微控制器（MCU），國人更喜歡稱(chēng)為單片機，是今天電子產(chǎn)品的心臟，被廣泛地應用到消費和工業(yè)電子產(chǎn)品中。小到體溫計、無(wú)線(xiàn)充電器和智能手環(huán)，大到數控機床、機器人和汽車(chē)，都有MCU的身影。目前，MCU行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)達到數百億美元。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車(chē)的高速發(fā)展，未來(lái)MCU的市場(chǎng)需求將有爆炸性的增長(cháng)，前景看好。
市場(chǎng)需求持續擴大
2017年MCU市場(chǎng)十分活躍，市場(chǎng)增長(cháng)很快，尤其是消費電子市場(chǎng)。據市場(chǎng)研究機構IHS數據，2017年中國MCU出貨量達到46億美元，同比增加17.6%。據意法半導體（ST）在STM32峰會(huì )上的報道，ST有61%的收入來(lái)自亞太區，通用MCU的收入超4成來(lái)自亞太區。從2007年STM32問(wèn)世到至今，ST MCU在中國年復合增長(cháng)率為27%。
另外一個(gè)方面，2017年下半年，MCU嚴重缺貨，幾家MCU大廠(chǎng)紛紛將供貨周期調至14—16周，8位MCU的供貨周期還要更長(cháng)。導致嚴重缺貨的原因有多個(gè)方面：比如8位MCU缺貨是因為MCU企業(yè)將這部分產(chǎn)能轉移到高利潤的產(chǎn)品和應用上，還有中低端MCU生產(chǎn)的原材料短缺。市場(chǎng)研究機構預測，這種缺貨情況將持續到2018年。
國產(chǎn)MCU亟待多端突破
就近業(yè)內有資 深人士在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表一篇題為“MCU市場(chǎng)研究報告”的文章，文章列出了國內現有的40余家MCU企業(yè)，其中，就有大家熟悉的兆易創(chuàng ) 新、中穎電子、華大半導體、靈動(dòng)微電子和東軟載波（原海爾集成電路）等等。除此之外，還有一些很少被聽(tīng)說(shuō)的企業(yè)，而一些從事MCU業(yè)務(wù)的企業(yè)并不在這個(gè)名單中。報告透露，接近半數企業(yè)獲得了ARM Cortex-M內核的授權，也就是說(shuō)，這些企業(yè)具備開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)當今市場(chǎng)主流MCU的能力。
40余家企業(yè)中，并沒(méi)有多少主營(yíng)MCU的上市公司。目前，能夠看到的有兆易創(chuàng ) 新、中穎電子和東軟載波三家。其他廠(chǎng)家，比如華大半導體、大唐微電子、同方微電子和貝嶺股份，多是大型集成電路上市公司，MCU只是其產(chǎn)品線(xiàn)中一個(gè)很小的分支（當然智能卡業(yè)務(wù)除外）。
中穎電子2017年的財報顯示，2016年銷(xiāo)售額達到5.18億元，同比增加25.8%。從營(yíng)收結構上看，家電及機電MCU約占60%，其他4個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)分別占10%。MCU業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售額估計達到3億元。中穎電子的發(fā)展重點(diǎn)是8位MCU和小家電應用。
兆易創(chuàng ) 新新的年報顯示，2017年實(shí)現營(yíng)收20.3億元，同比增長(cháng)36.32%，其中MCU業(yè)務(wù)收入金額約為3.4億元。中穎電子和兆易創(chuàng ) 新的年報數據，與IHS“中國MCU市場(chǎng)觀(guān)察”一文中的數據基本吻合。IHS表示，2017年中穎、兆易創(chuàng ) 新和東軟載波（包括集團內部交易）已經(jīng)有5000萬(wàn)美元的銷(xiāo)售額。
