MCU（Micro Controller Unit）为微控制单元，又称微控制器或单片机，是将中央处理器的频率和规格做适当缩减，并与存储器、I/O 端口、定时/计数器等集成在一颗芯片上，执行计算与控制功能。根据应用场景不同，很多增强型MCU还集成了ADC、DAC、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及 SPI、I2C、UART、USB、CAN等数据传输接口，使单片机更具特色、更有市场应用前景。
MCU的工作原理：传感器输入信号，输入处理器对信号进行模数转换、放大等处理后，传递给MCU进行运算处理，然后输出处理器对信号进行功率放大、数模转换等，使其驱动如电磁阀、电动机、开关等被控元件工作。
一、市调机构Yole Group指出，2023年全球微控制器（MCU）市场规模为282亿美元，预计到2029年将达388亿美元，年复合增长率为5.5％。虽然MCU市场竞争态势维持相对稳定，但仍出现愈来愈多的小型供应商，尤其是来自亚洲的供应商，尤其中国厂商正快速崛起。
二、根据IHS、IC Insights报告预估，2024年中国MCU市场规模为455亿元人民币，2026年可望突破500亿元人民币。通过梳理兆易创新、国民技术、中颖电子等国产MCU公司的半年报发现，2024年上半年国产MCU厂商表现非常抢眼，很多公司都实现了同比和环比双增长。从应用市场来看，目前消费电子市场复苏对于国产MCU厂商是一大利好。统计数据显示，上半年下游智能手机、PC、可穿戴设备以及智能汽车市场需求回暖，2024年上半年A股消费电子产业链企业业绩普遍报喜，八成企业盈利，17家企业净利润同比增速超过100%。
根据东方财富平台的统计数据，消费电子板块94家公司中，2024年上半年实现正向盈利的企业有70家，占比80.45%，2024年上半年净利润同比增长的企业有55家。另外，2024年上半年消费电子产业链共有23家企业营收规模同比增长30%以上，其中增长50%以上的企业10家，增长100%以上的企业2家。
2023年上市国产MCU年报数据对比，来源：各公司年报
值得重点关注的非上市国产MCU厂商三、从各大厂商的竞争态势来看，包括英飞凌、瑞萨、恩智浦在内的领先MCU设计公司竞争激烈，彼此之间的差异很小。其中，恩智浦继续主导汽车MCU市场。
四、在核心架构的竞争格局中，2024年是RISC-V核心架构市场的关键一年，因为瑞萨等领先的MCU制造商开始在其大众市场产品线中提供RISC-V。RISC-V市场份额的增长预计将加速，尽管它将主要与传统架构和专有解决方案竞争，然后才能在占主导地位的Arm生态系统中取得重大进展。
五、其实，中国也能卡全球芯片的脖子。在没有替代采购的情况下，半导体供应链仍然高度依赖中国和其他国家。2023年8月，中国对镓和锗实施了出口限制，令美国半导体行业感到震惊。中国占全球精炼镓产量的98% ，占全球锗产量的68%。与此同时，美国不生产镓，精炼锗产量不到全球产量的2%。美国地质调查局（USGS）估计，仅镓供应中断30％就可能导致美国经济产出下降6020亿美元，相当于国内生产总值（GDP）的2.1％，对经济构成重大威胁。
六、从通用MCU厂商的表现来看，受益于消费电子市场复苏，以及国产MCU在汽车市场渗透率提升，相关厂商的营收表现都不错。不过，由于国产MCU长期存在的价格战问题，尤其是这一段时间内卷加剧，各大厂商在盈利方面承压。相较于通用MCU，面向指定市场的MCU产品上半年表现更加抢眼，实现营收和净利润双增长。
七、据了解，目前国内有大概3451家芯片设计公司。其中，已有168家公司成功IPO；这些公司通过上市获得了更多的资本支持，发展较为稳健。剩余的3300家公司中，有超过一半，即约1700家公司的年收入不足1000万人民币；这些公司的财务状况较为紧张，主要依赖于外部融资。然而，从2023年开始，资本市场的紧张局势使得这些公司的融资变得更加困难，以至于某专注半导体投资的投资人对笔者表示，“MCU市场卷的厉害，毛利率太低，目前我们基本上不怎么关注了。”
GD32H7系列MCU具备卓越的处理能效、丰富的连接特性及多重安全机制，能够以先进工艺制程和优化的成本控制，全面释放高级应用的创新潜力。
八、要打破国产MUC 的低端内卷，要从“卷价格”向“卷价值”过渡。未来的MCU厂商角色将提供系统级的服务和方案，同时从通用MCU向专用领域进行深耕，比如毛利率高达60.99%的极海半导体就深耕打印机专用市场多年。目前不少国产MCU厂商已经意识到了这一点，开始结合自身优势发力专用市场，希望通过技术创新和服务来构筑自己的护城河。
PS：推荐10款高性能、低功耗MCU
1.兆易创新GD32F5系列MCU
GD32F5系列高性能MCU采用Arm® Cortex®-M33内核，最高支持200MHz的运行主频，工作性能可达3.31 CoreMark®/MHz。内置高级DSP硬件加速器和双精度浮点单元(FPU)，大幅减轻了内核的负担并有助于提升处理效率。其典型应用包括：能源电力、光伏储能、工业自动化、PLC、网络通讯设备、图形显示等应用场景。
