MCU（微控制器）是把中央處理器的頻率與規格做適當縮減，並將內存、計數器、 USB、 A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合配置，廣泛應用於製造業、通訊、醫療電子、軍事裝備、消費類產品和航空航天等領域。
昨天，IC Insights發佈了對全球MCU市場行情的最新統計和分析。
受惠於嵌入式系統的廣泛應用、傳感器的增加以及物聯網終端應用的熱潮，到2022年，預期MCU的營收和出貨量將持續大幅增長。
在2016年縮減MCU庫存後，系統製造商在2017年加大了微控制器的購買量，出貨量激增22%，預計2018年將持續強勁增長。因此，IC Insights上調了MCU出貨量的預測，預估在2018年將成長18%，出貨數量達到近306億，MCU營收預期將增長11%，達到186億美元的歷史新高水平。預計2019年將持續增長9%，達到204億美元。
圖：MCU銷量及營收預測
此外，MCU五年內的銷售額複合年增長率將達到7.2%，2022年達到近239億美元，出貨量的複合年增長率則達到11.1%，2022年達到約438億個。
平均售價方面，MCU在2017年跌至最低點，2018年價格繼續以同樣速度下跌。然而，與過去十年相比，過去五年的降幅有所緩解。2017~2022年期間的平均價格的複合年增長率預期將是- 3.5%，遠低於2012~2017年期間的- 5.8%和1997~2017年的- 6.3%。
2017年，MCU銷量從2016年下滑中恢復的一個關鍵因素是其在智能卡應用領域的強勁表現，目前，大約有40%的MCU出貨量用於智能卡。
巨頭間的遊戲
從2015年開始，各大MCU巨頭為了搶佔市場份額，佈局不斷增長的物聯網應用，行業內發生多起大規模併購。全球最大的MCU供應商由收購了Freescale的NXP擔當，而Microchip、Cypress也通過收購，提高營收，擴大了在MCU市場的份額。
2016年NXP、瑞薩。Microchip佔據市場份額前三位，前8大MCU供應商合計佔據了全球市場份額的88%。
圖：2016年MCU廠商排名
2017年全球MCU廠商排名與2016年相比，沒有明顯變化。
2016年，NXP超過了日本瑞薩，成為全球最大的MCU供應商。營收也因為在2015年耗資116億美元收購飛思卡爾而提升了116%。在被收購之前，飛思卡爾是全球第二大MCU供應商。併購後的新公司與瑞薩的營收差距只有2.1億美元，但在之前，這個差距起碼有10億美元。2015年，由於日元走弱，瑞薩的MCU營收銳減了19%，進入2016年，瑞薩MCU的銷售額下降，導致營收下降了4%，只有約25億美金，佔領全球MCU的份額為16%。2013年，瑞薩MCU的市場份額高達33%。
收購飛思卡爾之後，NXP從全球第六大MCU供應商跨越到了榜首的位置，市場份額也高達19%，營收達到29億美元。2015年，NXP有75%的MCU營收來自用在智能卡的8位和16位MCU。在收購了飛思卡爾之後，智能卡MCU只佔這個公司營收的25%。飛思卡爾的MCU主要應用在廣泛的嵌入式控制應用，汽車電子更是其重點。NXP和飛思卡爾都開發了大量32位ARM Cortex-M MCU。
美國的Microchip則從2015年的第五位躍居到2016年第三位。而營收也增長了50%，至20億美元。這主要得益於2016年第二季度收購了Atmel。
2015年，Atmel在全球MCU供應商中排行第九，營收為8.08億美元。而在收購Atmel之前，Microchip是少有的幾家沒有ARM授權的MCU公司。在過去的十幾年裡，該公司一直開發基於MIPS架構的32位MCU。在收購Atmel六個月之後，Microchip擴充了其基於MIPS的32bit PIC32 MCU，同時擴充了Atmel的基於ARM 的SAM系列。
