2023 TOP 50 国产MCU厂商调研统计和行业分析报告

报告目录（部分内容仅限PRO版报告，需单独购买）

• Part 1：MCU及其应用简介
• Part 2：全球和中国MCU市场趋势
  • 全球MCU市场规模和增长趋势
  • 中国MCU市场规模和增长趋势
  • 国产MCU厂商销售总额和占比
• Part 3：MCU相关技术趋势
  • 处理器内核：Arm vs. RISC-V
  • 无线MCU：WiFi和蓝牙
  • 边缘AI：就地处理功能
  • 汽车域控制器
  • 制造工艺：40/28/22nm和嵌入式Flash技术
• Part 4：新兴MCU应用及解决方案
  • 工业MCU应用及案例分析：BLDC电机控制、智能表计、机器人、光伏、储能、智慧城市、智能安防、白色家电
  • 汽车MCU应用及案例分析
  • 电池管理系统（BMS）：PD快充、无线充电、便携式电池供电设备、电动车
• Part 5：国际MCU厂商及竞争格局
  • 全球TOP 8 MCU厂商营收对比
  • 国际MCU厂商画像
• Part 6：国产MCU厂商及竞争格局
  • Fabless100排行榜之Top 10 MCU公司
  • 18家国产MCU上市公司评估分析
• Part 7：国产MCU厂商调查问卷和统计分析
  • MCU厂商调查问卷及结果
  • MCU厂商调研统计分析
• Part 8：Top 50国产MCU厂商画像
  • Top 50国产MCU厂商基本信息汇编
  • 厂商画像：核心技术、主要产品、关键应用、典型产品及方案、市场竞争力
• Part 9：附录 -- 12大MCU类别Top 10产品

AspenCore分析师将在7月21号举行的全球MCU生态发展大会上详细解读本报告的重点内容，欢迎报名参会！

全球和中国MCU市场趋势

根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据，2022年全球半导体销售额达5735亿美元，相较2021年的5559亿美元增长3.2%。中国市场的销售额虽然与2021年相比下降6.3%至1803亿美元，但仍然是全球最大的芯片消费市场。

就MCU细分市场而言，2022年全球MCU销售额为250亿美元，相比2021年增长28%，是半导体所有细分类别中增长最高的市场。其中原由不难理解，因为汽车电子占据MCU市场约1/3，而去年汽车MCU的需求仍然十分强劲。

另据Omdia统计数据，2022年中国MCU市场规模约为82亿美元，约占全球市场的1/3。其中工业用MCU市场规模达到14亿美元，2020至2026年间年复合增长率约为5.8%；车用MCU达到26亿美元，在中国MCU市场的占比为31.6%，而且这一比例将会逐年增长，到2026年将达到35.5%；剩余的42亿美元分别被家电、消费电子、IoT、医疗电子、智能卡和其它细分市场占据。

国产半导体厂商的市场表现如何呢？根据中国半导体行业协会集成电路设计分会的统计，中国IC设计行业的销售额为5346亿元，约合786亿美元，占全球半导体行业销售额的13.7%。

AspenCore分析师团队对国产MCU厂商的2022年整体销售情况做了不完整统计和估算，大约80家MCU厂商总的MCU业务营收约为177亿元。（具体估算方式见“Part 6：国产MCU厂商和竞争格局”部分）

MCU相关技术趋势

虽然MCU不像高性能CPU和GPU那样需要最先进的晶圆工艺，也没有什么颠覆性的技术创新，但要开发出一颗被市场和客户认可的可靠、高效且低成本的MCU并非易事。无论国际大厂还是国内芯片初创公司，围绕MCU展开的设计、技术、工艺和应用创新层出不穷。

未来MCU设计的六个技术方向：

• 更加智能（AI）：AI处理单元搭配MCU渐成主流以应对新兴AI应用场景
• 更强算力（Performance）：8位到32位；Arm Cortex-M；RISC-V内核
• 更低功耗（Power）：工作模式电流、睡眠模式电流和工作模式持续时间
• 更加安全（Security）：芯片级安全技术可保证可靠稳定的嵌入式系统
• 无线连接（Wireless）：无线MCU将成为AIoT时代的标准处理器芯片
• 先进工艺（Process）：转向40/28nm工艺节点，新的嵌入式Flash工艺

