创新 MCU 目前累计出货量超 6 亿颗，意 法半导体代表性的 STM32 MCU 累计出货量超 60 亿颗，仅为意法半导体的 10%。 客户数量方面，意法半导体等厂商的客户数超过 10 万家，而兆易创新客户数仅 2 万多家，且主要为国内客户。

产品种类、内核及性能存在差距。产品方面，兆易创新的 MCU 为目前最主流的 32 位，产品型号近 370 个，比中颖电子丰富，但与意法半导体、微芯科技相比 仍较少。兆易创新的 MCU 产品主要基于 ARM Cortex-M3、M4 内核，与海外巨 头存在一个世代的差距，有待深入细化高性能低成本路线，推出基于性能更好的 M7 内核以及成本更低的 M0 内核的产品。此外，主频和 RAM 方面也有一定差距。

毛利率、ASP 存在提升空间。海外 MCU 厂商的毛利率为 45~60%；国内厂商中 颖电子 2020 年的毛利率为 40.55%。兆易创新的毛利率维持在 45%左右，且 2018-2020 年逐年上升，2021 年受益于涨价有望进一步提升至 48%~50%。

平均销售价格（ASP）方面，意法半导体 MCU 产品单价较高，2020 年 ASP 约 为 7 元；国内厂商中颖电子 2020 年 ASP 约为 1.6 元；兆易创新 MCU 产品的 ASP 维持在 4 元左右，与 IC Insights 统计的 MCU 行业整体的平均单价基本一致。兆 易创新在毛利率及 ASP 与海外巨头的差距主要来自于产品结构和营收体量。兆 易创新主要面向消费电子领域，工控、汽车等高毛利产品占比较低；同时，海外 巨头体量较大，规模化效应也有助于降低成本。兆易创新 MCU 产品 ASP 高于中 颖电子，系中颖电子的产品主要为 8 位 MCU 且以家电类客户为主，相比于兆易 创新的 32 位 MCU 价格较低。受益于兆易创新持续产品结构，不断推出面向工 控、汽车领域的产品，同时叠加 MCU 涨价行情，有助于产品的毛利和 ASP 稳步 提升。

丰富生态系统，提升开发体验。兆易创新推出丰富的开发生态为用户提高更好的 使用体验。其中，不仅联合全球合作厂商，推出了多种集成开发环境 IDE、开发 套件 EVB、图形化界面 GUI、安全组件、嵌入式 AI、操作系统和云连接方案并 在技术网站上提供了各种系列的视频教程和短片可任意点播在线学习，以及随时下载产品手册和软硬件资料。此外，公司还推出了多周期全覆盖的 MCU 开发人 才培养计划，从青少年科普到高职专科技能培训、高校大学计划和研究生教育， 通过产学研深度融合，提供包含软硬件、开发工具、教学资料、师资培训、电子 竞赛多个维度的平台化教育体系，为新一代工程师提供学习与成长的沃土。公司 将持续沿着生态系统架构的六个方向延伸拓展，以开放共享的理念与开发者共生 并联合全球合作伙伴，为 MCU 开发提供更加系统化、智能化的一站式服务。

MCU 业绩增长迅速，加大中高端市场攻势。2016-2020 年，兆易创新 MCU 业 务收入逐年上升，其中受益于 MCU 缺货涨价行情，2020 年公司 MCU 收入达 7.55 亿元，同比增长 70%；2021 年 Q1 同比增长 247%。此外，兆易创新加大 中高端市场攻势，在车规 MCU 上发力，其最新车规级 MCU 产品预计下半年流 片，并于今年年底进入量产阶段。

新增 30%产能，量价齐升打开业绩广阔成长空间。产能紧缺的情况下，由于兆 易创新是第一家用 SIP 方式来做 MCU 产品（即用纯逻辑的 MCU DIE 叠封 NOR Flash DIE），使代工厂能够更高效的进行产能转移和切换，同时自有 NOR Flash 产品，能保证供应，2021 年公司产能增量预估在 30%以上，同时公司新增产能 也会向 MCU 倾斜。另一方面，由于 MCU 市场缺货行情，公司于 2021 年已经两次调涨 MCU 价格。受益于 MCU 缺货潮叠加国产替代加速，公司产品量价齐升， 将带动未来业绩利润大福增长，MCU 业务有望成为公司接下来几年的重点增长 领域。