2.中微半导体BAT32G系列MCU
BAT32G系列是中微半导推出的高性能超低功耗MCU，提供高速高精度的模拟外设，丰富的通讯接口，强大的DMA数据搬运功能，数字功能均可自由映射到任意端口等，内置256KB Flash，DSP，硬件乘除法器，多通道的电机专用定时器，3路独立ADC通道，4路独立可编程增益放大器，4路独立比较器，DAC，并集成QSPI，CAN，LIN，UART等多种接口。其典型应用包括：工业伺服、储能逆变、数字电源、充电枪/桩、以及其他工控等垂直领域。
3.小华半导体HC32F4A0
小华MCU产品系列涵盖静、动、智、车四大系列，分别对应超低功耗MCU、电机控制MCU、通用控制MCU、汽车电子MCU，面向工业、汽车、家电和物联网。其主力产品HC32F4A0为国产高性能工控MCU，其性能卓越，拥有M4内核，240MHz主频，300DMIPS高算力，内置2MB dual-bank eFlash，516KB SRAM。其典型应用包括：变频器主控，伺服驱动，光伏逆变+储能，大型电站BMS等应用。
4.先楫半导体HPM6300
先楫半导体推出的HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器，能实现FFT/FIR快速计算，具备3个16位的ADC、10/100M以太网等，通讯接口包括了实时以太网，支持IEEE1588，内置PHY的高速USB，多路CAN-FD及丰富的UART，SPI，I2C等接口。其典型应用包括：工业自动化、电网等行业应用，如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器，电网的DTU、断路器等产品。
5.极海半导体APM32F103RCT7
极海APM32F103RCT7系列MCU，基于Arm® Cortex®-M3内核，主频96MHz, Flash 256KB、SRAM 64KB；提供“双CAN”通信接口，符合2.0A和2.0B(主动）规范，通信速率高达1Mbit/s；集成广泛高精度定时器和外设资源，可为汽车系统运行提供硬件保障；已通过AEC-Q100车规认证，符合车规级可靠性测试标准。其典型应用包括：车载中控、BMS电池管理、电机驱动、智能座舱、AVAS、升窗仪以及EDR等汽车领域。
6.旗芯微FC4150F512
FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU，支持ASIL-B功能安全等级，AEC-Q100 认证，Grade 1等级。其典型应用包括：汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。
7.芯海科技CSC2E101
芯海科技CSC2E101是一款高度集成的、高安全及易开发的嵌入式控制器（EC：Embedded Controller），采用32位高效能内核，内置片上flash 存储，集成安全硬件算法，支持笔记本所需的各种外设。CSC2E101是芯海科技首颗应用于笔电高端商务机型的EC芯片，填补了中国大陆厂商在该芯片领域的空白，该项目也与国家倡导的信创安全相符合。
8.复旦微电子智能表计MCU FM33A0xx系列
上海复旦微电子的智能电表MCU包括基于32位Cortex-M0内核的FM33A0xx、FM33A0xxB系列芯片，以及16位增强型8xC251内核FM33xx系列芯片。最大支持512KB FLASH程序存储器和 64KB RAM，并集成LCD驱动、带温补的RTC、ADC、AES以及UART、I2C、SPI、7816等通用外设接口。
9.国民技术通用安全MCU N32G455系列
N32G455系列MCU产品基于32位ARM Cortex-M内核，CPU性能高达180DMIPS，内置嵌入式加密高速Flash，Coremark跑分高达486.26分。该系列芯片是国内首个同时集成国密/国际密码算法硬件加速引擎及安全单元的通用安全MCU产品系列，密码算法性能提升数十倍以上，系统资源使用减少5倍，有效提高存储资源使用率。该系列产品具有极高集成度，片内集成4个运算放大器和7个模拟比较器，集成USB、SDIO、QSPI等高速通信接口，以及常规UART、SPI、I2C接口。
10.航顺芯片HK32F39A
航顺芯片HK32F39A采用最新的工艺制程，ARM-Cotex M3内核支持FPU计算单元，最高支持120M主频，内置527K FLASH，97K SRAM，丰富的内部资源以及多种外设，支持TFT LCD驱动，内置比较器、DAC等，支持6路串口，2路CAN以及USB接口，支持2路高级定时器，SAI和数字相机接口。
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