2022年兆易创新存储+控制+传感协同发展分析及国产MCU行业现状应用场景研究报告（35页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 目录目录 公司概况：公司概况：“存储存储+控制控制+传感传感”协同发展，打造万物互联时代一站式芯片厂商协同发展，打造万物互联时代一站式芯片厂商 . 1 兆易创新为国产兆易创新为国产 MCU 领先玩家，受益国产替代领先玩家，受益国产替代 . 4 市场空间：工业、汽车、物联网控制核心，千亿市场快速成长 . 4 竞争格局：兆易创新正成长为具有国际竞争力的 MCU 国内头号玩家 . 5 行业现状：MCU 缺货难解，催化国产替代加速 . 8 完善产品矩阵，产品走向高端完善产品矩阵，产品走向高端 . 10 产品矩阵：品种多样，扩展高性能、低功耗产品，工艺业界领先 . 10

2、 扩展边界：借助 MCU 优势，进入电源管理芯片领域 . 15 看齐龙头：逐步替代，对标 ST 发展路径 . 16 生态布局：完善社区、工具、培训生态，易于持续推广 . 19 拓宽应用场景，关注汽车、工控、物联网等边际增量拓宽应用场景，关注汽车、工控、物联网等边际增量 . 19 汽车电子：车载 MCU 出货，车规级量产在望，EDR 等增量市场中有望快速拓展 . 20 工控：工业级新品迭代，随工业智能化成长 . 23 通信：最新架构内核布局高速光通信领域，加速光模块产业链国产化 . 25 物联网：需求多样空间广阔，Wi-Fi、低功耗等 MCU 有望大显身手 . 26 其他应用：广泛布局医疗、家电

3、等领域 . 27 dVdYwViXkWcXzWoPnMmM7NbP7NsQrRoMmOiNpPmOfQmNtM7NpPxOvPpNrPuOqRoN 插图目录插图目录 图 1：兆易创新发展历程 . 1 图 2：兆易创新各产品营业收入及占比（公司业务划分及客户情况） . 3 图 3：兆易创新发展逻辑图 . 3 图 4：MCU 内部构成示意图：在单芯片上实现基础的计算机系统 . 4 图 5：全球 MCU 市场规模历史及预测 . 5 图 6：中国 MCU 市场规模历史及预测 . 5 图 7：2019 年全球 MCU 市场应用规模结构 . 5 图 8：2019 年中国 MCU 市场下游应用规模结构 .

4、5 图 9：通用微控制器市场全球排名 . 6 图 10：2019 年中国 MCU 市场份额 . 7 图 11：中国 MCU 市场规模及兆易创新市场份额变化 . 10 图 12：兆易创新 MCU 产品线 . 10 图 13：兆易创新 MCU 制程升级历程 . 12 图 14：叠封技术示意图 . 13 图 15：SIP Flash 技术示意图 . 13 图 16：兆易创新 GD32F103CBT6 MCU 芯片内部拆解由两颗晶片（die）叠封 . 13 图 17：兆易创新 GD32F103CBT6 MCU 芯片内部逻辑晶片 . 14 图 18：兆易创新 GD32F103CBT6 MCU 芯片内部闪

5、存晶片 . 14 图 19：兆易创新综合采用嵌入式工艺和 SiP 工艺，打造 MCU 的“百货商店” . 14 图 20：兆易创新产品典型应用领域 . 15 图 21：兆易创新 MCU 产品未来重点发展方向低功耗、无线连接、汽车 . 15 图 22：兆易创新 GD30 系列电源管理芯片应用 . 15 图 23：兆易创新 GD32 MCU 命名规则 . 16 图 24：STM8 及 STM32 MCU 产品命名规则 . 16 图 25：意法半导体 20102018 年 STM32 出货量情况 . 18 图 26：兆易创新 MCU 生态系统 . 19 图 27：公司创新市场布局示意图 . 20 图

6、 28：汽车中 MCU/ECU 数量 . 21 图 29：国内车用 MCU 市场规模 . 21 图 30：智能车载 OBD 盒子产品系统框图 . 21 图 31：OBD 盒子车辆监控功能 . 21 图 32：商用车行驶记录仪主板拆解图 . 22 图 33：典型 EDR 电路架构 . 22 图 34：BMS 方案系统框图 . 23 图 35：全球动力锂电池规模及增速 . 23 图 36：无刷直流电机系统框图. 24 图 37：国内变频器市场规模 . 24 图 38：通用变频器方案系统框图 . 24 图 39：图腾柱无桥 PFC 系统框图 . 25 图 40：逆变器市场空间 . 25 图 41：2