3.4、 MCU 龙头意法半导体的成长之路

3.4.1、意法半导体：MCU 龙头的天时地利与人和

意法半导体是全球最大的 ARM 架构 MCU 厂商，2019 通用 MCU 市占率全球第 二。其 STM32 系列 MCU 产品已成为业内经典，累计出货量超 60 亿颗，年复合 增长率高达 40%。从 2009 年市占率十名开外到 2019 年位列第二，意法半导体 历经了 10 年辉煌的成长之路，回顾其发展策略，可归纳为“天时地利人和”。

天时——32 位市场高速成长、大力发展中国市场。意法半导体于 2007 年推出 STM32 产品，正逢 32 位 MCU 市场高速成长，即 2010 年 32 位 MCU 市场规模 首次超过 8 位 MCU，且其未来 10 年的复合增长率达 10%。另一方面，意法半 导体的成功与其大力开拓中国市场也息息相关。2007 年公司在中国通用 MCU 市占率仅为 2%左右，排名 10 名以外，如今意法半导体在中国 MCU 市场中排名 第一，市场份额达 21%。意法半导体非常重视中国市场，针对中国市场，不仅 开发了丰富的产品线，还在中国做更为丰富的市场活动，让在校的学生及国内的 工程师第一时间接触到 STM32 的产品和技术。如今，32 位 MCU 已成为业界主 流，中国物联网、新能源汽车产业蓬勃发展带动 MCU 的强劲需求，正确的赛道 使意法半导体赢在起跑线上。

地利——ARM 架构前景的精准研判。此前 MCU 业界主流是 Intel x86 内核，而 后由于 ARM Cortex-M 内核特点与 MCU 低功耗发展趋势一致，意法半导体率先 采用该内核，并快速推出一系列产品，占据市场有利位置。2017 年，公司在国 内 Cortex-M 单片机市场中占有率高达 45.8%。

人和——丰富的产品线、完善的生态。从 2007 年全球首发 STM32 F1 之后，每 年意法半导体都会有新品推出，满足市场的不同需求。2009 年公司开发出世界 首个超低功耗 Cortex-M MCU；2010 年，高性能产品 STM32 F2 和 F4 诞生，其 影响力持续至今；2014年公司和ARM一起发布了基于Cortex-M7的第一款MCU 产品 STM32 F7；2019 年公司在高性能 STM32H7 里发布多款 MCU，包括单核、 多核再到单核的从主频覆盖 280MHz、480MHz、550MHz。未来公司将关注人 工智能、计算能力、无线连接、功耗、安全和竞争力等方向，给客户更多的选择。

客户结构方面，意法半导体认为 MCU 市场永远是动态的，往往新的创意都来自 中小客户，所以准确把握市场动向的关键是多接触小客户。公司希望能够通过自 己的渠道、产品的知名度以及媒体的宣传，更好的支持中小客户的产品设计，成 为他们新项目或新创意的首选。目前公司 70%的业务来自中小客户，30%的业 务来自大客户。该策略在中国市场成效显著，公司对产品的定义，客户的需求的 把握恰到好处。

生态系统方面，意法半导体在编译器、开发板、中间件上形成配套和支持，联合 各类 IDH 和设计公司形成不同的应用，联合第三方开发不同的算法，形成了多 样化的生态系统。公司还注重培养用户习惯，通过易于上手的开发板、线上论坛、 线下峰会、技术培训、本地化内容、大学人才培养等方式，降低开发者入门门槛， 使超过百万工程师掌握 STM32 产品技术。

3.4.2、意法半导体产品广泛，产能制程不断升级

意法半导体 MCU 拥有广泛的产品线，包含低成本的 8 位单片机和基于 ARM Cortex-M0、M0+、M3、M4、M33、M7 及 A7 内核并具备丰富外设选择的 32 位微控制器及微处理器。其中，STM32 提供 5 大家族（无线系列 MCU、超低功 耗 MCU、主流 MCU、高性能 MCU、MPU）、18 大产品线、近 1200 个型号的 产品，广泛应用于工业控制、消费电子、物联网、通讯设备、医疗服务、安防监 控等应用领域。

STM32 主要采用 180nm、130/110nm、90nm 和 40nm 的制程。意法半导体 是 IDM 厂商，用自有的晶圆厂和封测厂，分布在法国、意大利、新加坡等地， 目前除了 180nm 之外，其余制程的产能都有扩张的状态。除了自己的工厂，公 司也与外部代工晶圆厂台积电、三星合作，根据市场状态调节产能，达到最好的 供货状态。面对去年底开始的 MCU 缺货潮，ST 产品当前的代工比例远超 30%。

