集微咨询：量与价的微妙博弈——9年来全球MCU市场走势盘点

集微咨询（JW insights)认为：

- 全球MCU平均单位售价（ASP）从2013年开始下跌趋势明显，但从2020年开始趋于平缓，未来有可能出现上升势头；

- 纵观过去9年全球MCU总营收和出货量变化，可得知MCU营收主要靠出货量的拉动而非ASP，2015年全球MCU出货量增长率是总体销售额增长率的30倍；

- 车用MCU出货量总占比从2012年的30%左右，增长到目前的约40%，其中32位MCU的出货量和ASP尤其明显；

- 16位MCU并未如外界一些分析机构所认为的“被8位和32位联合吞噬市场空间”，车用16位MCU出货量占比近年来稳中有升。

在分支不算庞大但应用边界明晰的CPU家族中，MCU是相当独特的存在。某种意义上，MCU和MPU都算是微型计算机的“影分身”，但顾名思义，MCU是“微控制器单元”，虽然其架构核心也是CPU内核并且将内存、计数器、A/D 转换等周边接口加以集成，成为微型计算机，但其应用场景多为强调控制而非计算，无法像MPU那样成为高端系统的算力核心，是一个微小的处理器、存储器和外围设备的独立系统融合了数字电路（即CPU）和模拟电路的综合应用。

MCU在计算力要求相对不高的电子设备上应用广泛，就其全球范围来看，MCU领先的供应商，如德州仪器、瑞萨、意法半导体、微芯和恩智浦等等，往往和研发具有超高性能和强劲算力的中央处理器的玩家（如AMD，英伟达）总体不在同一赛道上。

MCU在下游电子产品中有着广泛的应用，在汽车芯片、工业设计、消费电子以及医疗和国防等方面都必不可少，按照处理的数据的宽度，有着50年历史的MCU目前已经从最初的4位发展到主流的也是应用场景铺展最广的32位。

小到儿童玩具、遥控器、USB充电器、键盘，大到车载娱乐系统、智能座舱等，广阔的施展平台让MCU依赖的是成熟制程和走量的模式，在市场销售价值=出货量（shipment&unit）x单位平均售价（ASP）的公式中，MCU的总营收基本全靠前者拉动。

IC Insights去年曾预测，今年全球MCU总的出货量将同比反弹6%，达到 249亿个，上面这个公式也是本文考察全球MCU，尤其是汽车MCU整体走势变化的主要基准。

需要说明的是，出于主题和篇幅考虑，本文暂不从领先供应商（如瑞萨、德州仪器、意法半导体、恩智浦、微芯等）的角度谈各家企业在不同产品序列的比拼，至于其市场份额的变化、MCU工艺进展（目前先进MCU仍普遍采用40nm制程）等也会另发文分析。

意法半导体STM32&STM8产品型号

在众多半导体器件的细分领域中，MCU比较突出的特点是，遵循一般电子消费品因为技术演变带来的成本降低，而产生的平均售价的逐年平缓或者降低的前进路线。

下面我们从年度市场总额、单位平均售价的变化，以及各个应用场景的占比对MCU稍做概览性的分析。

集微咨询（JW insights)把2012-2020年IC Insights以及Gartner的各年数据加以综合，制图如下：

从上面两张图中，我们可以明显看到，2019年全球MCU市场明显出现了下滑的态势，落到比2016年稍高的水平，下降的主要原因是汽车市场和工业领域的应用出现了周期性的萎靡，但整体MCU市场下降7.7%的萎缩态势并没有让32位的占比缩减，反而稍稍上升，为57.1%。

出货量和ASP的反比拉锯战

全球排名前列的MCU供应商在2019年的“小冰川期”不同程度地受到了影响，而且每个年度的起伏期和汽车、工业、电子消费的整个大气候息息相关。这也说明，下游覆盖面越广，感受半导体器件市场波动的灵敏度就越高。