值得一提的是，作為國產(chǎn)32位通用MCU的領(lǐng)頭羊，兆易創(chuàng ) 新MCU產(chǎn)品線(xiàn)已發(fā)展為19個(gè)系列、300余種芯片，可以覆蓋廣闊的市場(chǎng)應用。目前，其新的ARM Cortex M4系列也已經(jīng)推出。
總體看國產(chǎn)MCU，不論是市場(chǎng)份額還是技術(shù)先進(jìn)性，都無(wú)法和國外企業(yè)相比。對于中國企業(yè)而言，目前占據的主流市場(chǎng)還停留在8位MCU，占比50%左右。16/32位MCU占比分別為20%左右。這意味著(zhù)，國內MCU應用領(lǐng)域多集中在低端電子產(chǎn)品，中**電子產(chǎn)品市場(chǎng)還在外企手里。
40余家MCU企業(yè)中，生產(chǎn)32位通用型MCU的企業(yè)****。我們看到，除了兆易創(chuàng ) 新、靈動(dòng)微電子之外，其他企業(yè)，比如華大半導體、航順和致象爾微電子等，只有若干種通用MCU芯片。
技術(shù)上，多數國產(chǎn)MCU企業(yè)還是依靠ST的生態(tài)環(huán)境，甚至很多企業(yè)產(chǎn)品定義的編號也與ST類(lèi)似。比如，STM32F103是流行的32位ARM M3 MCU，現有大約20款產(chǎn)品。國內某企業(yè)生產(chǎn)4款常用的產(chǎn)品，與ST的管腳兼容。這樣的方法可以很容易地進(jìn)入市場(chǎng)，尤其在市場(chǎng)缺貨和價(jià)格競爭激烈的情況下。但是，這樣的做法，會(huì )面對芯片硬件和支撐軟件等領(lǐng)域的侵占知識產(chǎn)權風(fēng)險。隨著(zhù)中美貿易摩擦的演進(jìn)，政府也會(huì )更加重視這個(gè)問(wèn)題，外企打擊盜版的意識和決心也會(huì )越來(lái)越大。
生態(tài)環(huán)境建設上，多數國產(chǎn)MCU企業(yè)還停留在開(kāi)發(fā)板、燒寫(xiě)器和基礎固件庫上，至于開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）、RTOS和中間件，依舊依靠第三方更高層應用的支撐，比如物聯(lián)網(wǎng)、專(zhuān)業(yè)算法庫、行業(yè)應用以及大學(xué)計劃。值得稱(chēng)贊的是，宏晶電子和兆易創(chuàng ) 新支持舉辦了一些高校電子大賽，推動(dòng)國家人才培養發(fā)展。雖然靈動(dòng)微電子支持華為lite OS物聯(lián)網(wǎng)操作系統、IAR和Keil ARM IDE，但是與MCU外企大廠(chǎng)依舊相距甚遠。
MCU企業(yè)投資雷聲大雨點(diǎn)小
2017年7月，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金以14.5億元收購兆易創(chuàng ) 新11%的股權，成為**大股東。收購應存有戰略層面的考慮，國產(chǎn)存儲芯片的發(fā)展受到了越來(lái)越多的關(guān)注，但對于兆易創(chuàng ) 新**大業(yè)務(wù)——MCU來(lái)說(shuō)， 無(wú)疑是利好的消息，為國產(chǎn)MCU進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域打下堅實(shí)的基礎。2018年的“中興事件”，給人們做了一次集成電路知識大普及，隨著(zhù)社會(huì )對集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)注度的提升，MCU領(lǐng)域的投資也越來(lái)越多。