3.4.3、借鉴意法，定位 32 位 MCU 产品，不断完善服务与生态系统。

兆易创新是国内最大的 ARM 架构 32 位通用型 MCU 厂商，我们认为意法半导体 ST32 的成功经验为兆易创新 GD32 未来的发展提供了宝贵的借鉴意义，主要分 为以下三个方面：

坚定 32 位、中国市场赛道，探寻未来潜藏机遇。32 位 MCU 由于其成本降低、 性能提升以及低功耗已成为市场主流，占据 MCU 市场最大份额。中国 MCU 行 业高速发展，2008-2018 年 CAGR 为同期全球的 4 倍，同时 MCU 国产化率较低 （不足 15%）。立足 32 位、中国市场的广阔赛道，兆易创新未来有巨大的成长 空间，国产替代和 MCU 缺货潮为兆易创新的发展提供了良好机遇。

坚持技术创新，深入细化产品线。意法半导体的成功离不开其广泛的产品线，能 够为客户提供各种方案。与其相比，兆易创新的产品线丰富程度仍有欠缺，GD32 主要基于 ARM Cortex-M3、M4 内核，尚未推出基于性能更好的 M7 内核以及成 本更低的 M0 内核的产品，也没有双核 MCU 产品。兆易创新应该坚持技术创新， 深入细化高性能低成本路线，不断丰富其产品结构，达到 MCU 一流大厂水平。

客户服务至上，不断完善生态系统。意法半导体的另一大法宝就是其完善的生态 建设，尽管兆易创新也建立了自己的生态系统，但在与前后端厂商的协同配合方 面仍有努力的空间，客户信心的建立与使用习惯的培养也需要一定的时间。兆易 创新需要深入到客户中去，帮助客户解决实际使用过程中的问题，打通从芯片设 计到软件设计、应用层的整个生态系统，为客户提供更为友好与便捷的解决方案。

3.4.4、兆易创新 MCU 体量仍有较大成长空间

营收体量方面，意法半导体 MMS（Microcontroller Memory and Secure）部 门 2020 年实现收入 30 亿美元，而兆易创新 2020 年 MCU 收入 9.50 亿元，不 到意法半导体的 5%。出货量方面，截至 2020 年底，兆易创新 MCU 累计出货量超过 5 亿颗，其中 2020 年出货量近 2 亿颗。2021 年 5 月，兆易创新 MCU 累 计出货量正式突破 6 亿颗，意法半导体代表性的 STM32 MCU 累计出货量超 60 亿颗，仅为意法半导体的 10%。

另外当前 STM32 价格暴涨，交期不断延长，在此背景下，我们认为很多下游客 户会选择兆易创新的产品，兆易创新有望大幅提升市占率，MCU 潜在替代空间 高达百亿元。

4、 利基 DRAM：技术实力领先，成长空间巨大

4.1、 利基型 DRAM 市场规模约 100 亿美金

利基型 DRAM 约占 DRAM 市场的 15%左右，约 100 亿美金。依照下游应用不同， DRAM 可以分为五类，分别是

（1）用于智能手机终端及其他移动设备的移动版 DRAM，主要强调轻薄和低功率；

（2）用于服务器，大型网络设备的服务器版 DRAM；

（3）用于传统 PC 的标准 DRAM；

（4）用于液晶电视、互联网电视的 消费电子类 DRAM；

（5）用于 GPU 显卡、电视型游戏机和绘图卡等的绘图用 DRAM。根据中国闪存市场数据，2020 年移动类 DRAM 和服务器类 DRAM 分别 占比 36%和 30%，PC、消费电子、绘图用 DRAM 共计占比 34%。利基型 DRAM 市场一般指消费电子 DRAM，在 DRAM 市场中占比约为 15%，约 100 亿美金。

5G 手机和服务器需求旺盛，DRAM 市场规模再攀高峰。智能手机由 4G 向 5G 过 渡，带动手机用 DRAM 向大容量方向升级；云计算推进数据中心建设，进而带 动大容量服务器 DRAM 需求。根据 IC Insights 的预计，2021 年 DRAM 市场规 模将达到存储 IC 市场规模的 56%。2020 年，DRAM 市场规模为 670 亿美金， 至 2021 年将有望达到 869 亿美金，DRAM 市场短期内增速乐观。