7、020-2026 光模块市场规模 . 25 图 42：光模块厂商排名 . 25 图 43：电源管理芯片 GD30WS8805 工作模式示意图 . 27 图 44：米家扫拖机器人采用了兆易创新 GD32F103VCT6 MCU 芯片 . 28 图 45：采用 GD32F130 MCU 的冰箱变频板 . 28 图 46：兆易创新指夹式血氧仪方案框图 . 28 图 47：兆易创新额温枪方案功能框图 . 28 图 48：兆易创新历年 MCU 销售量及 ASP 情况及预测. 29 图 49：MCU/存储芯片行业典型可比公司 PE（当年）估值水平 . 30 图 49：兆易创新历史动态 PE 估值水平 .

8、30 表格目录表格目录 表 1：MCU 全球市场份额前十的厂商的市占率和应用领域（不含汽车、安全领域） . 6 表 2：2018 年中国 Cortex MCU 厂商市场份额排名 . 7 表 3：国内部分上市 MCU 芯片设计厂商 . 7 表 4：国内经销渠道口径的各厂商 8 位 MCU 交货周期. 8 表 5：国内经销渠道口径的各厂商 32 位 MCU 交货周期. 9 表 6：兆易创新各内核产品主要应用领域 . 11 表 7：兆易创新 2020-2021 年 MCU 新品 . 11 表 8：SiP Flash 与 eFlash 方案对比 . 12 表 9：兆易创新和 ST MCU 产品线的对标

9、关系 . 17 表 10：兆易创新与 STM32 同类产品的特性对比 . 17 表 11：兆易创新与 STM32 同类产品价格比较（2021 年 7 月 9 日） . 18 表 12：ST MCU 业务发展历程 . 18 表 13：兆易创新与乐鑫科技 WiFi-MCU 产品对比 . 26 表 14：兆易创新盈利预测表 . 31 1 公司概况：公司概况： “存储“存储+控制控制+传感传感”协同发展，打造万物”协同发展，打造万物互联时代一站式芯片互联时代一站式芯片厂商厂商 历史沿革：凭借历史沿革：凭借 NOR Flash 起家，随后通过自研结合并购的途径逐步拓展起家，随后通过自研结合并购的途径逐步

10、拓展 MCU、DRAM 领域领域，成为国内领先的，成为国内领先的 MCU 厂商厂商。1） 2004-2008 年，公司成立，起步阶段：年，公司成立，起步阶段：兆易创新在 2004 年诞生于美国硅谷，2005 年 4 月成立北京总部，同年发布第一颗国产SRAM IC；2）2008-2014 年，年，开创首颗开创首颗 Flash 产品并不断迭代产品并不断迭代：2008 年发布国内首颗SPI NOR Flash；2013 年推出 32 位通用 MCU，并同步发布全球首颗 SPI NAND Flash；2016-2018 年，资本加持，加速扩产、研发、布局：年，资本加持，加速扩产、研发、布局：2016

11、 年在上海证券交易所成功上市，随着加速扩产和研发，公司逐步引领 MCU 领域；2019-至今，至今，进军传感进军传感器器领域，形成领域，形成“存储“存储+MCU+传感器”三足鼎立业务布局传感器”三足鼎立业务布局：2019 年收购思立微，补齐传感器版图，同时发布了全球首颗 RISC-V 32 位通用 MCU；2020 年 11 月发布主流型、高性能 Cortex-M33，开拓 5G 传输、云服务器等光模块市场。如今的兆易创新是集存储器、微控制器、传感器于一体的国内领先的半导体解决方案供应商，是全球排名第一的无晶圆厂 NOR Flash 供应商；在 SPI NOR Flash 领域，市场占有率全球

12、第三；是中国排名第一的 Flash以及 32 位通用 MCU 供应商，中国排名第二的指纹传感器供应商。根据 2021 年中报，公司 21H1 实现营收 36.41 亿元，同比+119.62%；实现归母净利润 7.86 亿元，同比+116.32%，三大业务齐发力，MCU、存储产品高速增长，其中，存储器业务增加约12.83 亿元，同比+98%；MCU 业务增加约 5.5 亿元，同比+222%；传感器业务增加约1.48 亿元，同比+53%。 图 1：兆易创新发展历程 资料来源：兆易创新官网，中信证券研究部 主营业务：存储芯片为基石主营业务：存储芯片为基石，发力，发力 MCU，布局传感器，布局传感器。