與此同時，Cypress的MCU業務也增長了15%，至6.22億美元，其在全球MCU供應商中也排到了第八的位置。
Cypress的增長主要來源於2015年的收購，當時他們斥資50億美元收購了飛索半導體。後者最初是從AMD獨立的Nor Flash供應商。2013年，飛索半導斥資1.1億美元收購了富士通半導體的MCU和模擬業務。當時的目的是為了將其產品線擴充到非易失性存儲產品之外。
2013年，飛索也獲得了ARM的32bit MCU核心授權。Cypess的營收增長除了來自飛索半導體的MCU業務外，自身的PSoC產品線增長也是一大貢獻，該系列產品將MCU、混合信號用戶定義串口和數字功能聯合在一起，為終端用戶應用提供更完整的解決方案。
排名下滑最大的是三星。2016年，其MCU營收銳減了14%。這主要是因為在智能卡控制器市場的弱勢表現。
綜上，根據IC Insights的統計，從收購完成合並後的銷售數據看，NXP、Microchip和Cypress 2016年MCU產品線銷售額同比大幅增長，排名也相應上升。未進行大規模收購的廠商則表現平平，只有個位數的增長，比如ST和TI，有的出現了大幅下降，如Samsung。
物聯網驅動MCU加速發展
市場需求的發展帶來了MCU應用的普及，隨著產品智能化、萬物互聯需求的發展，也必將帶來MCU銷售的增長。市場需求的發展也促進了MCU產品功能不斷改進、性能不斷提高。
因此，通用MCU產品要做“加法”，通過增加外設滿足越來越多的細分市場需求。
IC Insights統計顯示，預計2018年用於嵌入式系統、自動控制、傳感應用和物聯網連接的通用MCU的銷售額將增長11%，達到164億美元。而通用MCU的出貨量預計在2018年將增長25%，至189億個。目前，通用MCU佔總體MCU出貨量的比例超過60%，預計到2022年，比例將上升到68%。目前，有88%的總營收來自通用MCU，預計2022年將達到90%。
而一些專用MCU要做”減法“，通過減少一些不必要的外設，增加一些特定的功能，滿足某些市場應用的需求，比如，集成有無線射頻的MCU等。
Grand View Research，Inc.的報告數據顯示，到2022年，全球物聯網MCU市場預計將達到35.6億美元。
物聯網應用中的通信連接、智能傳感器等都是主要的應用形式。物聯網需要的多樣化市場需求決定了所謂的“碎片化”。“碎片化”的市場需要整合統一的物聯網標準，或者是融合各種技術的標準以滿足不同的需求，這為MCU的新產品定義和創新提供了機遇。
另外，芯片工藝技術的進步使MCU的功耗大大降低，向著節能降耗方向發展。超低功耗MCU越來越受到重視，尤其是隨著對電池供電應用以及無線連接技術的重視，一節電池往往要求工作幾年，有的甚至要求工作10年，超低功耗MCU是最基本的要求。
價格變化
IC Insights統計顯示，32位MCU的強勁增長重塑了市場，供應商積極推出更具功能性的設計，並且較用於高端產品的8位和16位芯片更有成本競爭力。2018年，預計32位MCU的平均售價僅比總平均售價高出0.09美元，到2022年，預計差異將縮小至0.05美元（32位ASP為0.60美元，而總體ASP為0.55美元）。
而低配的8位MCU價格已然突破了0.15美金，主流的8位MCU價位基本在0.15~0.6美金。市場上主流的ARM Cortex-M0的MCU產品平均價格一般是在1美金以下，在同核多供應商競爭的格局下，基於ARM Cortex-M0的32位MCU平均價格還是會繼續下降，而基於ARM Cortex-0 的低配32位MCU已經降到了0.3美金。
