在21世紀(jì)信息化時(shí)代背景下，互聯(lián)網(wǎng)科技的高速發(fā)展推動(dòng)著應(yīng)用產(chǎn)品的更新?lián)Q代，MCU行業(yè)在此時(shí)代背景下被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域并且快速發(fā)展。因此MCU行業(yè)在未來仍然具有巨大的成長(zhǎng)和發(fā)展空間，通過不斷地推陳出新滿足不同的市場(chǎng)需求，緊跟時(shí)代步伐。

據(jù)公開資料顯示，2023年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億美元，預(yù)計(jì)未來將以超過6%的年均復(fù)合增速保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)，2021年MCU市場(chǎng)規(guī)模因新冠疫情影響而下跌2%，2022年隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，MCU銷售額同比增長(zhǎng)23%，全球市場(chǎng)規(guī)模提升至196億美元。其中，22年MCU平均售價(jià)同比增長(zhǎng)約10%，即平均售價(jià)亦出現(xiàn)了顯著提升。預(yù)計(jì)2023年全球市場(chǎng)仍將保持10%的同比增速，有望達(dá)到215億美金。

國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)2021年達(dá)到365億元，未來5年增速或超過全球平均。據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到365億元，同時(shí)近五年中國(guó)MCU市場(chǎng)年平均復(fù)合增長(zhǎng)率為7.2%，超過全球平均增速。隨著國(guó)內(nèi)AIoT、光伏、新能源汽車行業(yè)快速放量，未來將繼續(xù)驅(qū)動(dòng)MCU市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)穩(wěn)健增長(zhǎng)。

五大領(lǐng)域拉動(dòng)MCU需求增長(zhǎng)

在中國(guó)，MCU產(chǎn)品主要被應(yīng)用于五大領(lǐng)域分別是消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、汽車電子、工業(yè)控制和IC卡。其中，汽車電子和工業(yè)控制成為相對(duì)其他應(yīng)用領(lǐng)域增長(zhǎng)較快的MCU應(yīng)用市場(chǎng)。工業(yè)控制MCU應(yīng)用的市場(chǎng)份額為10.6%;汽車電子MCU應(yīng)用的市場(chǎng)份額為16.2%;IC卡MCU應(yīng)用市場(chǎng)份額為15.2%;消費(fèi)電子和計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額分別為24.2%和19.3%。預(yù)計(jì)至2024年工業(yè)/醫(yī)療電子的市場(chǎng)份額將趕上消費(fèi)電子，市場(chǎng)份額將達(dá)到92億元人民幣。

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，工業(yè)MCU產(chǎn)品主要被應(yīng)用在自動(dòng)化控制、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、逆變器、工業(yè)機(jī)器人等場(chǎng)景，發(fā)揮著電機(jī)控制運(yùn)算、數(shù)據(jù)采集控制等功能。

MCU是光伏發(fā)電控制逆變系統(tǒng)的核心。在光伏控制逆變器中，MCU主要用于對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行管理，收集蓄電池電壓、開關(guān)信號(hào)及輸出電流等信息，根據(jù)事先寫入的程序運(yùn)算處理后輸出電池管理及電路保護(hù)等控制信號(hào)。同時(shí)，MCU也能提供過載、短路保護(hù)，一方面根據(jù)過載程度的不同確定啟動(dòng)保護(hù)的時(shí)間點(diǎn)；另一方面，一旦電路發(fā)生短路，能夠立刻切斷振蕩信號(hào)和電源。

光伏新增裝機(jī)放量疊加存量替代空間擴(kuò)大，逆變器滲透率提升將帶動(dòng)上游工業(yè)MCU需求增長(zhǎng)。光伏新增裝機(jī)速度逐年提升，市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，作為光伏電站系統(tǒng)核心的逆變器有望實(shí)現(xiàn)放量。此外，存量市場(chǎng)方面，考慮到光伏逆變器壽命一般在10年左右，當(dāng)前存量替換需求主要來自2010年前后分布于歐洲地區(qū)的光伏裝機(jī)。國(guó)內(nèi)光伏裝機(jī)于2013年起騰飛，因此預(yù)計(jì)未來2-3年國(guó)內(nèi)存量替換市場(chǎng)也將不斷擴(kuò)大。綜上，光伏裝機(jī)增量與存量的相互作用，將帶動(dòng)光伏逆變器滲透率不斷提升、從而為MCU市場(chǎng)帶來增量需求。

在汽車電子應(yīng)用中，8位的MCU主要應(yīng)用在相對(duì)簡(jiǎn)單的控制領(lǐng)域，如照明、空調(diào)、雨刷、車窗、座椅和車門等車身域控制。而對(duì)于儀表顯示系統(tǒng)、多媒體信息娛樂系統(tǒng)、底盤控制、引擎控制，以及安全、動(dòng)力系統(tǒng)等相對(duì)復(fù)雜的領(lǐng)域，往往需要32位的MCU產(chǎn)品。我們認(rèn)為隨著汽車架構(gòu)集成度、功能復(fù)雜度提升，對(duì)MCU的運(yùn)算能力也將提出更高的要求，未來32位車規(guī)級(jí)MCU需求將進(jìn)一步提升。2020年，32位車用MCU占比超62%，成為應(yīng)用最廣的MCU類型。

相關(guān)芯片、方案推薦：

高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)HPM6750芯片

HPM6750采用雙RISC-V內(nèi)核，主頻達(dá)816MHz ，憑借先楫半導(dǎo)體的創(chuàng)新總線架構(gòu)、高效的L1緩存和本地存儲(chǔ)器，創(chuàng)下了MCU 高于 9000 CoreMark和 4500以上 的DMIPS性能新記錄，創(chuàng)造了RISC-V 全球主頻和跑分新紀(jì)錄。除了高算力RISC-V CPU，HPM6700系列產(chǎn)品還創(chuàng)造性地整合了一系列高性能外設(shè)：包括支持2D圖形加速的顯示系統(tǒng)、高速USB、千兆以太網(wǎng)、CAN FD等通訊接口，高速12位和高精度16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，面向高性能電機(jī)控制和數(shù)字電源的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

