半导体行业在控制领域的核心：MCU

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半导体行业在控制领域的核心：MCU

目前，全球芯片供应紧张问题已经持续了一年多，MCU也是芯片供应短缺的主角之一。据多家公司研究报告称，随着国产化替代及缺货潮的到来，MCU本土化速度加快，国产MCU发展进入快通道，大陆MCU供应商已处于发展黄金窗口期，开始进入各种市场，逐渐形成独具特色的核心竞争力。

01 MCU应用领域

MCU主要应用于消费类电子、工业/医疗、汽车电子等领域。

相比于消费MCU，工控MCU的指标严苛程度更高，工业级MCU的工作温度区间为-40℃~+85℃，使用寿命为5~10年。工业级MCU多为32位，在工业领域的应用十分广泛，如工厂自动化和机器人、电力传输和电网供电、电器电机的控制、智慧城市和智慧楼宇自动化等等。车规MCU则是众多MCU应用领域对芯片性能和评估指标要求最为严苛的，因为它需要同时兼顾功能和安全性，汽车的不同位置对于MCU的评估指标也不尽相同，以温度为例，其发动机舱的MCU工作温度区间为-40℃~150℃，车身部分则是-40℃~125℃。

02 MCU内核

说起MCU，就不得不提及其内核，也就不得不提及ARM公司，不论国内国外，各大MCU厂商的32位MCU都是外购内核并将主要精力投身其他部分的研发（除以自研内核为主、外购内核为辅的瑞萨外），而32位ARM Cortex M系列内核在各大内核厂商开发的内核中占据主导地位。2004年ARM公司推出第一款Cortex-M系列处理器M3，之后便迅猛发展，成为主流，但ARM采用IP授权的形式，往往授权费较高。近几年RISC-V内核以其简单且免费开源的优势迅速成为了32位MCU内核市场的后起之秀。

03 MCU国内外发展对比

在8位MCU市场中，微芯（Microchip）份额超过30%，一家独大，它强调节约成本的最优化设计，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器，微芯的主要产品是16C系列8位单片机，CPU采用RISC结构，运行速度快，价格低廉，功耗低，抗干扰性好。除此之外，还有德国的英飞凌，侧重汽车、工业；美国的德州仪器，除模拟产品外，也推出了以Piccolo系列微处理器为代表的一系列32位单片机。

要实现国产MCU的突破，就需要在人才、技术、产业等方面入手，比如在技术上，应当在MCU架构、性能、功耗等方面提升自身水平，目前中国企业在发展上已经出现了各具特色的应用方向，特别是随着RISC-V架构的逐步投入使用，出现了许多不同于国外通用的特色产品。当前大部分国产厂商都是从消费电子等中低端应用领域切入，逐步进攻工控/医疗，甚至是汽车领域。

04 MCU国内外最新动态

新能源汽车将会是未来持续较长一段时间的热门之一，全球车用MCU市场被意法半导体、恩智浦、瑞萨、英飞凌、德州仪器、微芯科技六大国际IDM厂商占据，这几家厂商的市场占有率超过八成。我国绝大多数公司的车用MCU产品在车窗、照明和冷却系统等控制应用方面更为常见，在动力总成控制、智能座舱和ADAS等复杂应用中仍不多见。

意法半导体今年推出新款车规级MCU，是基于ARM内核的Stellar微控制器产品家族的延伸，新产品对电动汽车和汽车集中式电气架构优化了性能，有助于降低电动汽车成本、延长续航里程、加快充电速度。

除了传统MCU厂商，在物联网MCU（WiFi，BT，LPWAN等）领域，也涌现出更多新兴的市场机会，中国的新型芯片厂商很好地抓住了机会。

05 总结与展望

综上，在国内MCU发展的黄金窗口期，国内厂商纷纷抓住机会努力从消费级和工业级切入，逐步将重点放到车规级赛道，为企业打开全新的高端市场，努力完善生态系统建设，开发具有自己特色的产品，提升产品质量，发挥高性价比等优势，抓住市场动态，与终端市场多交流，进而取得更大的进步。