13、MCU 业务：业务：公司是国内领先 MCU 厂商，立足通用 MCU 拓展低功耗、Wi-Fi、车载等专用领域，并以“外挂+叠封”拓展周边，产品不断丰富，生态系统逐渐完善，凭借优质性能、稳定性以及口碑加速国产替代；DRAM 业务：业务：公司结合“代销+自研”两条路径，代销合肥长鑫主流型 DRAM， 2 同时销售自有品牌利基型 DDR4 及 DDR3 产品；NOR Flash 业务：业务：批量销售车规级Flash 产品；传感器业务：传感器业务：销售指纹识别芯片、OLED 触控产品和新一代 LCD 触控产品等，同时公司布局 ToF、3D 图像等业务。 存储存储芯片：芯片：2021H1 收入占比收入占比

14、 71%，Flash 产品继续引领同行业，产品继续引领同行业，DRAM 产品产品有望成为公司新的盈利增长点有望成为公司新的盈利增长点。Flash：公司提供高性能（包括车规级 GD25/GD55） 、大容量（512Mb/1Gb/2Gb SPI） 、低功耗（GD25E/LE） 、小尺寸（WLCSP/USON 封装）等多样化 Flash 产品组合。公司 2G 大容量产品现已通过车规认证、SPI NOR Flash 车规级产品在 2Mb-2Gb 容量区间内全线铺齐，产能方面从 65nm 向 55nm 转换；DRAM：公司与长鑫存储建立战略合作关系，2020 年开始代销 DRAM 产品，并于 2021

15、年 6 月量产首款自研 4Gb DDR4 产品，同时公司正在推进 17nm DDR3 的量产，自有品牌销售占比有望进一步提高。 微处理器芯片：微处理器芯片：2021H1 收入占比收入占比 22%，MCU 仍处在高速发展期，需求持续向仍处在高速发展期，需求持续向好好。公司于 21H1 量产电机驱动芯片、电源管理芯片以构建 MCU 新生态。此外，针对智能家电、可穿戴智能终端、医疗等市场，公司成功开发第一代无线 Wi-Fi 产品以及第一代低功耗产品。公司积极拓展车规级 MCU 产品，第一颗车规级 MCU 产品已流片并预计在22Q2 实现量产。 传感器传感器：2021H1 收入占比收入占比 7%，布局

16、，布局 ToF、3D 图像等领域图像等领域。公司触控、电容/光学指纹等产品营收 2021H1 同比均有所增长。其中，公司指纹产品在电容侧边、电容侧边弧形、电容后置以及光学指纹等已有系列产品，配合自有算法，与行业多家领军客户均有合作。公司 LCD 触控产品在行业应用广泛，即将推出的 OLED 触控产品和新一代LCD 触控产品处于行业领先地位，将用以满足消费电子、车载等市场需求。公司现为中公司现为中国排名第二的指纹传感器供应商。国排名第二的指纹传感器供应商。 消费领域起家，正向汽车工控领域拓展。消费领域起家，正向汽车工控领域拓展。目前兆易创新的芯片客户包括但不限于：海康威视、大华股份、宇视科技、大

17、疆创新、小米生态链，科沃斯、石头科技、科大讯飞、新北洋等，同时包括博世、松下等全球知名企业。 3 图 2：兆易创新各产品营业收入及占比（公司业务划分及客户情况） 资料来源：新浪财经，中信证券研究部（Logo 来自各公司官网） 注：图中客户部分仅列举了部分公开信息已知的客户情况 展望未来展望未来，公司存储、控制、传感协同发展，有望打造“感存算控连”一体的物联，公司存储、控制、传感协同发展，有望打造“感存算控连”一体的物联网芯片平台网芯片平台。公司以存储芯片设计起家，覆盖 NOR Flash 全容量产品并逐步聚焦大容量高端市占率，国内第一、全球前三的市场地位稳固；而后布局 MCU 赛道，引领 32

18、 位高端 MCU 国产替代，行业景气下营收及盈利水平快速增长；此外，通过收购思立微拓展传感领域，通过“Virtual IDM”模式深度合作长鑫进军 DRAM 市场，自研产品即将量产出货。展望未来，公司在存储、控制、传感领域协同发展，有望打造“感存算控连”一体的物联网芯片平台，通过新领域布局、新品迭代及高端市场布局，在行业周期中保持出货量增长持续，盈利水平稳健，我们持续看好公司在物联网、工业和汽车电子赛道的成长潜力。 图 3：兆易创新发展逻辑图 资料来源：中信证券研究部绘制（含预测） 4 兆易创新兆易创新为国产为国产 MCU 领先玩家领先玩家，受益国产替代，受益国产替代 兆易创新正在成长为具有国

