半导体行业深度研究报告：国产替代进阶，国内MCU厂商砥砺前行

行业研究 证券研究报告 半导体2022年12月31日 半导体行业深度研究报告 国产替代进阶，国内MCU厂商砥砺前行 推荐（维持） 华创证券研究所 2021-12-30~2022-12-29 0% -14% 21/1222/0322/0522/0822/1022/12 -28% -43% 半导体 沪深300 相关研究报告 《半导体行业深度研究报告：半导体硬核资产有望迎来黄金发展期》 2021-01-18 《集成电路行业深度研究报告：供需错配带动行业周期上行，封测龙头盈利能力有望持续提升》 2021-01-07 《功率半导体行业深度研究报告：供需错配驱动行业进入涨价周期，国产厂商盈利能力有望持续释放》 2020-12-02 证券分析师：耿琛电话：0755-82755859邮箱：gengchen@hcyjs.com执业编号：S0360517100004 行业基本数据 股票家数(只) 117 占比%0.02 总市值(亿元) 26,579.19 3.05 流通市值(亿元) 16,953.63 2.56 相对指数表现 %1M 6M 12M 绝对表现-4.4% -15.6% -34.4% 相对表现 -4.6% -2.9%-13.4% 国产替代意义重大，高端突破任重道远。MCU是广泛应用的基础控制芯片，位于电路系统的中枢位置，其性能参数对整个系统具有决定性作用，搭建电路通常需要以其为核心选择元器件，这使得MCU往往具有更高的使用粘性和国 产替代意义。2021年缺芯涨价潮中国厂商充分把握历史级别机遇，与各行各业的终端客户建立了深厚合作关系，积攒了较好的口碑和宝贵的客户验证经验，大幅推进了国产替代进程。2021年全球MCU销售额前十的厂商中首次出现中国大陆公司身影，兆易创新位列第八。目前MCU依然由海外龙头占据主要份额，尤其是高端工业、车规等价值量大、工艺壁垒高的领域，内资厂商话语权依然不足。近年来，相当数量的国产厂商已经在工控、汽车等下游应用中深度布局，开始以点带面逐步突破，MCU国产替代2.0时代，高质量产品竞争已然如火如荼地进行中。 200亿美金宽阔赛道，国内需求欣欣向荣。根据ICInsights数据及预测，2021年全球MCU市场规模约196亿美元，同比增长23.4%，预计至2026年将以6.7%的复合增速达到272亿美元；受益于AIOT、工业控制、汽车电子等应用 的蓬勃发展，ASP强劲反弹10%达到0.64美元，且将保持高增态势有望于2026年突破0.75美元。国内市场增速高于全球市场，根据IHS数据统计，2021年中国MCU市场约365亿元，同比增长36%，得益于国内物联网和新能源汽车市场在全球具有的高影响力和不俗增长，未来数年MCU发展将迈入一个新的台阶，IHS预测至2026年市场规模或以约7%的CAGR提升至513亿元。 汽车/工控/新兴消费驱动，行业进入高质量发展期。汽车：MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一。电动化是汽车产业从燃油车时代走向节能环保时代的基本的要求，可以视为产业转型升级的上半程，近年来已 取得不俗进展，而下半程智能化是提升用户体验的核心，随着汽车半导体行业技术演进和需求升级，智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场，接力电动化成为重要驱动力，MCU作为核心算力芯片有望深度受益。工业：工业设备复 杂度提升，MCU需求长期量价双升。增加系统节点、提高控制精度、提升通 信连接安全性、降低功耗等需求在工业控制领域具有长期可持续性，工业级 MCU市场稳步向好。工厂自动化、电机控制、电源能源等是重要的驱动力，受益本土工业设备崛起，国产工控MCU市场迎来春天。消费：新兴应用层出不穷，MCU市场稳中有进。在目前国内的MCU市场中，消费电子仍是最大的下游，MCU凭借其低功耗、高性价比等优势在泛消费电子领域有非常丰富 的应用场景。