非常值得注意的是，由于2020年初开始的全球新冠疫情的不可抗力给整个产业链造成了不可估量的影响，使得2017和2018年的众多资深分析机构对当时的未来三年的市场走势预判几乎完全失效，所以不得不在2020年中进行重新校准，很显然他们低估了行业周期兴衰起伏线的深度和广度。

其中的主要原因之一是MCU细分市场中的最大终端应用来自汽车，这一部分从2018年的刚刚超过35%逐渐增长到了2021年的约40%，而汽车芯片产业链则受到了疫情的打击，比起消费电子和通讯以及国防领域要严重的多。

具体到过去几年的MCU的出货量和ASP，从2013年开始，汽车MCU正式突破MCU总体市场的30%的占比，以此为时间节点，MCU总体的出货量和平均售价二者的增跌幅呈现出的不均衡局面有加剧的趋势。

以2015年为例，MCU出货量从上一年的191亿个增长到254亿个，增长幅度33%。当时各大分析机构都预测该年的MCU整体销售额将突破160亿美元，但低估了MCU“白菜化”的速度，IC Insights在2016年的重新校准显示，MCU销售额在 2015 年增长不到 0.5%，为159亿美元，出货量增加15%，达221亿个。换言之，出货量增长率是总体销售额的30倍，究其原因，就在于猛烈增长的出货量正好和平均售价负相关，尤其是大量的MCU器件（依然是32位为主）从2014年开始涌入到新兴的物联网和可穿戴电子消费领域，如果仅仅选取IC Insights 的数据，MCU的平均售价从2014年的83美分狂降到了2015年的65美分，而2013年这个数字为85美分。

继 2012年市场下跌3%并在2013年几乎零增长之后，微控制器的新一波扩张正在进行中，主要是由于大型智能卡市场的调整和价格急剧下降——尤其是在32位MCU中。

在这个过程中，不得不提智能卡（smartcard）在全球范围内由西向东的逐渐普及，终端市场不断扩大，给MCU的应用拓展注入了新的增长点。2015年是欧美各国开始批量广泛采用智能卡技术，极大地刺激了MCU出货量的增长，当年全球智能卡MCU增长41%至129亿台，恰好占了年总出货量的一半，虽然智能卡MCU的营收也在2014年有所反弹，增长了16%至26亿美元，但这个数字占比只占当年MCU总市场额的20%。

而且我们看到，MCU市场的总的ASP在2017年左右稳住了不断下滑的局面，趋于平缓，主要原因也是因为32位MCU边际成本递减，且智能卡普及和更新换代周期结束，从这一年开始，智能卡占MCU总出货量从2014年的接近一半已经下降到40%，而用于嵌入式系统、自动化控制、传感应用和物联网的通用MCU的增长速度十分明显，2017年的增量贡献度已经超过7成。

32位MCU的角色

过去7年来，在全球MCU市场的出货量和ASP的各种正向、反向的拉锯战中，不得不提32位MCU在其中所扮演的角色。本来8位细分市场一直主导着MCU的销售，但在2010年之后情况发生了变化，32位逐渐成为市场主流，当年32位的销售市场额开始超过8位MCU约25亿美元，之后这个数字逐渐扩大。2013年，32位MCU市场已经达到69亿美元，比8位（包括4位）MCU市场规模大57%。

究其原因，32位MCU飞速增长的推动力来自汽车智能化对高端控制力的MCU需求，即智能汽车系统的出现以及用于ESC以及碰撞的复杂实时传感器功能的增加，除此之外还有汽车的避障系统：汽车中的半自动驾驶功能——例如自动泊车、高级巡航控制和防撞系统——正在增加控制器和传感器在整车中的作用。

2019年以来，不同位数的MCU的市场份额趋于相对平稳，32位MCU 2019年同比增5个百分点，达到58%之后，经历了产业的“小寒冬期”和全球疫情的打击之后并未出现明显上涨。

快速增长的物联网工作负载、更多面向用户的用例以及对数据安全性的要求促进了对终端设备上AI、人机界面 (HMI) 和加密的需求，这些设计要求推动了制造工艺从90nm、60nm到 55/40/28 nm的更快演进。