19、际竞争力的物联网芯片企业，其中兆易创新正在成长为具有国际竞争力的物联网芯片企业，其中 MCU 作为物联网算力作为物联网算力核心，近期正在迎来快速成长机遇。核心，近期正在迎来快速成长机遇。本篇报告我们主要针对兆易创新本篇报告我们主要针对兆易创新 MCU 业务进行分析。业务进行分析。我们认为兆易创新我们认为兆易创新 MCU 业务在早期布局、生态建设、产品多样性、市场认可度方面存在业务在早期布局、生态建设、产品多样性、市场认可度方面存在优势，后续在客户导入、新品发布优势，后续在客户导入、新品发布方面方面有望迎来积极变化和发展机遇。有望迎来积极变化和发展机遇。 市场市场空间空间：工业、汽车、工业、汽车

20、、物联网物联网控制控制核心核心，千亿市场快速成长，千亿市场快速成长 MCU（微控制器）为一类轻量化的计算芯片，在单芯片上实现基础的计算机系统。（微控制器）为一类轻量化的计算芯片，在单芯片上实现基础的计算机系统。MCU（Microcontroller Unit）即微控制器，又称微控制单元或单片机，是把微处理器的频率和规格适当缩减，并将内存、闪存、计数器、A/D 转换、串口等集成到单一芯片上，形成芯片级的计算机。MCU 是许多电子设备的控制核心，因其高性能、低功耗、可编程、灵活性，在消费电子、医疗电子、工业控制、汽车电子和通信等领域广泛应用。一般而言，根据总线或数据寄存器的位数，MCU 可分为 4

21、 位、8 位、16 位和 32 位微控制器；按照指令集的不同，可分为 RISC 和 CISC；根据应用领域的不同，可以分为通用型MCU 和专用型 MCU（ASSP MCU）等。 图 4：MCU 内部构成示意图：在单芯片上实现基础的计算机系统 资料来源：EET-China 网站 MCU 市场规模市场规模：2021 年年全球全球 MCU 市场市场空间空间有望达有望达 160 亿美元亿美元，折合人民币千亿，折合人民币千亿市场市场，预计预计 2020-2024 年年年年复合增速复合增速 6.7%。根据半导体调研机构 IC Insights 于 2020 年预测，全球 MCU 市场规模 2021 年有望

22、达到 160 亿美元，20202024 年 CAGR=6.7%，2024 年 MCU 全球市场规模将达 193 亿美元。随着中国大陆消费电子、汽车电子和物联网的快速发展，据 IHS 预测预测 2021 年年国内国内 MCU 市场市场规模规模约约 290 亿元，亿元，2020-2022 年年CAGR 为为 9%，增速，增速高高于全球于全球。 5 图 5：全球 MCU 市场规模历史及预测 资料来源：IC Insights（含预测），中信证券研究部 图 6：中国 MCU 市场规模历史及预测 资料来源：IHS（含预测），中信证券研究部 MCU 典型典型应用应用下游下游：全球：全球 MCU 市场以汽车、

23、工控市场以汽车、工控应用应用为主，国内为主，国内 MCU 集中于消集中于消费电子市场。费电子市场。需求端，据 iFind，2019 年全球 MCU 市场下游消费以汽车电子、工控为主，分别占比为 33%、25%；国内 MCU 消费以消费电子为主（26%） ，其次是计算机（18%）及汽车领域（16%） ，与全球情况略有不同。其中，消费电子包括洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电冰箱、家用影音娱乐系统、智能音箱、AR/VR 等，工业领域包括工业传感、电机控制、步进马达、仪器仪表等，汽车领域包括汽车动力总成和安全控制系统等。 图 7：2019 年全球 MCU 市场应用规模结构 资料来源：ASPENCORE

24、，中信证券研究部 图 8：2019 年中国 MCU 市场下游应用规模结构 资料来源：ASPENCORE，中信证券研究部 竞争竞争格局格局：兆易创新正成长为兆易创新正成长为具有国际竞争力的具有国际竞争力的 MCU 国内头号玩家国内头号玩家 国际格局：全球龙头仍然是欧美企业国际格局：全球龙头仍然是欧美企业，市场，市场集中度较高，领先厂商集中度较高，领先厂商进行进行并购整合并购整合。根据 IHS，2020 年 MCU 全球行业 CR8=83%，行业集中度较高。在 MCU 芯片技术领域，低端 MCU 产品如 4 位、8 位、16 位 MCU 国内自给率较高，中高端 MCU 市场则主要被微芯科技（Mic