2017年5月，我曾撰寫(xiě)了一篇題為“全球MCU市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展趨勢”的文章，也與許多關(guān)注MCU投資界的朋友進(jìn)行了聯(lián)系和交流。遺憾的是，我看到了一種現象：MCU企業(yè)的投資，雷聲大雨點(diǎn)小，實(shí)際落地的投資非常少。原因不外乎兩點(diǎn)：第 一，企業(yè)發(fā)展前景不明確。**，產(chǎn)品技術(shù)含量不高。給投資人留下的印象不外乎就是國產(chǎn)MCU企業(yè)現狀是“湊合著(zhù)過(guò)，先解決溫飽”、“如果遇到大單可以小賺一把”。我想，作為投資人，追求成長(cháng)性和回報率無(wú)可厚非，但是，作為一種高附加值的集成電路，MCU具有投資長(cháng)、見(jiàn)效慢的共性。MCU研發(fā)是數字電路、模擬電路、通信技術(shù)、嵌入式軟件和開(kāi)發(fā)工具等多方面知識的綜合，這些需要漫長(cháng)的糾錯和長(cháng)期的發(fā)展過(guò)程，還需要終端用戶(hù)積極配合，才能成功地嵌入到電子產(chǎn)品中。影響量產(chǎn)的因素還有生態(tài)環(huán)境，消費電子發(fā)展快，工業(yè)和汽車(chē)電子周期卻很長(cháng)。售價(jià)不到1美元的32位MCU芯片的研發(fā)和應用過(guò)程并不簡(jiǎn)單，需要投資人充分理解。凡事都有兩個(gè)方面，正因如此，客戶(hù)使用MCU芯片的忠誠度要高，持久性要長(cháng)。MCU 企業(yè)也要保證產(chǎn)品的長(cháng)生命周期（EOL），以支持工業(yè)、醫療和汽車(chē)行業(yè)客戶(hù)。
MCU生態(tài)有助于我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展
打鐵還需自身硬。國產(chǎn)MCU企業(yè)應該樹(shù)立遠大理想，跳出8位MCU、低端產(chǎn)品和解決方案三大指揮棒，積極研發(fā)32位MCU，進(jìn)軍中端產(chǎn)品和發(fā)展通用性芯片及其解決方案。過(guò)去2年間，已經(jīng)有不少企業(yè)研發(fā)32位芯片，有的是ARM核，有的是開(kāi)源RISC-V核。但是，因為市場(chǎng)價(jià)格壓力，都沒(méi)有堅持推廣，更沒(méi)有充足的信心和資金發(fā)展32位通用性MCU系列產(chǎn)品。
2017年，MCU缺貨給通用型MCU企業(yè)一個(gè)絕好機會(huì )，相關(guān)訂單逐漸轉向供應商，業(yè)內人士分析臺灣新唐、和盛群、北京兆易創(chuàng ) 新等芯片廠(chǎng)商將在缺貨潮中獲利。
建立MCU生態(tài)一直是國產(chǎn)MCU的短板。對于獲得ARM內核授權的國產(chǎn)MCU企業(yè)來(lái)說(shuō)，ARM多年打造的生態(tài)環(huán)境是一個(gè)很好的跳板。但是，如何打造出差異化是一個(gè)難點(diǎn)。在MCU基礎核心技術(shù)方面，國內企業(yè)應有積累和創(chuàng ) 新，比如超低功耗、無(wú)線(xiàn)、高精度模擬和存儲技術(shù)。在軟件和應用上，國產(chǎn)MCU應加強與中國軟件企業(yè)合作，打造自主可控的嵌入式系統生態(tài)環(huán)境，比如華為L(cháng)ite OS、阿里AliOS和RT-thread。這些嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)的OS已經(jīng)具備主流嵌入式OS的基本功能，再結合阿里和華為云平臺優(yōu)勢，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內的應用頗具特色。同時(shí)，在服務(wù)上，國內企業(yè)更具特長(cháng)。
據IC Insights 2016年研究報告，全球MCU市場(chǎng)將于2020年達到高峰，銷(xiāo)售額達209億美元，銷(xiāo)售267億顆芯片。據IHS研究報告，2018年中國市場(chǎng)將會(huì )達到50億美元，2021年將有64.2億美元。目前全球十大MCU企業(yè)中還尚未有中國企業(yè)。從銷(xiāo)售額看，我們與國際的距離還很遠。MCU作為通用電子產(chǎn)品的基礎部件和心臟，重要性不言而喻。希望政府部門(mén)、研究和投資機構重視國產(chǎn)MCU的發(fā)展，建議重點(diǎn)扶持有專(zhuān)業(yè)特色的MCU企業(yè)，經(jīng)過(guò)3—5年發(fā)展，整合成有一定規模的企業(yè)。5—10年打造出銷(xiāo)售額達到10億美元、可以進(jìn)入全球MCU 前十名的大型MCU企業(yè)。