2022-02-13 15:37·远瞻智库
（报告出品方/分析师：中泰证券 王芳 杨旭 赵晗泥） 1、32 位产品：从ARM核及料号数量看，大陆已具备实力1.1 外购ARM内核，是海内外一致的大趋势 从自研内核转向外购内核是大趋势，目前ARM Cortex M系列占据主流地位。 从MCU的发展历史看，最初MCU厂商多自研内核，之后随着计算要求越来越复杂，内核厂商开始出现、分工进一步细化，MCU厂商开始使用外购内核并将主要精力投身其他部分的研发。 ![]()
其中目前外购内核中占据主导地位的是ARM Cortex M 系列，该系列由ARM开发，采取IP授权形式，相比于 ARM 公司的其他系列产品（注：Cortex 处理器可以分为应用处理器（A 系列）、实时处理器（R 系列）和微控制器处理 器（M系列）），Cortex-M系列具有短流水线、超低功耗的设计特点，专门面向MCU及深度嵌入系统市场。 2004年ARM公司推出第一款 Cortex-M 系列处理器 M3，ST 公司抓住机遇，在短时间内向市场推出一系列基于该内核的 32 位 MCU（STM32 系列）。 此后 Cortex-M 系列处理器迅速发展，2009 年，超低功耗处理器 M0 一经推出，就受到了广泛的欢迎，在 9 个月内就有多达15 家厂商与 ARM 签约。目前海外厂商几乎都从自研内核转向了使用 ARM 内核。 除此之外，近几年 RISC-V 则成为了 32 位内核市场的后起之秀，该内核诞生于伯克利大学，特点是简单且免费开源，国内部分厂商也推出了基于此架构的 MCU 产品，但整体数量偏少。 ARM 内核包括中高低端不同产品，使用 M7/33/35P/55 高端内核是厂商能力的直观体现之一。 目前 ARM 共推出 10 款 Cortex M 系列处理器，其在尺寸、功耗、性能、安全性、是否适用于 AI 应用等指标上有着差异化定位，全面满足低、中、高端需求。其中，M0/0+/1/23 四颗为低端内 核，M3/M4 为中端产品，M7/M23/35P/55 为中高端产品。 ![]()
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1.2 从 ARM 内核+料号数量看，兆易创新第一梯队、国民技术发展迅速 主攻消费&工业的意法半导体系 32 位市场的后起之秀，也是大陆厂商的重要竞争对手。相较于 8 位与 16 位产品，32 位产品集中度更高，前七大厂商均有布局，TOP7 集中度接近 90%（注：赛普拉斯被英飞凌收购后变为六位厂商），其中瑞萨和恩智浦在 32 位市场市占率均接近 20%。而 32 位市场最大的变量来自于意法半导体，其在 2004 年 ARM 推出针对于 MCU 的 Cortex M 内核后，通过外购 ARM 内核快速铺开产品，并凭借良好的生态，市占率持续提升。因瑞萨和恩智浦主攻车载市场，因此大陆厂商在 32 位的最重要竞争对手是意法半导体。 ![]()
除瑞萨以自研为主外，其他厂商基于 ARM Cortex M 的产品料号占比高达 81%，中高端产品全面配齐。 根据我们统计的 6 家海外大厂近 7000 款 32 位产品，（注：原七大厂商中赛普瑞斯被英飞凌收购，变为六家）。 其中（1）外购 ARM Cortex 内核： 我们共统计了近 4500 款 ARM Cortex M 系列产品，占我们统计的 32 位 MCU 的 64%；若除去以自研为主的瑞萨，则 ARM M 系列料号数量占到了 81%。同时海外大厂基本是 ARM Cortex M 系列的高中低全面配齐，低端/中端/高端的料号数量分别占 38%/52%/10%。 （2）其他外购： 少数厂商选择购买 ARM Cortex A 系列内核（通常是用于手机、电脑 CPU），用于高端产品，比如瑞萨共推出 118 款多核产品，其中主核多采用 A 系列，辅核多采用 M 系列；而德州仪器则推出了 43 款基于 ARM Cortex R 系列（实时处理器，通常用于存储芯片，适用于 IoT、AI 等场景）产品，定位中高端的汽车 ADAS 系统和工控领域。 （3）自研内核： 海外 6 大厂商中，仅瑞萨则以自研内核为主（占 78%）、外购内核为辅。而其他海外大自研产品基本在 100-300 款，根据我们统计的 5 家厂商数据（除去瑞萨），除去瑞萨外，自研内核的料号数量约占 16%。注：海外厂商以 6 大 MCU 厂为统计范围；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。 料号上，每家厂商总数上千、各系列多达几十种。从内核数量上，除微芯侧重 8 位产品、德州仪器侧重模拟产品外，其他厂商仅 32 位产品料号数量就有上千种，并且每个系列通常都有几十种型号，用来提供不同存储容量、不同频率、不同下游应用的针对性产品。 ![]()
