宏德伟创 | 国产MCU用哪家的好? 市场如何分布?

来源: 深圳市宏德伟创科技有限公司 人气:459 发表时间:2021/11/08 15:22:54



从MCU行业竞争来看,全球主要供应商仍然以国际厂商为主,其中意法半导体、瑞萨、恩智浦、德州仪器、英飞凌(包括赛普拉斯)等厂商占据主导地位。这五大国际厂商主要以汽车电子和工业应用为主,而在消费电子、家电、计算机和网络通信,以及新兴物联网等市场,Silicon Labs、台湾厂商和众多中国本土厂商则占据了更大份额。

我们将国内MCU市场按应用领域大致分为六个类别,分别是:家电和消费电子、物联网、智能表计/IC卡和安全、计算机和网络通信、工业控制、汽车电子。

1. 家电和消费电子

据IDC 数据显示,中国智能家居市场规模将由2018 年的116 亿美元增长至2024 年的368 亿美元,6年年均复合增长率为21.22%;出货量将由2018 年的1.56 亿台增长至2023 年的4.53 亿台,5 年年均复合增长率为21.5%。

在国产MCU厂商中,中颖电子和深圳中微半导体在家电市场布局较早,有相对市场优势。随着美的、格力和海尔等家电巨头转向智能家电领域,甚至自己开始启动芯片研发项目,国产MCU厂商在这一市场将获得持续的增长,将在全球市场上处于主导地位。

随着技术瓶颈不断突破,无线充电市场规模逐年增长。根据智研咨询数据,2019年全球无线充电市场规模为87亿美元,2024年全球无线充电市场规模将增长至150亿美元,年均复合率达到12%。伴随着全球无线充电市场的强劲发展,中国无线充电市场规模也在不断增加。2018 年到2026 年,预计实现从3.6 亿元至239.4 亿元的市场规模增长。在消费电子领域,手机是无线充电的最大市场。伏达半导体和深圳中微半导体等国产厂商在无线充电发射和接受芯片,以及相应的MCU和SoC芯片领域处于领先地位。

2. 物联网

随着物联网的快速发展,传感器市场需求不断增长。2019 年,全球传感器市场规模为2,263 亿美元,同比增速11.63%;预计到2023 年,全球传感器市场规模将达到2,985 亿美元,较2019 年年均复合增长率为7.14%。中国传感器市场与美国、日本、德国相比仍存在较大差距,但增长速度整体领先于全球。2019 年,中国传感器市场规模为243 亿美元,同比增速13.45%;预计到2023 年,中国传感器市场规模将达到388 亿美元,较2019 年年均复合增长率为12.44%。

在物联网应用领域,传感器与MCU结合构成智能传感器将有较大的发展空间。汇顶科技、芯海科技、兆易创新(收购思立微)和艾为电子等国产厂商在触控、智能传感器和高精度ADC方面都有一定的技术实力和市场应用优势。

3. 智能表计、IC卡及安全

国内智能电表行业经过近20 年发展,电能计量芯片、智能电表MCU 和载波通信芯片等核心元器件已经基本实现全面国产化。以智能电表MCU为例,当前主控MCU芯片普遍采用32位ARM Cortex-M内核,运行频率从十几到几十MHz,一般采用180-90nm 嵌入式闪存工艺制造,集成128KB - 512KB 大容量嵌入式闪存,8KB - 64KB 嵌入式SRAM,并集成了包括ADC、温度传感器、LCD液晶驱动、UART/SPI/I2C 等通信接口、高精度实时时钟等丰富外设功能,具有极低的运行功耗和休眠功耗。

在智能卡与安全芯片方面,国民技术、复旦微电子、紫光同芯、中电华大科技为国内相关领域的主流厂商。恩智浦在该领域处于国际领先地位,但因为缺乏含有商用密码算法的产品,在国内安全市场领域的竞争力逐步降低。紫光同芯、中电华大科技由于较早进入智能卡与安全芯片行业,具有一定的先发优势,在国内金融卡领域的市场占有率较其它公司具有优势。

4. 计算机和网络通信

单片机串口通信的应用,通过串口,我们的个人电脑和单片机系统进行通信。个人电脑作为上位机,向下位机单片机系统发送十六进制或者ASCLL码,单片机系统接收后,用LED显示接收到的数据和向上位机发回原样数据。