25、rochip） 、意法半导体（ST） 、瑞萨（Renesas） 、恩智浦（NXP） 、英飞凌（Infineon）等国外大厂垄断。国际领先竞企的 MCU 产品能满足汽车类、工控类、消费类的产品性能技术指标要求。同时由于 MCU 的应用需求处于不断变化中，领先厂商需要不断改进产品组合以应对关键市场的需求，包括合并、收购竞争对手以迅速立足特定的-10%-5%0%5%10%15%0500010000150002000025000市场规模（百万美元）YoY0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%050100150200250300350中国MCU市场规模（亿元）同比增速（%）汽车电子, 33%

26、工控/医疗, 25%计算机, 23%消费电子, 11%其他, 8%消费电子, 26%计算机网络, 18%汽车电子, 16%IC卡, 15%工业控制, 11%其他, 13% 6 应用领域市场，如 2015 年 MCU 行业主要厂商均大力布局汽车电子和物联网，恩智浦收购 Freescale 布局汽车电子领域，Cypress 收购 Spansion 加强 MCU 的竞争力，微芯科技收购 Atmel 补充产品线等。 图 9：通用微控制器市场全球排名 资料来源：意法半导体官网 表 1：MCU 全球市场份额前十的厂商的市占率和应用领域（不含汽车、安全领域） （单位：百万美元） 排位排位 公司公司 地区地区

27、 2018 年年 MCU 业务收入业务收入 市场份额市场份额 MCU 位数位数 应用领域应用领域 1 微芯科技 美国 1913 20% 8，32 汽车，工业，安全，通信 2 意法半导体 瑞士 1610 17% 32 物联网，工业，汽车，通信，可穿戴 3 瑞萨科技 日本 1345 14% 32 汽车，通信，工业，消费电子 4 德州仪器 美国 1108 12% 8，32 汽车，工业 5 恩智浦 荷兰 860 9% 8，16，32 汽车，工业，通信，智慧城市 6 英飞凌 德国 348 4% 8，16，32 汽车，工业，物联网 7 赛普拉斯 美国 331 4% 8，16 汽车，消费电子 8 东芝 日本

28、 238 3% 8，32 汽车，工业，消费，通信 9 芯科实验室 美国 206 2% 8，32 物联网，USB 集成，传感器，可穿戴 10 新唐科技 中国台湾 191 2% 8，32 物联网，安全，工业，汽车，消费电子 资料来源：IHS，半导体行业观察，各公司官网，中信证券研究部 国内格局：国内格局：中国市场由国际领先厂商主导，本土厂商份额尚低中国市场由国际领先厂商主导，本土厂商份额尚低，正从通用型市场追，正从通用型市场追赶。赶。由于海外厂商起步较早，产品线丰富且生态完备，目前 MCU 市场多被国际巨头把控。根据 CSIA，2019 年中国 MCU 市场份额排名前列的包括瑞萨电子（17.1%）

29、 、NXP（14.5%） 、意法半导体（8.5%） 、微芯科技（7.7%）等公司，合计份额接近 50%，而国内厂商尚未进入前列，具有较大的替代空间。 7 图 10：2019 年中国 MCU 市场份额 资料来源：CSIA，中信证券研究部 中国中国 ARM Cortex 内核内核 MCU 市场中，国产厂商兆易创新位于前列。市场中，国产厂商兆易创新位于前列。兆易创新主要布局 32 位通用型 MCU，我们认为 32 位 Cortex MCU 为主流，根据 IHS Markit 的数据，2018 年兆易创新在中国 Cortex MCU 市场的销售额排名第三位，市场占有率为 9.4%。最大供应商为意法半导

30、体（STMicroelectronics） ，市场份额为 47.4%，第二大供应商为恩智浦半导体（NXP） ，市场份额约为 25.2%，前两大厂商合计市场份额超过 80%。 表 2：2018 年中国 Cortex MCU 厂商市场份额排名 排位排位 公司公司 地区地区 市场份额市场份额 1 意法半导体 瑞士 47.40% 2 恩智浦 荷兰 25.20% 3 兆易创新 中国大陆 9.40% 4 新唐科技 中国台湾 5.10% 5 微芯科技 美国 2.00% 6 英飞凌 德国 1.70% 7 德州仪器 美国 1.30% 8 芯科实验室 美国 1.50% 9 赛普拉斯 美国 1.10% 其他 5.3