大陆厂商外购 ARM 内核占比超过 90%，少数推出 RISC-V 内核产品。 我们统计了大陆 8 家厂商 500 余款产品，其中使用 ARM Cortex M 系列 产品的占比超过 90%，我们认为该比例高于海外主要由于： （1）海外厂商的大量自研内核产品主要是历史遗留，实际上不管是海外厂商还是大陆厂商，在新品开发时都倾向于直接使用 ARM 内核。 （2）大陆厂商前期主攻消费市场，而 32 位消费市场的主导者是意法半导体，意法 32 位 产品全部基于 ARM 内核，因此大陆厂商可以通过外购 ARM 核生产 pin-to-pin 兼容型产品，降低替换难度。此外，少数厂商推出基于 RISC-V 内核的产品，如兆易创新、乐鑫科技。 另外乐鑫科技目前产品中更多的则是基于美国厂商 tensilica（2013 年被 Cadence 收购）的 Xtensa 系列内核。注：大陆厂商选取标准为上市/拟上市 MCU 公司；统计产品为官网列示 产品，截至 2022/2。 从高端产品及料号数量看，兆易创新最为领先，国民技术快速追赶。 （1）从技术看，与海外中高低端全面覆盖相比，大陆厂商在高端领域的布局仍有较大进步空间，其中兆易创新最为领先，2020 年 10 月正式推出基于 ARM Cortex M33 内核的高性能产品，此外国民技术研发基于 M7 的 高性能产品，预计明年推出。 （2）从料号数量看，大陆厂商与海外厂商仍存在 10 倍差距，目前大陆领先厂商包括兆易创新（370+颗）、华大半导体（100+颗）、国民技术（80+颗）。 ![]()
2、8 位产品：大陆相对布局较少，少数玩家极具实力8 位市场微芯份额超过 30%，是大陆厂商的主要对标者。 8 位市场中，前 7 大厂商中 5 家布局了 8 位产品（英飞凌、TI 无 8 位产品），CR5 在 70%上下，其中微芯一家独大，超过 30%；第二位恩智浦约占 15%、三四名瑞萨/意法占分别 10%。 ![]()
自研内核占主流，但多家厂商都具备 8051 内核的产品。 我们这里统计了 5 家海外厂商近 1600 款 8 位产品，其中 （1）自研内核： 近 1300 款自研内核产品，占我们统计数据的 81%。我们认为 8 位产品自研比例高于 32 位产品，主要因为其年代较为久远，当时很多厂商都采取了自研内核，如微芯的 AVR（前 Atmel 产品）、PIC，恩智浦的 RS08\M68HC，瑞萨的 RL78\H8\78K0，意法的 STM8。这些产品因价格低，并且在客户上已有较深绑定，仍占据很大市场份额。 ![]()
（2）8051 开源内核： 8051 内核是 intel 于 1980 年开发的架构，在 1998 年失去专业保护后成为开源 IP，再次展现强大的二次生命力，各家厂商在 8051 内核基础上进行一定改动后推出各种差异化产品，这类产品基本都统称为 8051 内核的 MCU。 经过 40 多年的发展，目前 8051 MCU 产品已具备完善的生态系统以及多个免费开源版本。根据我们统计的 5 家海外厂商中有 2 家推出 了 8051 产品，料号数量约占我们统计数据的 19%，其中赛普拉斯（已被英飞凌收购）8051 产品多过其自研产品，微芯也有近 50 款 8051 产品。注：海外厂商以 6 大 MCU 厂为统计范围，其中德州仪器无 8 位产品；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。 料号相对 32 位较少，各家料号数量 100-600 种。 与 32 位相比，8 位市 场相对较小&应用较简单，因此料号数量不及 32 位丰富，海外大厂料号数量在 100-600 不等，其中恩智浦最多，达 570 余款，全部为自研产品，赛普拉斯（被英飞凌收购）第二，有 420 余款，其他厂商在 100-300 不 等。 ![]()
大陆 8 位市场相对布局较少，采用 8051 架构的厂商偏多，中颖大陆龙头地位显著。 与海外市场相比，大陆厂商 8 位产品布局较少，在我们统计的 22 家厂商中仅 11 家布局了 8 位产品，而这里我们仅列示了 4 家厂商的 122 款产品。 此外相较海外，大陆厂商使用 8051 架构的厂商偏多，如中颖电子、宏晶科技均提供的是基于 8051 架构的产品，其中中颖电子是 8 位市场的大陆龙头，目前推出 82 颗基于 8051 内核的产品（官网列示数据）。 此外，芯海科技 8 位产品均采用自研内核。注：大陆厂商选取标准为上市/拟上市 MCU 公司；统计产品为官网列示产品，截至 2022/2。 ![]()
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发表于 2022-2-13 21:17:40
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