RS-232是美国电子工业协会正式公布的串行总线标准,也是目前最常用的串行接口标准,用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通讯。

RS-232串行接口总线适用于:设备之间的通讯距离不大于15m,传输速率最大为20kBps。RS-232协议以-5V-15V表示逻辑1;以+5V-15V 表示逻辑0。我们是用MAX232芯片将RS232电平转换为TTL电平的。一个完整的RS-232接口有22根线,采用标准的25芯插头座。我们在 这里使用的是简化的9芯插头座。

注意我们在这里使用的晶振是11.0592M的,而不是12M。因为波特率的设置需要11.0592M的。

5. 工业控制

中国工控和自动化市场规模持续扩大,预计到2022年将达到2085亿元。工业MCU产品主要用于电机控制、仪器仪表、低压配电、电动工具、工业机器人等应用场景,其功能主要是电机控制运算、数据采集控制等。随着工业设备复杂度的提升,工业MCU单机使用数量持续增长。以工业机器人为例,单机至少使用十余颗MCU芯片。

传统工控MCU领域向来是TI、ST、ADI和瑞萨等国际大厂的地盘,国内MCU厂商中只有华大半导体的MCU事业部在这一细分市场占据一席之地。最近几年,万高、航顺和极海半导体也可以发力工业MCU市场。比如,极海半导体目前已有基于M0+、M3、M4的MCU,工作温度覆盖-45℃~+125℃,已经应用到变频器、电机驱动器、伺服器、逆变器、BMS管理等工控行业。位于深圳的峰岹科技作为专注于高性能BLDC电机驱动控制芯片的设计公司,其产品涵盖电机驱动控制的全部关键芯片,包括电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件MOSFET、智能功率模块IPM等。

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6. 汽车电子

作为车辆控制的核心器件,MCU主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统。汽车MCU是一个相对成熟的市场,竞争格局比较稳定。恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体和德州仪器长期以来一直占据全球汽车MCU市场的前五名,2020年市场占比超过95%。

在国内众多MCU厂商中,杰发科技(AutoChips)、芯旺(ChipON)、赛腾微、琪埔维半导体(Chipways)和比亚迪半导体等少数公司已经批量生产MCU,并进入了汽车OEM厂商供应链,但他们的产品仍然局限于简单的控制应用,例如车窗、照明和冷却系统,而在动力总成控制、智能座舱和ADAS等复杂应用中仍不多见。


国产MCU厂家很多,推出的芯片各有各的特点,今天就来简单介绍一下:


我们从如下五个角度对每家公司进行高度概括性陈述和对比:主要产品、核心技术、关键应用、主要客户、竞争优势。虽然公司员工人数和研发人员比例、申请专利数量和财报等数据可以更为直观地对比,但因为大部分厂商都是非上市公司,我们获取的数据还不能全面而客观地反应这些公司的综合实力,因此我们在此没有列出这些量化指标。


兆易创新

主要产品:闪存芯片、微控制器和传感器

核心技术:SPI NOR Flash、基于Arm Cortex-M和RISC-V 内核的通用MCU、光学和超声波传感和CMEMS工艺技术。

关键应用:消费电子、工业控制、汽车领域

主要客户:服务全球两万多家客户,比如海康,大华,宇视,诺瓦,大疆,小米生态链,科沃斯,石头科技,讯飞,新北洋等。

竞争优势:完整的产品线,立体化的生态系统,满足客户多种的设计需求


深圳航顺

主要产品:MCU EEPROM NOR FLASH LCD驱动  超低功耗稳压LDO家族

核心技术:大存储、超低功耗、高工艺、性能稳定

关键应用:三表、汽车、家电、医疗、通讯设备、工控类、智慧家庭、高端智能玩具等。

主要客户:上富电技、宝莱特、正泰集团、南瑞集团、上海沪工、利尔达、创维、长虹等。

竞争优势:软硬件兼容进口芯片、超低功耗、性能稳定,价格优势


中科芯

主要产品:通用MCU、触控MCU、电机驱动MCU等

核心技术:大存储、超低功耗、高工艺、性能稳定

关键应用:大小家用电器、工业控制、电机驱动、医疗健康、安防、消费等领域。

主要客户:家电厂商和工控设备厂商

竞争优势:软硬件兼容进口芯片、超低功耗、性能稳定,价格优势。拥有近20年工业级MCU技术积累,拥有完善的品质管控和管理系统。


中颖电子

主要产品:工业控制级别的微控制器芯片和OLED显示驱动芯片。公司微控制器系统主控单芯片主要用于家电主控、锂电池管理、电机控制、智能电表及物联网领域。OLED显示驱动芯片主要用于手机和可穿戴产品的屏幕显示驱动。