2017年，ARM公司DesignStart的項目對ARM Cortex-M0/M3內核免授權費，大大降低了MCU開發者的開發費用，利用現有成熟的IP快速設計產品。這必然帶來MCU產品設計者的增加，使得32位MCU的價格競爭愈加激烈。
另一方面，由於物聯網及車用電子對MCU的需求猛增，導致大廠產能應付不及時，因此開始將產能集中到新興應用及高附加值產品上。
例如，自2017年以來，ST的MCU就逐漸缺貨，交期也一再延長，缺貨的產品包括：8位MCU、Cortex M0/M3/M4等。此外，2018年蘋果新款iPhone全面導入3D傳感，ST作為供貨商，勢必將持續排擠掉MCU的產能。
另一MCU大廠NXP已於2017年底發出漲價通知，宣佈從2018年第一季度開始對旗下MCU等主要產品上調價格，漲價幅度在5%~10%不等。
除了漲價，各大原廠MCU交期大多也已延長至12周，最長達到9個月，有廠商甚至已暫時封單。受到大廠產能移轉及漲價效應刺激，預期MCU將一路缺貨到年底。
中國MCU的機遇和挑戰
近年來，中國MCU市場保持高速增長態勢，2011~2016年的年複合增長率接近10%，但中國大陸和臺灣地區MCU企業產值僅佔各自市場的10%。
國內MCU企業近年來成長迅速，特別是在32位MCU市場上，兆易創新、致象科技和靈動微電子等企業基於ARM的MCU受到了市場的歡迎。兆易創新的MCU產品實現了對行業領軍企業意法半導體同類產品的pin to pin替換，憑藉更低的價格和本地化的服務優勢，逐步搶佔市場，
圖：2011~2017年中國MCU市場規模（單位：十億美元，圖源：東方證券研究所）
未來5~10年，物聯網設備市場將達到百億級，MCU市場將迎來爆發式增長，市場空間大，下游應用多，這些都是中國MCU企業發展的機遇。
而隨著缺貨漲價潮，以及物聯網的興起、國內晶圓廠的不斷成熟和國家大基金的支持給了國內MCU廠商很多機遇。
在中國，由於本土OEM廠商需求量大，ARM內核授權的便利性，加上當地服務的天然優勢，催生了不少MCU的初創企業。但想打破國外巨頭壟斷局面難度很大。
圖：部分中國本土MCU企業
通用MCU行業需要長期、大量的投入，以及前瞻性的規劃，加上極為接地氣的應用推廣，需要匯聚行業內包括半導體工藝、芯片設計、應用開發、工具鏈設計、技術支持、行銷推廣、供應鏈整合、認證管理等各方面的專業優秀人才，能否匯聚這麼多的人才和資金，且有耐心持續投入5~10年，這可能是本土MCU發展的最大挑戰。
對此，來自靈動微電子MCU事業部的總經理婁方超認為，MCU未來的機會在中國，主要有三點原因：首先，MCU應用“定義權”在中國。不管從消費類的玩具、手機周邊、家居家電，到工業類的電機控制、汽車電子、無線通訊，甚至物聯網、人工智能，在中國都有大量的開發團隊和配套的支持體系，以及廣泛的消費群體和應用場景。這使得MCU產品及方案的“定義權”逐步移到中國來，而這是本土MCU廠商生存成長的天然土壤。
其次，中國有服務理念方面的優勢。本土的MCU廠商及其員工，已經習慣了“今日事今日畢”的高效的行事風格，堪比外賣訂餐的便捷。這一點在全球其他電子行業市場是難以想象的。
另外，隨著國內對集成電路行業投入的加大，產業鏈配套越來越齊整，以上海及其周邊城市為例，可以很容易地串聯起從芯片設計、晶圓加工到封裝測試，直至失效分析的完整工業鏈條，無論是效率還是成本都可以做到最優。
結語
從IC Insights的統計來看，未來MCU市場喜人，增長空間巨大。那些完成併購整合的國際大廠無疑會具有競爭優勢，而物聯網的應用特點又給中國本土中小規模MCU企業提供了發展機遇。未來的MCU市場競爭將會更加立體、多元化。
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