4.2、 利基 DRAM 国产化率较低，国内厂商成长空间大

全球 DRAM 市场集中于三星、SK 海力士和美光，合计市占率超过 90%。其中三 星的市占率维持在 40%以上，近年来略微有所下降；SK 海力士和美光的市占率 分别保持在 30%和 20%左右。此外规模较大的厂商南亚科技市占率为 3%，华 邦和力晶市占率 2017 年以来均不足 1%，大陆厂商的市场份额则相对更小，进 步空间巨大。

利基型 DRAM 是国产替代的入口。利基型 DRAM 主要用于液晶电视、数字机顶 盒、播放器等消费电子和网络通讯相关产品。相比于其他种类的 DRAM，利基型 DRAM 是定制化产品，并非 DRAM 大厂产能配给的重点，因此给予了中国厂商 进入的机遇。以 15%的占比计算，利基型 DRAM 的市场规模在 100 亿美元左右， 依照现有销售额体量，中国厂商、尤其是大陆厂商进步空间巨大。

4.3、 兆易创新发展 DRAM 之历史回顾

4.3.1、ISSI 收购计划终止后，携手长鑫打拼 DRAM 版图

2016 年 12 月，公司宣布收购 ISSI 计划，希望借此进军 DRAM 领域。ISSI 早期 从事 SRAM 的设计，2000 年后逐步切入 DRAM 市场，瞄准汽车、通信、消费电 子、工业和医疗领域。彼时，ISSI SRAM 和 DRAM 的全球市场份额分别为第二 和第八，且 ISSI 已于 2015 年成为北京矽成子公司闪胜科技的 100%控股子公司， 因此这是一项充满机遇且较合时宜的收购计划。但 ISSI 为一家设计公司，彼时 同为 Fabless 的兆易创新以及国内的中芯国际等代工厂尚不能进行 DRAM 的代 工生产，因此此项收购受到 ISSI 主要代工供应商南亚科的掣肘。

2017 年 8 月，公司宣告此项重大资产重组的终止，原因是南亚科认为兆易创新 与 ISSI 重组后将成为其潜在的有力竞争对手，要求 ISSI 与其签署补充协议，约 定在本次交易完成时其有权终止相关供应合同。

2017 年 10 月，公司与合肥产投签订协议，约定合作开展工艺制程 19nm 存储 器的 12 英寸晶圆存储器（含 DRAM 等）研发项目。项目预算为 180 亿元，公司 与合肥产投按 1：4 比例筹集。根据协议约定，项目研发生产的 DRAM 产品优先 供兆易创新销售，优先承接兆易创新 DRAM 的代工需求，为公司设计产品的流 片、生产提供支持与便利。该项协议揭示了公司将以代销和自研并举的方式打开 DRAM 市场。

4.3.2、长鑫存储发展历程：国产 DRAM 扛鼎之作

2016 年 5 月，长鑫存储的事业在合肥启动，定位即是做 DRAM 的 IDM，专业从 事 DRAM 的研发、生产和销售。项目的牵头人为背靠合肥市国资委的合肥产投 集团和兆易创新。

2017 年 10 月，兆易创新和合肥产投签订共研 19nm 12 英寸存储器的协议。11 月，长鑫存储正式成立，由中芯国际前 CEO 王宁国领导。中芯国际曾为英飞凌 的 DRAM 代工，后因与台积电的产权问题而停止 DRAM 的研制与生产。

2018 年 7 月，长鑫存储 8Gb LPDDR 正式投产。朱一明辞任兆易创新 CEO，任 长鑫存储董事长兼 CEO。

2019 年 9 月，总投资约 1500 亿元的长鑫存储内存芯片自主制造项目宣布投产， 19nm 工艺 8Gb DDR4 首度亮相，一期设计产能为 12 万片/月。2019 年，基于 19nm 工艺的 DDR4、LPDDR4 已实现量产，产能不断爬坡，至 2020 年底已达 到 4 万片月产能。

公司仍在不断布局先进工艺产品，计划于未来推出 10G3（17nm）工艺的 DDR4、 DDR5、LPDDR4X、LPDDR5 产品和基于 10G5 工艺的 DDR5、LPDDR5、GDDR5 产品。