随着IoT技术的不断发展，在万物互联的需求推动下，各类新兴智能终端为MCU提供了成长空间。 下行至暗期已过，板块进入筑底期。价格跌幅收窄：各类主流MCU的渠道价格向常态价不断靠近，跌幅收窄，走势逐步企稳。货期有所缩短：进入2022年四季度以来，包括部分汽车芯片在内，MCU货期有所缩短。原厂库存持续 消化：盛群在最新法说会披露预期库存将调整到明年第三季，届时有望回到合理水位，考虑到下游需求疲软，2022Q4投片数预计季减45%。同时，松翰亦在法说会中表示受困于需求端低迷，公司投片量已逐步调整，库存有望陆续下降。整体来看，板块库存随着2023年H1库存状况逐步改善，叠加代工厂价格松动带来的成本优化，2023H2MCU公司毛利率有望回温。 投资建议：国内MCU行业已进入快速上升阶段，产业链公司有望充分受益。建议关注兆易创新、中颖电子、国民技术、中微半导、芯海科技、峰岹科技乐鑫科技、钜泉科技、国芯科技。 风险提示：下游需求不及预期、新冠疫情反复、行业技术迭代不及预期 投资主题 报告亮点 全面论述MCU行业的发展情况和未来趋势。本报告主要可分为三个部分：第一部分对MCU原理、分类、现状、发展趋势等情况进行了细致的分析，重点描述了技术演进趋势、层出不穷的新兴需求、市场空间以及强者恒强的 竞争格局。第二部分对下游驱动力进行了深入细致的分析，认为汽车和工控市场对下一阶段MCU产业的发展和竞争格局演进具有十分重要的战略意义，其中在工业部分着墨较多，将工业市场拆解为自动化、电源能源、电机控制三个细分领域进行重点分析，阐述了国产厂商在相关发展进程中具有的重要的有利条件，在消费领域MCU实现较好的国产替代后，工业领域有望接力。第三部分对市场近况进行了分析，通过价格、库存的数据变化判断行业进入筑底期，供需改善可期。第四部分对行业内主要企业进行了介绍。 投资逻辑 MCU是电路系统核心控制芯片，具有相当高的使用粘性和国产替代意义。2021年缺芯涨价潮中国产厂商充分把握历史机遇，大幅推进了国产替代进程,在消费领域国产芯片已经积累了大量客户群体，对海外厂商基本盘形成了全面深入的渗透，取得了较好的成绩。而在高端工业、车规等价值量大、工艺壁垒高的领域，内资厂商话语权依然不足。近年来，相当数量的国产厂商已经在工控、汽车等下游应用中深度布局，开始以点带面逐步突破，决战MCU国产替代2.0时代。汽车领域，MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一，随着汽车半导体行业技术演进和需求升级，智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场，接力电动化成为重要驱动力，MCU作为核心算力芯片有望深度受益。工业领域，工业设备复杂度提升，MCU需求长期量价双升，工厂自动化、电机控制、电源能源等是重要的驱动力，受益本土工业设备崛起，国产工控MCU市场迎来春天。工业和汽车终端市场，国产力量正在逐渐抬头，在供应链安全考量下，预期会有越来越多的国产终端验证国产芯片，而作为核心控制芯片的MCU有望持续受益。建议关注兆易创新、中颖电子、国民技术、中微半导、芯海科技、峰岹科技、乐鑫科技、钜泉科技、国芯科技。 目录 一、MCU应用领域广泛，国产替代空间广阔6 （一）MCU是广泛应用的基础控制芯片，32位MCU占比逐年提高6 （二）ARM——MCU架构方舟8 （三）技术演进&需求多元化推动行业不断迈进，强者恒强竞争格局相对稳定12 1、技术演进趋势：更低的功耗、更大的内存、更新的工艺是永恒的主题12 2、需求端：近年来随着AIOT和汽车电子等的蓬勃发展，MCU+渐成风潮13 3、供给端：强者恒强，格局相对稳定14 （四）MCU市场需求旺盛，国产替代空间广阔15 二、汽车/工控/新兴消费驱动，MCU行业进入高质量发展期17 （一）汽车智能化、网联化驱动汽车MCU市场加速扩张17 （二）工业设备复杂度提升，MCU需求长期量价双升22 1、工厂自动化带来效率品质双提升，MCU功不可没23 2、MCU是电机驱动与控制应用中不可或缺的核心器件24 