31、0% 资料来源：IHS Markit，中信证券研究部 国内企业国内企业中，中，兆易创新兆易创新在在 32 位位 MCU 产品领域产品领域布局布局领先领先。公司领跑国产 32 位 MCU产品，在国内 32 位 MCU 的发展历史上创造了四个“第一颗”2013 年 4 月，公司发布第一颗国产 Cortex-M3 32 位 MCU；2016 年 6 月，发布第一颗国产 Cortex-M4 32 位MCU；2018 年 10 月，发布第一颗 Cortex-M23 32 位 MCU；2019 年 8 月，发布第一颗国产 RSIC-V 32 位 MCU。 表 3：国内部分上市 MCU 芯片设计厂商 公司简

32、称公司简称 公司简介公司简介 主营主营 MCU 产品产品 主要应用场景主要应用场景 兆易创新 各类存储器、控制器、传感器及周边产品，包括 NOR Flash、NAND Flash、MCU、DRAM 等 GD32 系列：基于 ARM Cortex-M 系列内核的 32 位通用 MCU 家电、汽车电子、工业、医疗器械、消费电子、仪器仪表、安防等 中颖电子 MCU 及锂电池管理芯片、OLED 驱动芯片8 位、32 位 MCU 白色家电、电机控制、各类工业领瑞萨电子, 17.1%NXP, 14.5%意法半导体, 8.5%微芯科技, 7.7%东芝, 7.4%英飞凌, 6.2%三星, 6.1%Atmel,

33、 5.1%新唐, 3.2%其他, 24.2% 8 公司简称公司简称 公司简介公司简介 主营主营 MCU 产品产品 主要应用场景主要应用场景 设计公司 域、各种直流无刷电机等 芯海科技 ADC 及 SOC 芯片，高性能 MCU 及物联网一站式解决方案集成电路设计企业，MCU产品包括 8 位、32 位 8 位、32 位 MCU 消费电子、仪器仪表、工业、医疗等 复旦微电 主营安全与识别芯片、非挥发存储芯片、FPGA、智能电表以及集成电路测试服务等业务 16 位、32 位 MCU 金融、工业控制、城市公共交通、电子证照、移动支付、智能手机等 纳思达（艾派克/极海） 全球领先的打印机加密 SoC 芯片

34、设计、通用耗材行业龙头，旗下极海半导体是专业的工业级通用 MCU、低功耗蓝牙芯片厂商 32 位 MCU 工业控制、消费电子、医疗设备、智能家居以及汽车 乐鑫科技 Wi-Fi 和蓝牙 MCU 芯片解决方案提供商 32 位 MCU+Wi-Fi、蓝牙 物联网、移动设备、可穿戴设备、智能家居 国民技术 安全芯片、通用 MCU、可信计算芯片、智能卡芯片、非接读写芯片、蓝牙芯片、RCC创新产品等 32 位 MCU 网络安全认证、电子银行、电子证照、移动支付与移动安全、物联网、工业联网 东软载波 8/32 位通用 MCU 电力线载波通信芯片、无线射频芯片、触控类芯片 8 位、32 位 MCU 消费电子、小家

35、电、家电、工业控制、仪器仪表 上海贝岭 集成电路设计企业，提供模拟和数模混合集成电路及系统解决方案，主要产品电源管理电路、AC/DC 转换器电路、MCU 电路等 BL23F30，8 位 MCU 工业控制、汽车电子、小家电、工业仪表等 北京君正 32 位微处理器芯片、智能视频芯片等 ASIC芯片产品及整体解决方案的研发和销售 32 位 MIPS 指令集架构微处理器 物联网、视频安防、汽车 资料来源：各公司公告、官网，中信证券研究部 （排名不分先后） 行业现状：行业现状：MCU 缺货缺货难解，难解，催化国产替代加速催化国产替代加速 MCU 缺货状况缺货状况 2022 年或将年或将持续持续，渠道端渠

36、道端部分交期长达一年以上部分交期长达一年以上。今年以来，半导体芯片均出现不同程度的涨价缺货，而 MCU 是本轮芯片缺货中最严重的品类之一。根据富昌电子数据，MCU 产品的正常交货期在 8-10 周左右，而目前包括微芯科技、恩智浦、意法半导体、瑞萨电子等在内的国际大厂交期大多延长至 30 周以上，部分品牌交期4050 周，且 2021 年第四季度较第三季度部分品牌紧缺状况加剧，2022 年第一季度紧缺延续。由于海外品牌主要应用于汽车、工业等偏高端市场，我们认为高端 MCU 的紧缺状况或将在 2022 年持续。 表 4：国内经销渠道口径的各厂商 8 位 MCU 交货周期（单位：周） 17Q1 17

37、Q2 17Q3 17Q4 18Q2 18Q3 18Q4 19Q1 19Q2 19Q3 19Q4 20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 NXP 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 16-18 12-14 14-16 26 26-52 26-52 紧缺 紧缺 Microchip 8-12 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-14 10-12 10-12 10-12 10-12 12-16 12-16 12-18 16-38