4.4、 虚拟 IDM 赋能“代销+自研”的 DRAM 布局

公司与长鑫存储深度绑定，形成虚拟 IDM 模式。公司瞄准利基型 DRAM 市场， 比如汽车、工业用 DRAM，因此虚拟 IDM 模式对于公司来说比较有成本效益。 虚拟 IDM 并非真正的 IDM，而是指 Fabless 厂商通过股权投资及业务合作等方 式与代工厂进行深度绑定，以形成类似于 IDM 的较长时期的稳定产能供应。通 过持有长鑫存储母公司睿力集成 0.85%股权，以及与长鑫存储签署的《框架采 购协议》、《代工服务协议》、《产品联合开发平台合作协议》等一系列协议， 公司形成虚拟 IDM 的经营模式和代销与自研并行的 DRAM 布局。

4.4.1、代销：2020 年开始，已取得规模性收入

2020 年公司开始代销长鑫存储的 DRAM 产品。2020 年 3 月，公司发布公告， 拟由全资子公司芯技佳易微电子（香港）与长鑫存储全资子公司长鑫存储（香港） 签订）框架采购协议，拟采购 3.5 亿元 DRAM 产品。

4.4.2、自研：首款自有品牌 DRAM 产品 4Gb DDR4 已量产

2021年6 月，兆易创新宣布自己的首款自有品牌4Gb DDR4产品——GDQ2BFAA 系列现已量产，实现了从设计、流片，到封测、验证的全国产化。该系列产品采 用先进制程，面向利基市场，下游领域包括机顶盒、电视、监控、网络通信、平 板电脑、智慧家庭、车载影音系统等。

从规划自研到首款自有产品发布，公司 DRAM 的自研历程颇为高效。2019 年 9 月，公司发布定增预案，拟募集 43 亿元并将其中 33 亿元投入 DRAM 芯片研发 及产业化项目，公司拟通过本项目，研发 1Xnm 级（19nm、17nm）工艺制程 下的 DRAM 技术，设计和开发 DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4 系列 DRAM 芯片。2020 年 3 月，公司拟与长鑫存储签署的《产品联合开发平台合作协议》 中即约定在长鑫的 DRAM 技术平台上设计 DDR3 等系列产品。自研 DRAM 的快 速问世见证了公司在布局配套资金与技术合作上的稳健高效。

5、传感器：收购思立微横跨指纹识别赛道

5.1、 指纹识别技术简介

5.1.1、电容式指纹识别

电容式指纹识别技术是应用最早的一种方案，相对而言也较为成熟，适用于 LCD 屏幕和 OLED 屏幕，不需要屏幕自发光也能进行识别。但是在使用的过程中需要 通过按压才能实现解锁，在速度上并没有优势，且穿透力较弱，并不适用于屏下 指纹解锁。电容式指纹在识别时，指纹识别信号可能会与手机显示屏的触控信号 相互干扰，影响解锁识别，因此已逐渐不再被应用。

5.1.2、屏下指纹识别

随着全面屏的兴起，目前市面上的主流手机绝大部分都采用了屏下指纹识别技 术。当前主流的屏下指纹识别，按照技术原理与实现方法又可以细分为两种：光 学式和超声波式。两种屏下指纹识别各有不同，现阶段发展状况也各有差异。

5.1.3、超薄屏下指纹发展潜力巨大

光学式屏下指纹发展历程

屏下指纹主要利用光学、超声波等穿透原理达到指纹识别目的，现阶段光学式屏 下指纹技术较为成熟，产业链较为完善。

超薄屏下指纹识别壁垒高

5G 手机零部件更多，空间紧凑，原本狭小的手机空间进一步的压缩，超薄光学 指纹日渐需要。超薄光学指纹图像质量高，抗强光、低温干扰和干手指能力强， 易于识别解锁。超薄光学指纹要做到更薄，就需要舍弃原来的摄像头，只保留一CMOS 芯片，这对于指纹识别的算法要求更高。

光学式屏下的指纹模组厚度大，模组在安装时需与电池交错分布，才可将足够光 路预留给透镜。因此，该指纹方案的安装位置大多接近设备下方，且会压缩电池 空间。超薄光学式屏下指纹技术可有效满足模组搭载的厚度要求。由于该方案的 模组厚度极薄，因此可叠放与电池与屏幕之间，为 5G 设备提供更大电池容量空 间。

5.2、 屏下指纹识别市场不断增长

屏下指纹已然成为生物识别发展趋势，中国对 OLED 屏幕日益增加的需求以及消 费者对全屏手机类型的偏好，为屏幕下指纹技术的发展带来了巨大的推动力。中 国屏下指纹市场规模（按屏下指纹手机出货量计算）从 2015 年的 390.7 万台增 长至 2019 年的 6,056.8 万台，年复合增长率为 98.4%。