我们仅从处理器内核、无线通信、边缘AI、汽车域控制器和工艺技术等方面进行简要介绍。

新兴MCU应用及解决方案

MCU是一种通用型芯片，应用十分广泛，包括消费电子、家电、手机、电脑及周边、通信和网络、物联网、信息安全、工业控制、汽车及医疗等领域。本报告仅挑选三类新兴的应用（工业、汽车、电池管理）进行综述，并以案例分析的形式展示国产MCU厂商的MCU应用解决方案。

工业MCU：电机控制、智能表计、机器人、光伏发电

在工业领域，MCU应用十分广泛，比如环境感知、精准控制、无线连接、电源管理、人机交互等功能。工业应用场景包括工业控制（电机控制、智能表计、变频器等）、新能源发电（光伏、储能、充电桩等）、智慧城市和交通，以及家电和医疗等。随着工业应用市场对于智能化和自动控制需求的提高，工业用MCU在可靠性、低延迟、高算力和联网性能等方面也在不断提升。

MCU在工业控制领域的主要应用场景：

资料来源：头豹研究院，中信建投

MCU在工业控制领域的主要应用场景包括电机控制、智能表计、变频器和逆变器等。以电机为例，电机控制可以实现高精度控制机械的位置、方向、速度和扭矩，常见的直流电机需要1个MCU芯片来支持电机控制所需的复杂和高速运算算法。目前市场流行的直流无刷（BLDC）电机具备高可靠性、低振动、高效率、低噪音、节能降耗的性能优势，并可在较宽调速范围内实现响应快、精度高的变速效果，充分契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等越来越高的要求。

在电机控制领域比较有竞争力的国产MCU厂商包括深圳中微、兆易创新、芯海科技、峰岹科技、旋智科技、凌欧创芯、国民技术、小华半导体、晟矽微电、灵动微电子和雅特力等。有关这些厂商的电机控制MCU产品的详细信息，请参见”Part 7：12大MCU类别Top 10产品”部分。

案例分析：极海微工业MCU在微型光伏逆变器中的应用

• 主要产品：APM32F407系列工业级高性能MCU
• 核心技术：支持FPU/DSP指令/增强型EMMC，集成片上PHY的高速OTG单元、百兆以太网MAC接口，支持BN/SM3/SM4国密算法
• 应用场景：工业自动化、数字电源、电网基建、楼宇控制、仪器仪表、新能源等
• 市场竞争力：55nm先进工艺制程，Cortex-M4F高效内核架构，168MH高主频，1024KB大容量存储空间，丰富外设资源。

新能源区别传统能源的核心在于解决了能量的产生、存储与转化。随着“碳达峰”、“碳中和”等国家可持续发展战略目标的推进，直接指向能源结构的改变，低碳化的新能源无疑是未来十年甚至更长时间的万亿赛道。微型光伏逆变器可将光伏产生的直流电转换为交流电，单模块可支持1块或多块光伏组件接入，实现组件级功率优化，易于安装、运行效率高、安全稳定等，在家用光储充系统中发挥着重要作用。

极海微型光伏逆变器应用方案采用工业级高性能APM32F407系列MCU作为整个系统的控制核心，可实现MPPT及DC/DC和DC/AC功率单元执行高频率环路控制。单一MCU方式去实现两个功率单元控制，有助于简化设计、降低成本；支持接入220VAC和110VAC，适用于全球太阳能市场的多样化需求；集成3个独立ADC，可同时采集光伏及电网的电信息；内置2个16位高级定时器，生成互补PWM，可实现DC/DC以及DC/AC功率单元的控制，同时支持刹车输入，在出现异常时可硬件级快速关断PWM；该方案还集成了丰富的通讯外设接口，可满足不同光伏应用场景的对外交互需求。

车规级MCU：汽车E/E架构变迁，域控制架构下MCU迭代升级

在传统的分布式ECU（汽车端电子控制系统）架构中，MCU是ECU的控制核心，参与汽车各个系统的控制。据统计，传统燃油车所用的半导体中，MCU约占30%，一般需要40-70颗MCU芯片。随着新能源车的流行和汽车智能化程度持续提升，在增加汽车功能时，分布式ECU架构面临线束排布、维护升级、模块通信等方面的困难。为此整机和Tier1厂商提出了“域控制”架构，这样只需升级主MCU即可更新整车系统。而MCU的集成度和单颗价值不断提升，由原先单颗1-3美金提升至7-8美金。