16位MCU是否被8位和32位挤压了生存空间？

一段时间以来，不少国内MCU市场分析机构判断，由于MCU制造成本的不断降低，以及不同位数MCU算力、控制边界的模糊性，即32位可以广泛取代8位大背景下，16位MCU无论从市场销售份额和出货量都渐趋萎缩，但事实真的是否如此吗？

就单位出货量而言，16位MCU在2011年首次超过8位成为销量最大的MCU类别，继2011年增长23%之后，2012年16位MCU的出货量增长了11%，主要原因依然是汽车芯片的广泛应用。2013年，16位MCU出货量增长9%至79亿个，直到2017年，16位MCU的总市场份额依然在22%左右，可以和8位相拮抗。

虽然8位MCU的应用范围越来越广，但它们的性能在处理能力和可寻址内存方面仍然存在固有的限制，这使得8位MCU无法用于更高性能的应用程序。另一方面，基于32位MCU的应用程序往往需要以较低的功率处理更加精密的算法需求，而现在16位MCU已经突破了的传统的内存寻址范围（以及配有相似的32位寄存器），这可以给予16位MCU以很大的市场空间，比如车用娱乐信息模块，仪表盘、中控和通讯设施等等。

下面我们聚焦MCU最大的应用场景——车用MCU，依然按照之前的数据分析方法论（对Gartner和IC Insights的数据做均值处理），看一下过去五年全球不同位数的车用MCU的总营收占比情况，分别为17.2%，18.2%，17.3%，16.9%和16.3%。制图如下：

乍一看上去，从2018年以来，16位MCU的总营收占比确实是逐年下降的，我们再从另一个角度，即总出货量情况，看看这五年的变化：

为了更直观地分析，我们依然还是算一下16位的占比（单位：百分比，数据来源：Gartner），制图如下：

从上图我们看出，和营收相比，出货量是另一幅面貌，2020年相比前面两年，反弹势头明显。我们再从单位市场价格的角度对这五年的数据再做分析（数据来源：Gartner）：

然后再对16位MCU做占比计算（单位：百分比，数据来源：Gartner），如下：

从以上几个柱状图表中，我们可以看到，16位车用MCU的总营收占比曲线和单位售价曲线并不完全吻合，2020年相比2018年总出货量同期降了2.6个百分点，但单位售价占比相比2018年只低了0.6个百分点（从17%到16.4%）；而且从出货量的角度看，更不能说明16位MCU呈现市场萎缩状态，2020年占比高于2016年、2018年和2019年。

所以，仅从车用MCU这一个领域，也可以说明不少分析机构的“16位MCU被8位和32位联合吞噬市场空间”的假设并不成立。对此，Gartner资深分析师Masatsune Yamaji也向集微咨询（JW insights)表示，MCU市场客户与供应商的关系相对稳固，用户黏性不但对MCU性能有较高的黏性，还包括MCU类型，16位MCU是一种较为稳固的历史遗留产品（ legacy products），一级供应商不会轻易更换，反而会在车用领域用成本几乎与8位相当的32位取代原来的8位MCU。

结论

2013年以来，32位MCU全球增量凶猛，并且伴随着平均单位售价（ASP）的明显下降，不过ASP在过去两年成本降低边际效应也随之减少，受疫情和芯片短缺的影响，MCU的ASP趋于平缓，并且有涨价趋势，德州仪器、意法半导体等国际大厂今年二、三季度以来均官方通告宣布MCU涨价。

虽然全球智能卡的普及推高了MCU出货量，但MCU的车用领域已经逐渐从2012年左右的30%升至目前的40%，且32位高性能MCU成本降低后，进一步压低了8位MCU的利润空间。

从车用的角度看，16位MCU被8位和32位联合吞噬市场空间并不成立，一方面是因为16位MCU的拓展弹性高，另一方面则是用户黏性和成本计算的综合考虑。

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