中国屏下指纹市场规模保持增长的原因有：

1、目前中国 OLED 屏幕市场渗透率仍会提高，在 OLED 屏幕成为未来手机屏幕 主流趋势的情况下，市场仍有上升空间。

2、屏下指纹识别方案既满足了全面屏时代对于取消手机 Home 键的要求，同 时也符合用户传统的操作习惯。智能手机用户对于屏幕最大化视觉效果的青睐使 得全面屏手机迅速渗透市场，因此全面屏手机主要采用的屏下指纹技术望得到大 规模的普及。

5.3、 兆易创新收购思立微，进军屏下光学指纹识别市场

5.3.1、事件回顾：兆易创新收购思立微

2019 年 6 月 17 日，兆易创新 GigaDevice 正式宣布，以股份对价 144500 万元， 现金对价 25500 万元，总计 17 亿元收购上海思立微电子科技有限公司（简称“思 立微”）的 100%股权。思立微方的业绩承诺为，在 2018 年至 2020 年三年合 计经审计的扣除非经常性损益后归属于母公司的净利润不低于 3.2 亿元。

在股权收购方面，兆易创新收购联意香港、青岛海丝、上海正芯泰、合肥晨流、 上海思芯拓、青岛民芯、杭州藤创、北京集成、上海普若芯、赵立新和梁晓斌合 计持有的上海思立微 100%股权，总计股份对价 144500 万元。

本次交易前，兆易创新的总股本为 28,464.45 万元，朱一明为公司控股股东和实 际控制人。本次交易上市公司拟向上海思立微全体股东发行 2,258.87 万股股 份，本次发行完成后，上市公司总股本将增加至 30,723.32 万元，上海思立微 100%的股权变更登记至兆易创新名下。目前标的资产的过户手续已办理完成， 上海思立微变更成为兆易创新的控股子公司。

5.3.2、思立微概况：指纹识别领域领先厂商

上海思立微电子科技有限公司，成立于 2011 年，主要从事指纹识别芯片和触控 芯片研发，短时间内快速晋升为全球排名前三的指纹芯片供应商。

目前思立微主营产品为指纹识别芯片。2016 年指纹识别芯片的顺利研发使其替 代原主营的触控芯片成为思立微主要收入来源。自 2016 年后，思立微持续深耕 屏下指纹识别和电容指纹识别领域并深入屏下指纹识别，目前已顺利研发光学指 纹识别及超声指纹识别项目。

思立微电容触控芯片销售收入和指纹识别芯片销售收入合计占比在 2016 年到 2018 年 9 月分别为 99.43%、99.51%、99.82%，收入分布较为集中。细分来看， 指纹识别芯片销售收入从 2016 年占比 19.58%到 2018 年 9 月的 90.53%也体现 出主营产品迅速更新迭代的过程，同时也成为思立微在 2016 年后扭亏转盈的重 要因素之一。

5.3.3、兆易创新与思立微协同效应明显

完成收购交易后，兆易创新和思立微以多元模式结合，拓宽业务渠道，形成以点 带面的联动提升局面。目前，兆易创新现有产品主要为 Flash 和 MCU。以现 有核心技术为出发点，以思立微的传感技术为拓展点，以嵌入式生物识别传感芯 片，电容、超声、光学模式指纹识别芯片为落脚点，从多种方式拓宽战略布局， 从而达成产业资源方面高效整合，产品线方面多元拓展，客户供应链方面交互覆 盖，公司核心竞争力方面快速提升。

在技术层面，兆易创新通过对思立微的收购，在 2018 年单芯片架构设计的屏下 指纹芯片实现大规模量产。2019 年推出独创的优化光学低通去噪技术，摄像元 素进一步扩大到 8um，且优化了整个摄像元素电路设计，将灵敏度提升了 40%。 同时，相继推出超小尺寸的 CSM 封装镜头式光学指纹产品、超薄结构光学指纹 产品、LCD 屏下指纹产品、TFT 大面积屏下指纹等创新产品，在 MEMS 超声 方向上的研究进展顺利。在客户端层面，兆易科技主要涉及下游应用端，而思立 微的传感技术则弥补了兆易创新在手机领域上的缺口端。同时，也形成思立微产 品在智能手机、工业、汽车电子、物联网等高端应用领域渗透的协同效应。

报告链接：兆易创新深度研究报告：MCU高歌猛进，利基存储龙头平台化布局

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