MCU在汽车电子系统中的主要应用。（来源：比亚迪半导体）

在“域控制”架构下，低性能MCU或被集成替代。汽车域架构分为ADAS域、动力域、底盘域、车身域和信息娱乐域。在ADAS域和信息娱乐域，车用MCU将可能被集成度更高的SoC或智能芯片替代；在动力域，电动汽车依赖三电系统（电驱、电池和电控）作为整车驱动力，所需MCU数量和单颗价值均比传统汽车有所提升；而出于安全冗余的考虑，底盘域和车身域的MCU在数量和功能上均有提升。

目前汽车厂商开始采用“域控制器”架构作为过渡，未来车身架构会进一步向“中央计算”架构演进，带动车规MCU进一步迭代。

从汽车MCU的供应侧来看，占据全球MCU市场约40%的汽车MCU主要掌控在6家国际半导体巨头手中。而国产车规级MCU虽然开始进入汽车供应链，但大都集中在中低端应用范围，比如车身、座椅、照明等。

车规认证是国产MCU厂商必须跨越的第一道门槛。得益于2020-2021年的汽车半导体缺芯，国内已经有多家MCU厂商通过了AEC-Q100可靠性认证，并顺利上车。当前，一些公司开始进军中高端MCU，同时启动ISO 26262功能安全认证流程和体系。

在细分应用方面，车规级MCU的低端应用包括车窗、空调、灯光等车身控制；中端场景包括中控、通讯、信息娱乐系统等；高端场景包括智能座舱、动力系统和ADAS。目前国产车规MCU厂商中，只有国芯科技、芯驰科技和芯旺微的量产产品涉及中高端应用，而兆易创新等厂商也在研发具有多核锁步、M7内核和功能安全认证的高端MCU产品。

目前已经获得AEC-Q100认证和/或ISO 26262功能安全认证的国产MCU厂商已经有10多家，包括：兆易创新、深圳中微、芯海科技、峰岹科技、国民技术、极海微、国芯科技、杰发科技、赛腾微、小华半导体、灵动微电子、芯驰科技、芯旺微、云途半导体、旗芯微和上海芯钛等。有关这些厂商的车规级MCU产品的详细信息，请参见”Part 7：12大MCU类别Top 10产品”部分。

下面仅以极海微为例进行车规级MCU的应用案例分析。

G32A1445系列车规级MCU在车身域控制器应用中的设计方案分析

随着新一代汽车电子架构的快速发展，传统分布式架构也逐渐进化为域集中式架构，而车身域控制器的产生，就是为了解决这个过程中不断增加的ECU数量问题，从而实现降低线束成本，节省多个ECU算力相互冗余造成的资源浪费。通过功能全面的MCU进行多线程的控制集成技术，可精简分布式的线束及片区ECU。

• 主要产品：G32A1445系列车规级MCU
• 核心技术：内置12位高精度ADC/DAC，安全上支持片上存储单元ECC全覆盖、CSEc、MPU；基于AutoSAR架构，支持提供MCAL开发；集成PMU/CRC/看门狗监控单元，工作温度覆盖-40℃~+125℃，符合ISO 26262功能安全ASIL-B需求标准；支持多种I2C、UART、CAN/CANFD等外设，满足多带宽数据传输。
• 应用场景：车身域控制器、汽车车灯、车门/窗控制、辅助泊车、信息娱乐系统、BMS电池管理系统等。
• 性能优势：40nm车规生产线，Cortex-M4F高效内核架构，主频112MHz，Flash 512KB；通过AEC-Q100/PPAP认证；支持AUTOSAR4.1.0标准，适配Victor、EB主流协议栈。

典型应用方案之一是车身控制器：主要包括对内外车灯、雨刮、车窗、车门、电子转向锁等的控制，通过采集、分析和处理车身各节点的数据信息和功能，从而实现对于整个车身电子进行集中控制，可极大提高系统功能的集成度。

极海车身域控制器方案采用新一代G32A1445系列车规级MCU，支持自动空调控制、门控逻辑、胎压监测等整车控制和集中处理车身控制类功能逻辑，可高效实现算力集中化；另外，通过简化各节点ECU功能，有助于合理有效的分配系统资源；该方案集成双“CAN”配置，可保证数据传输实时性与可靠性；同时还集成多种片上资源，有利于增加整车扩展的灵活性，降低整车线束长度及整车重量，更能通过车况环境的信息采集，进行各电器件的协作统筹，从而增强集成式控制的便利以及良好的驾驶体验。