38、 30-55 30-55 52+ 52+ Renesas 20-25 25 25 25 25 25 25 22-26 24-26 20 20 20 20 20 20 12-16 20-24 26 35-40 40-45 ST 14-16 14-16 20 20 30 30 30 20-25 20-25 20-25 8-10 8-10 12-14 14-16 20 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 资料来源：富昌电子，中信证券研究部 注：橙色表示交期延长，蓝色表示交期缩短 9 表 5：国内经销渠道口径的各厂商 32 位 MCU 交货周期（单位：周） 17Q1 17Q2 17Q3 17Q4 18Q2

39、18Q3 18Q4 19Q1 19Q2 19Q3 19Q4 20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 NXP 12-14 12-14 20-24 20-24 40 20-24 20-24 13-16 13-16 13-16 13-16 13-16 16-18 12-14 16-26 16-26 16-26 26-52 紧缺 紧缺 Microchip 8-12 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 10-12 10-12 10-12 10-12 16-22 16-26 16-26 16-38 40-55

40、 40-55 52+ 52+ Renesas 20-25 25 25 25 24-26 24-26 24-26 14-16 14-16 20 20 20 20 20 20 12-16 30 26 35-40 40-45 ST 14-16 14-16 20 20 30 14-30 14-30 12 12 12 8-12 8-12 12 20-24 24-35 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 紧缺 资料来源：富昌电子，中信证券研究部 注：橙色表示交期延长，蓝色表示交期缩短 渠道经销商价格渠道经销商价格飙涨后有所回调飙涨后有所回调，但原厂价格相对稳定。，但原厂价格相对稳定。在 2021 年 MCU 缺货状况

41、下，一方面原厂进行了一定幅度的价格调涨，另一方面渠道端出现了炒货状况，价格飞涨。但值得注意的是，原厂价格与渠道端价格并无关联；据我们估测，原厂端价格调涨幅度全年累计可能在 40%50%左右，但渠道端价格部分有翻 10 倍以上，但通常有价无市 。 21Q3 以 来 ， 渠 道 价 格 开 始 逐 渐 回 归 理 性 。 以 意 法 半 导 体 热 销 型 号STM32F103RCT6 为例，根据网上平台立创商城报价，2019 年 10 月购买价格为 12.35元/片（以 10 片零售价格计算，下同） ，2020 年 12 月为 73.13 元/片，为 2019 年价格 6倍左右，2021 年 5

42、 月价格达到 157.95 元/片，为 2019 年价格近 13 倍，2021 年 8 月价格达到 306.53 元/片，为 2019 年价格近 25 倍，2021 年 12 月回到 98.26 元/片，为 2019年价格的 8 倍左右。但据我们产业调研了解，原厂价格仍保持稳定。展望未来，我们预计 2022H1 供需仍较紧，原厂价格有望维持稳定。 2021 年年的的缺货涨价带来缺货涨价带来 MCU 企业的业绩腾飞，企业的业绩腾飞，也使得也使得国产国产 MCU 跨过跨过门槛门槛开始大开始大范围替代范围替代，国内厂商营收市占率受益。，国内厂商营收市占率受益。国产 MCU 大多可以对国际大厂产品实现

43、兼容替代，且部分产品 CPU 主频更高，内存更多，外设也较为丰富，更适应本土化应用需求。在当前国际大厂 MCU 一芯难求，价格飙涨的状况下，国内 MCU 厂商产品获得更多采用，终端厂商已开始逐步替换。众多国产 MCU 厂商经多年积累，产品技术指标已经完全满足下游客户需求，在缺货背景下提供优质便捷的替代方案，下游终端厂商从本地服务效率、供货安全和产品质量等方面综合考量，也逐步备份本土厂商方案，或直接将海外供应商替换为本土厂商。同时在此前海外厂商占据优势的汽车和工业级别市场，国内厂商也逐步导入。我们判断国产化替代不是短期效应，MCU 国产厂商迎来历史性发展机遇。 10 图 11：中国 MCU 市场

44、规模及兆易创新市场份额变化（单位：亿元） 资料来源：Wind，中商产业研究院，中信证券研究部 完善产品矩阵，产品走向高端完善产品矩阵，产品走向高端 产品产品矩阵矩阵：品种多样：品种多样，扩展高性能、低功耗，扩展高性能、低功耗产品，工艺业界领先产品，工艺业界领先 公司产品线布局完善，正积极拓展工控和车规产品。公司产品线布局完善，正积极拓展工控和车规产品。兆易创新 GD32 系列为 32 位MCU，按照内核分别 Arm 内核和 RISC-V 内核两大类，按照性能类型分为：入门型、主流型、高性能、专用型四类。目前公司已推出 32 个系列 400 余款产品，新开发产品均在40nm 及以下工艺。后续后续