此外，HPM6750系列芯片支持4套電機(jī)控制單元，每個(gè)單元包括1個(gè)PWM定時(shí)器，一個(gè)正交編碼器接口，一個(gè)霍爾傳感器接口和1個(gè)互聯(lián)管理接口，配合片上提供的數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC模塊和ACMP等外設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制4個(gè)電機(jī)。包含1個(gè)同步定時(shí)器，可以用于4套電機(jī)控制單元間進(jìn)行同步，實(shí)現(xiàn)HMI與四軸伺服運(yùn)動(dòng)控制，無需總線通信反饋與交互控制，片內(nèi)完成所有數(shù)據(jù)采集、處理和顯示，對(duì)伺服控制和四電機(jī)的同步控制效率大大提高。

先楫HPM6200

 

HPM6200是先楫半導(dǎo)體推出的高性能、高實(shí)時(shí)、高精度混合信號(hào)的通用微控制器系列，為精準(zhǔn)控制而生，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源，儲(chǔ)能，電動(dòng)汽車，工業(yè)自動(dòng)化等。

 

與國(guó)際品牌T公司C2000相比，先楫半導(dǎo)體HPM6200系列CPU性能實(shí)現(xiàn)了超越。HPM6200主頻600MHz，而C2000在200MHz以內(nèi)；

 

對(duì)比國(guó)際品牌S公司的G4系列，HPM6200系列在CPU性能、16位ADC、PLA等性能和功能上實(shí)現(xiàn)超越。

 

性能方面，HPM6200系列芯片主頻達(dá)到600MHz， 是RISC-V 單雙核處理器，帶有FPU和DSP，內(nèi)置4 組8通道增強(qiáng)型 PWM 控制器（8ch/組），提升了系統(tǒng)控制精度，可實(shí)現(xiàn)單芯片控制多軸電機(jī)或者單芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)雜拓?fù)涞臄?shù)字電源。同時(shí)配備了可編程邏輯陣列 PLA， 3 個(gè) 2MSPS 16 位高精度 ADC， 16個(gè)模擬輸入通道以及4 個(gè)模擬比較器和 2 個(gè) 1MSPS 12 位 DAC。

龍芯3A5000

龍芯3A5000是面向桌面和服務(wù)器等信息化領(lǐng)域的通用處理器，是首款采用龍芯指令系統(tǒng)（LoongArch）的處理器芯片。主頻為2.3GHz-2.5GHz，包含4個(gè)處理器核心。每個(gè)處理器核心采用64位超標(biāo)量GS464V自主微結(jié)構(gòu)，包含4個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)256位向量運(yùn)算單元和2個(gè)訪存單元。其關(guān)鍵IP源代碼均為自主編寫，芯片內(nèi)置安全模塊。

龍芯3A5000集成了2個(gè)支持ECC校驗(yàn)的64位DDR4-3200控制器，4個(gè)支持多處理器數(shù)據(jù)一致性的HyperTransport 3.0控制器。龍芯3A5000支持主要模塊時(shí)鐘動(dòng)態(tài)關(guān)閉，主要時(shí)鐘域動(dòng)態(tài)變頻以及主要電壓域動(dòng)態(tài)調(diào)壓等精細(xì)化功耗管理功能。可廣泛適用于五軸數(shù)控機(jī)床、工業(yè)計(jì)算機(jī)、雙路服務(wù)器等場(chǎng)景。

旗芯微 FC4150F512

蘇州旗芯微半導(dǎo)體有限公司成立于2020年10月，將基于ARM Cortex M4、M7等系列架構(gòu)構(gòu)建面向汽車不同應(yīng)用場(chǎng)景的高性能、高可靠性的片上系統(tǒng)，開發(fā)智能汽車高端控制器芯片。通過采用自研IP，多核鎖步等技術(shù)以及應(yīng)用于車規(guī)芯片的六西格瑪模擬電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)出覆蓋安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262 ASIL-B至ASIL-D的全系列產(chǎn)品家族。公司產(chǎn)品均滿足車規(guī)AEC-Q100、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262以及各項(xiàng)車規(guī)可靠性測(cè)試，可廣泛應(yīng)用于車身、汽車儀表、安全、動(dòng)力、電池管理等領(lǐng)域。

FC4150F512芯片屬于旗芯微FC4150產(chǎn)品家族的5V電壓車規(guī)級(jí)MCU。FC4150產(chǎn)品系列是基于Corex-M4F內(nèi)核的高性能車規(guī)級(jí)MCU，支持ASIL-B功能安全等級(jí)，AEC-Q100 認(rèn)證，Grade 1等級(jí)，適用于汽車的BCM、BCM+、BMS、照明、電機(jī)控制、HVAC、TPMS和T-BOX等應(yīng)用。

性能方面，F(xiàn)C4150F512主頻高達(dá)150MHZ、內(nèi)置512KB的Flash和128KB的SRAM，3.0V-5.5V的工作電壓，帶有6個(gè)CAN口，其中3個(gè)支持CAN-FD。并針對(duì)成本敏感的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

該產(chǎn)品提供開源SDK軟件包，驅(qū)動(dòng)開發(fā)樣例支持多個(gè)IDE：Keil，IAR, Eclipse。并且提供自主開發(fā)的MCAL軟件，該軟件遵守ISO26262功能安全開發(fā)流程，支持FULLAUTOSAR和單獨(dú)AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet協(xié)議棧應(yīng)用。