核心技术:高精度ADC架构血压计微处理器、驱动电路及驱动电流控制方法和处理器。公司产品以高性价比,高可靠性,低不良率,高直通率为核心竞争力,是国产家电微控制器主控芯片的龙头企业。

关键应用:白色家电、生活家电及厨房家电、电动自行车、电动工具、风机、电脑周边(键鼠)、电力电表、锂电池管理和AMOLED手机、手表、手环显示驱动芯片。

主要客户:美的,格兰仕,九阳,苏泊尔,老板,志高,博世,欣旺达,联想,OPPO,奥克斯,小天鹅,海尔,鱼跃,九安等。

竞争优势:高性价比,高可靠性,低不良率,高直通率,根植中国,贴近中国市场及客户。


乐鑫科技

主要产品:Wi-Fi MCU通信芯片、ESP32-S2(搭载单核32位处理器,并集成RISC-V协处理器)

核心技术:大功率Wi-Fi射频技术、Wi-Fi物联网异构实现

关键应用:智能家居、物联网、可穿戴设备

主要客户:IoT设备厂商

竞争优势:物联网WiFi MCU通信芯片领域据领先地位


上海贝岭

主要产品:智能计量SoC、电源管理、非挥发存储器、高速高精度ADC、工控半导体

核心技术:下一代智能电表计量、5G 通信用数据转换器技术

关键应用:电表、手机、液晶电视及平板显示、机顶盒

主要客户:电网和供电公司

竞争优势:智能电表计量技术及应用方案


国民技术

主要产品:安全芯片、通用MCU、可信计算、智能卡、金融支付终端、蓝牙、RCC及其他创新产品

核心技术:信息安全、低功耗SoC、无线射频连接技术

关键应用:网络安全认证、金融IC卡、电子证照、可信计算、移动支付与移动安全、物联网、工业控制、智能家电及智能家庭物联网终端、智能表计、安防、医疗电子、电机驱动、电池及能源管理、生物识别、通讯、传感器、机器自动化等行业应用。

主要客户:智能卡客户包括银行金融机构、政府机构、水电气公司、家电厂商等。

竞争优势:提供业内领先的高集成度、高可靠性、低功耗、安全的全系列MCU、安全芯片产品及解决方案。


上海复旦

主要产品:低功耗MCU、智能卡金融IC卡芯片、智能电表芯片、EEPROM

核心技术:PUF(物理不可克隆)芯片技术、内嵌国密SM9算法的安全芯片技术

关键应用:智能电表,智能水气热表,安防消防,健康医疗,智能家居,智能家居

主要客户:威胜集团,林洋,三川智慧,杭州三星,正泰,蚌埠依爱,金盾电子,威星,新奥,安居宝,凯迪仕,金卡,安吉尔等等

竞争优势:从1999年开始MCU的研发与设计,深耕智能电表二十余载,市场占有率超6成;水气热、物联网、家电等领域多点开花。


华大半导体

主要产品:低功耗MCU、高效能模拟器件、功率器件和宽禁带半导体

核心技术:安全与智能卡芯片技术、超低功耗工业控制和车规级微处理器技术、工控和汽车电子的核心功率器件、第三代SiC功率半导体技术

关键应用:工业控制、汽车电子、安全物联网

主要客户:工业自动化设备厂商、汽车零配件厂商、物联网设备厂商等。

竞争优势:凝聚中电集团(CEC)旗下集成电路企业,国内半导体研发技术、人才、应用方案和资本均具有极强实力。


东软载波微电子

主要产品:HR7P/ES7P/7H系列8位MCU、HR8P/ES8P系列32位MCU、ES32F系列32位MCU

核心技术:8位/32位 MCU设计开发

关键应用:智能家居、智慧家电、智能楼宇、智慧社区、智慧医疗、车载电子、无人机、工业控制、智能互联网、智慧农业等。

主要客户:国家电网公司、海尔集团、小米、苏泊尔、AUPU、OPPLE等等。

竞争优势:为客户提供从芯片到系统的整体解决方案,引领客户步入智能物联时代。