45、车规级车规级 MCU 蓄势待发蓄势待发，根据公司公告，公司首颗车规级 MCU（GD32A 系列）已流片，并于 2021 年底左右送样测试，有望于 2022 年中量产。 图 12：兆易创新 MCU 产品线 资料来源：兆易创新官网，中信证券研究部 注：GD32L233 为 2021 年 10 月 29 日发布的主流型低功耗微控制器，GD32W515 为 2021 年 11 月 24 日发布的 Wi-Fi 微控制器 0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%05010015020025030020162017201820192020中国MCU市场规模兆易创新市场份额 11

46、 表 6：兆易创新各内核产品主要应用领域 产品内核 首发时间 覆盖性能 应用领域 Cortex-M3 2013 年 4 月 入门型、主流型、高性能 工业控制、人机交互、电机驱动、电源监测和报警系统、消费品与手持设备、太阳能光伏控制、触控面板、个人电脑外设 Cortex-M4 2016 年 6 月 入门型、主流型、高性能、专用型 工业控制、消费电子和手持设备、嵌入式模块、人机交互、安全性与警报系统、图形显示、汽车导航、无人机、物联网等领 Cortex-M23 2018 年 10 月 入门型 工业控制、电机驱动、人机交互、电源监测和报警系统、消费品与手持设备、游戏和全球定位系统、电动自行车 RSI

47、C-V 2019 年 8 月 主流型 物联网及其它超低功耗场景应用 Cortex-M33 2020 年 11 月 主流型、高性能、专用型 光纤路由器、交换机、5G 传输、数据中心、云服务器等各类光模块市场的数据处理和监测需求 资料来源：兆易创新官网，中信证券研究部 兆易创新兆易创新新品面向高性能、低功耗、无线连接等新品面向高性能、低功耗、无线连接等领域领域，扩展广泛应用，扩展广泛应用。近年公司在不断拓展高性能、低功耗等各特性 MCU，例如，2021 年下半年针对电池供电的便携式设备、电池管理系统、工业表计等，推出 GD32L233 系列低功耗 MCU，针对无线连接场景推出 GD32W515 系

48、列 WiFi MCU 等。公司于 2020 年推出的 GD32E5 系列则采用台积电低功耗 40nm 工艺打造，具有业界领先的性能和更经济的开发成本，可应用于高精度工业控制领域，其中 GD32E501 系列增强型微控制器可应用于光模块市场的国产化需求。 表 7：兆易创新 2020-2021 年 MCU 新品 产品名称产品名称 MCU 种类种类 首发时间首发时间 产品内核产品内核 应用领域应用领域 GD32W515系列 Wi-Fi MCU 2021 年 11 月24 日 Cortex-M33 智能家居、工业物联网、消费类电子 GD32L233系列 主流型低功耗主流型低功耗MCU 2021 年 1

49、0 月29 日 Cortex-M23 工业表计、小型消费电子设备、便携式医疗设备、电池管理系统、数据采集与传输 GD32E501系列 增强型 MCU 2020 年 10 月27 日 Cortex-M33 光纤路由器、交换机、5G 传输、数据中心、云服务器 GD32E5 系列 高性能 MCU 2020 年 7 月28 日 Cortex-M33 数字电源、电机变频、测量仪器、混合信号处理、高端消费 GD32E232系列 超值型 MCU 2020 年 1 月8 日 Cortex-M23 光学模块、光电转换、光纤网络、基站系统、精密仪器、工业控制和自动化系统 资料来源：公司官网，中信证券研究部 工艺节

50、点处于行业前列，有利于降低成本工艺节点处于行业前列，有利于降低成本、提升性能，、提升性能，同时同时易于获取易于获取产能产能。目前业内主流 MCU 公司工艺节点集中在 180nm40nm，以 90nm 为主。部分海外大厂如恩智浦、瑞萨等已实现 28nm 工艺，ST 等众多国外厂商已实现 40nm 工艺。兆易创新 MCU产 品 覆 盖180nm 、 110nm 、 55nm 、 40nm工 艺 制 程 ， 2020 年 度 推 出 的GD32E507/GD32E505 采用台积电低功耗 40nm 嵌入式闪存制程，公司目前研发的超高性能 MCU 已采用更先进的 22nm 制程，将继续带来 GD32