3、能源革命推动MCU不断迭代升级26 （三）新兴应用层出不穷，消费市场欣欣向荣28 三、库存持续消化，供需改善可期30 四、相关标的32 1、兆易创新32 2、中颖电子33 3、国民技术34 4、中微半导34 5、芯海科技35 6、峰岹科技36 7、乐鑫科技37 8、钜泉科技37 9、国芯科技38 �、风险提示38 图表目录 图表1典型的MCU芯片架构6 图表2信号链运行过程中MCU起到核心运算功能6 图表3冯诺依曼结构MCU7 图表4哈佛结构MCU7 图表52020年中国MCU产品类别市场占比（用途）7 图表62020年中国MCU产品类别市场占比(指令集)7 图表7MCU按位数分类8 图表8全球MCU市场结构变化（按位数）8 图表92020年中国通用MCU市场结构（按位数）8 图表10ARM处理器架构9 图表11Cortex-M3内核MCU9 图表12ARM架构芯片下游应用领域9 图表13ARM产品发展路线10 图表14ArmCortex-M系列MCU内核对比11 图表15X86/ARM/RISC-V架构指标对比11 图表16意法半导体超低功耗STM32U系列产品演进12 图表17全球主要代工厂和中国大陆主力厂商MCU量产工艺节点13 图表18国民技术Z32HUB/N32S032系列高性能安全芯片典型应用13 图表19瑞萨中国区销售策略14 图表20意法半导体MCU构筑了强大的生态15 图表212015-2026E全球MCU市场规模15 图表222015-2026E中国MCU市场规模16 图表232021年全球MCU市场竞争格局（销售额）16 图表242019年中国MCU市场竞争格局（销售额）16 图表252019年全球MCU需求结构17 图表262020年中国MCU需求结构17 图表27车用电子控制单元工作原理图17 图表28汽车MCU分布17 图表29车规级MCU较一般通用MCU具有更高的技术壁垒18 图表30汽车MCU市场规模32位MCU主导汽车市场18 图表312021年信息娱乐系统占汽车MCU销售额的10%19 图表322021全球汽车MCU市场竞争格局19 图表33汽车智能化、网联化、电动化对多种半导体需求旺盛20 图表34NXP汽车MCU产品线20 图表35单车平均配置约25颗MCU21 图表36汽车电子电气架构技术路线22 图表37英飞凌AurixTC系列高性能AIMCU22 图表38工控系统三大支柱：仪表、电机、PLC22 图表39工控MCU性能要求23 图表40工业自动化、电源能源、电机控制驱动工业MCU市场增长23 图表41MCU在工业物联网中的运用24 图表42中国PLC市场规模（亿美元）24 图表432017-2022E年中国整体自动化市场规模24 图表442017-2021年中国伺服、低压变频器、传感器市场份额变化24 图表45电机控制MCU主要应用场景大类25 图表46全球BLDC市场规模25 图表47通用BLDC电机驱动系统25 图表48集成式电机驱动控制方案性价比更高26 图表49MCU在表计行业的应用演进时间节点26 图表50我国电能表产品发展历程27 图表51智能物联电表招标量呈快速增长趋势27 图表52全球光伏逆变器出货量27 图表53串型逆变器典型框架图27 图表54MCU产品在物联网中的应用28 图表55Matter协议支持的设备类型28 图表562010-2030IOT相关MCU市场预测(亿美元)29 图表572010-2025全球物联网连接数（亿，含预测）29 图表58恩智浦i.MXRT500/600MCU29 图表592020-2028E全球智能手表市场规模(亿美元)29 图表6010月MCU价格上升料号增多30 图表61各品牌典型MCU价格走势趋稳30 图表6210月MCU渠道库存有所改善30 图表63主要MCU厂商产品货期（周）与价格变化趋势31 图表64盛群单月营收同比跌幅已近历史低点32 一、MCU应用领域广泛，国产替代空间广阔 （一）MCU是广泛应用的基础控制芯片，32位MCU占比逐年提高 MCU（