电池管理系统（BMS）：PD快充、无线充电、便携式电池供电设备、电动车

电池管理系统（Battery Management System）是所有电池供电设备必备的关键组件，通过对电能的变换、分配、检测及对其他电能管理实现电池状态监控、充电管理、电池保护等功能，其性能优劣直接影响整机性能。BMS由很多功能模块组成，包括截断FET、电量检测、电池电压监视器、电池电压均衡器、实时时钟(RTC)、温度监视器以及状态机等，它整合了电源管理IC（PMIC）、电池充电芯片（Charger IC）、电量计芯片（Fuel Gauge IC）、监测芯片（Monitors）、保护芯片（Protection IC）等单芯片功能，以及AC/DC、DC/DC、PMW、LDO等元器件。

BMS是数模混合系统，在整合PMIC及AC/DC等模拟芯片的同时，还需要集成MCU等数字芯片。另外，BMS还可通过SPI接口与主机MCU通信，实现更高精度的控制与监测。

随着产品快充功率继续加大，充电时间进一步缩短，对锂电池管理技术要求提高，主要表现为计量精度、采样精度、可靠性、内存容量、加密性能等方面，芯片设计平台已经由8位MCU过渡到32位MCU。

电池管理芯片主要应用于消费电子、通信设备、数据处理系统、工业和医疗设备，以及两轮电动车和新能源汽车等。

国产MCU厂商及竞争格局

现从以下4个方面对国产MCU厂商现状及竞争格局进行阐述。

• Fabless100排行榜之Top 10 MCU公司
• 18家国产MCU上市公司评估分析
• 国产MCU厂商调研统计分析
• Top 50国产MCU厂商画像（核心技术、主要产品、关键应用、典型产品及方案、市场竞争力）

Fabless100排行榜之Top 10 MCU公司

18家国产MCU上市公司评估对比

在这50家国产MCU厂商中，我们筛选出18家上市公司，其中几家的MCU业务是上市公司的控股子公司，比如凌欧创芯（晶峰明源）、极海微（纳思达）、杰发科技（四维图新）。鉴于有些数据不完整，我们仅挑选几个有代表性的指标：

• 18家上市公司2022财年的营收总计为255.44亿元，相比2021年的257.38亿元略有下降；
• 这些上市公司的MCU业务营收总计为91.29亿元，其中超过10亿元的有2家，分别是兆易创新28.29亿元；中颖电子11.78亿元；
• MCU毛利率最高的是64.85%（兆易创新），最低是22.13%（晟矽微电），中值为45.36%；
• 研发投入占营收比例最高为44.97%（晟矽微电）；最低为12.63%（上海贝岭）；中值为19.98%；
• 研发人员超过300人的公司有10家，其中兆易创新最多（1020人）；
• 授权专利数量超过100项的公司有10家，其中国民技术和兆易创新超过900项。

国产MCU厂商调查问卷和统计分析

今年的国产MCU厂商调研问卷以单独邀请的形式开展，调查厂商可以选择在线提交问卷，也可以填写Word格式的问卷。在去年调查问卷的基础上，今年新增了很多细节选项，比如：MCU技术和开发；MCU芯片设计和制造合作伙伴；MCU产品与应用；MCU市场与销售。

本次问卷调查共收到33家MCU厂商的有效反馈（有个别厂商因特殊原因明确表示不参与调查评选），现将调查结果统计汇总如下。

Top 50国产MCU厂商画像

AspenCore分析师团队通过上市公司财报、调查问卷、厂商访谈和网上信息搜集，筛选出50家具有相当实力和市场竞争力的国产MCU厂商，并将其基本信息汇总如下表。

下面将对这50家国产MCU厂商逐一介绍，从核心技术、主要产品、关键应用、典型产品和方案，以及市场竞争力等五个方面对每个厂商进行画像。

极海微

• 核心技术：基于国产CPU多核异构的安全加密架构；嵌入式SoC-eSE安全单元技术；基于Arm Cortex内核的高性能和车规级MCU设计
• 主要产品：APM32工业级/车规级MCU；低功耗蓝牙芯片；大川系列主控SoC；安全SoC芯片
• 关键应用：智慧家居、消费电子、汽车电子、工业控制、打印机、智慧能源、通信设备，以及健康医疗和工业互联网等
• 典型产品及方案：G32A1445系列车规级MCU用于车身域控制器；APM32F407系列工业级高性能MCU用于微型光伏逆变器。（具体应用方案分析见本报告“Part 4：新兴MCU应用方案”部分）
• 市场竞争力：极海微是上市公司纳思达下属子公司，由艾派克和极海半导体整合而成，2022年芯片业务营收约20亿元。在基于国产CPU内核的打印芯片和安全SoC方面积累丰富专利技术，拥有高端测试设备和实验室。虽然进入MCU市场较晚，但很快在工业控制和新能源汽车电子市场成为国产MCU领导者。

兆易创新

• 核心技术：覆盖110nm/55nm/40nm/22nm工艺技术；RISC-V处理器；高性能微控制器设计
• 主要产品：基于arm Cortex-M内核的GD32F/L/E/C/H系列通用MCU；基于RISC-V内核的GD32VF系列MCU；GD32W515系列Wi-Fi MCU；GD32A503系列车规级MCU
• 关键应用：覆盖通用型、低成本、高性能、低功耗、无线连接等主流应用市场，包括中高端消费电子、家电、工业、物联网、电池充电、电机控制、新能源汽车等
• 典型产品及方案：基于arm Cortex-M7的GD32H7系列MCU适用于边缘AI和视频图像处理；GD32A503系列车规级MCU适用于车身控制、照明、电源控制及ADAS和智能座舱等。
• 市场竞争力：作为国产MCU厂商的领头羊，兆易创新2022年的MCU业务营收约为28亿元，但相比2021年有较大下降。在MCU产品结构方面开始优化调整，目前拥有38个产品系列，超过450款MCU产品型号。工业和网通市场已经成为该公司MCU产品第一大营收来源；在中高端消费市场（包括家用电器）和汽车前装应用领域也实现了快速成长。此外，其MCU海外业务继续拓展，海外市场营收占比大幅提升，目前在全球MCU市场上已经进入TOP 8。

国民技术

• 核心技术：芯片级安全技术、低功耗及无线射频
• 主要产品：通用MCU；安全芯片；射频芯片
• 关键应用：物联网、工业联网及工业控制、智能家电及智能家庭终端、消费电子、电机驱动、伺服、电池及能源管理、智能表计、医疗电子
• 典型产品及方案：N32WB031系列无线蓝牙MCU；N32M417电机控制MCU
• 市场竞争力：国民技术是我国最早的商用密码核心定点单位，目前为国内USBKEY芯片、蓝牙KEY芯片、可信计算芯片的主要供货商，具有较高的市场占有率。该公司正在高端高性能MCU、高可靠性BMS等战略产品线上投入资源，并保持其现有MCU产品内置硬件密码算法加速引擎及安全单元的安全属性和低功耗等优势。
• 代表分销商：瑞凡微电子

芯海科技

• 核心技术：高精度ADC技术、高可靠性MCU技术
• 主要产品：模拟信号链；通用MCU；PD系列MCU；车规级MCU；健康测量AIOT
• 关键应用：工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智能仪表、智慧健康等。
• 典型产品及方案：CSM37F70适用于消费类人体成分分析仪方案
• 市场竞争力：芯海科技是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链芯片设计企业，专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计。其MCU产品线现已拓展至AIoT、电源快充和电池管理、无线连接及汽车电子领域。
• 代表分销商：瑞凡微电子

小华半导体

• 核心技术：MCU超低功耗管理系统、
• 主要产品：通用控制、电机控制、汽车电子、超低功耗四大MCU产品线
• 关键应用：消费电子、智能家居、家电、工业控制、汽车电子、物联网
• 典型产品及方案：HC32A系列车规级MCU；HC32L系列超低功耗MCU
• 市场竞争力：从华大半导体下属MCU事业部独立而成的小华半导体拥有通用控制、电机控制、汽车电子和超低功耗四大MCU产品线，主要面向家电、工业、汽车和物联网等应用领域。
• 代表分销商：瑞凡微电子

附录 -- 12大MCU类别Top 10产品

• 家电MCU产品
• 工业MCU产品
• 汽车MCU产品
• 消费电子MCU产品
• IoT MCU产品
• 电机控制MCU产品
• 无线MCU产品
• 智能表计MCU产品
• 安全和智能卡MCU产品
• RISC-V MCU产品
• 内置AI的MCU产品
• 电池管理MCU产品

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