华虹集团的 MCU 技术位居大陆代工企业前列，华虹宏力最先进 eFlash 技术达 90nm。 华虹集团下属多个子公司，包括华虹宏力、上海华力、华虹无锡等，目前华虹宏力和华 虹无锡最先进的 eFlash 技术节点已达 90nm。

华虹 MCU 产能主要集中在 8 英寸产线，8 英寸产线产能利用率持续保持高位。据公司 公告，华虹一厂、二厂和三厂是 8 英寸晶圆厂，MCU 主要使用 8 英寸晶圆生产，从 19Q4 开始，三条 8 英寸产线合计产能达到 17.8 万片/月后就再也没有增加，从 20Q2 开始， 8 英寸产线的产能利用率一直高于 100%，且未来 8 英寸产线没有大幅扩产规划，因此 8 英寸 MCU 产能增长相对有限。

华虹无锡 12 英寸线的产能释放预计会带来 MCU 增量产能。

1）8 英寸产线上的智能卡产能转移至 12 英寸产线，留出 8 英寸 MCU 增量空间。公司 2020 年已将具有 90nm eFlash 技术相关的智能卡产品顺利转移至 12 英寸产线。

2）12 英寸产线 MCU 技术平台逐步完善，预计 21Q3-Q4 逐步输出 MCU 产能。

中芯国际是目前大陆最先进的芯片代工厂，最先进的 eFlash 制程为 0.18/0.162um。 据公司公告，中芯国际最先进的工艺制程已达 14/28nm，是大陆芯片代工厂里技术最先 进的，但是中芯国际 eFlash 技术目前能达到的最高制程仅为 0.18/0.162um，并且 0.11um eFlash 技术还在研发当中，后续随着中芯国际在成熟制程领域的发力，我们认 为 0.11um、90nm、40nm 等 eFlash 工艺平台将逐渐成熟，预计 2022 年后将逐步输出 产能。

上海华力最先进的 eFlash 制程已达 55nm。据官网信息上海华力最先进的 eFlash 技术 节点已达 55nm，公司的 55nm 2.5V 和 5V 两个版本均可用于生产 MCU，40nm eFlash 技术正在开发中。上海华力下有华虹五厂和华虹六厂两个 12 英寸晶圆厂，其中华虹五 厂工艺水平覆盖 65/55nm、40nm 和 28nm 技术节点，设计产能为 3.5 万片/月，华虹六 厂主要覆盖 28/22nm 和 14nm 技术节点。

全球主要代工厂均在 2021 年大幅开启资本支出进行产能扩张，但对 40nm 及以上主流 MCU 制程产能扩张相对有限。

1）TSMC：上修 2021 年资本支出为 300 亿美元，其中 80%用于先进制程 （3nm/5nm/7nm），10%用于特殊工艺，10%用于封装及大规模生产。

2）UMC：全年资本支出从 15 亿美元上修至 23 亿美元，主要用于扩产 22/28nm 产品 线。年初确定的 15 亿美元资本支出大部分将用于扩产南科 12A P5 厂，以 28nm 及 以下制程为主，2021 年南科 12A P5 厂产能预计增加 1 万片/月。南科 12A P6 厂计 划未来三年扩建，总资本支出约 1000 亿新台币。另外，厦门 12X 厂（28/40/65nm） 产能目前已扩产至约 2.5 万片/月。

3）格芯：扩产主要集中在 12-90nm 制程，位于新加坡的晶圆厂预计 2023 年投产，每 月增加 3.75 万片产能，总产能增至 12.5 万片/月。

4）中芯国际：2021 年资本支出为 43 亿美元，其中大部分用于扩产成熟工艺，小部分 用于先进工艺、北京合资项目土建及其他。8 寸在 2021H2 有望增加 4.5 万片/月， 目前已建设 1/3 产能。12 寸方面，2021 年 3 月中芯国际在深圳项目上签署合作协 议，计划建设一条 4 万片/月的成熟制程产线。另外在 2021 年底，12 寸线有望增加 1 万片/月产能。

5）华虹：2021 年资本支出为 13 亿美元，华虹无锡 12 英寸产线当前月产能 4 万片（功率分立 1.8 万片 CIS 1 万片 嵌入式和 BCD 工艺 1 万片等），制程以 90nm 为主， 预计年底达到 6.5 万片，后续增加产能以 55nm 为主，新增产能主要分配给 CIS、 MCU 等 eFlash 产品。

1、全球 MCU CR5 市占率高达 75%，内生外延完善产品布局

全球 MCU 竞争格局稳定，CR5 市场占有率超 75%。MCU 在海外是一个很成熟的行业， 已经形成非常稳定的竞争格局，全球前五大 MCU 厂商市占率合计超 75%，目前巨头均 形成比较有特色的布局。瑞萨的汽车业务占比较高，收购 IDT 和 Dialog 布局 IoT；NXP 是老牌 MCU 龙头，收购飞思卡尔和 Marvell 业务强化汽车和无线 MCU 业务；英飞凌 收购 Cypress 完善汽车和工控 MCU 品类；ST 是 32 位 ARM 架构 MCU 龙头，主营消 费和工控领域；微芯主要聚焦在 8 位 MCU 等低成本、稳定性高产品上，收购 Atmel 拓 展 32 位 ARM 平台。

根据全球 MCU 巨头官网信息，我们按照产品线、产品系列和产品型号对各公司产品进 行分类统计。

1）产品线：根据产品主要应用领域，分为高性能、低功耗、通用主流型 和无线等；

2）产品系列：每个产品线下的细分系列数，分类标准包括内核、主频、应 用领域等，比如 ST 的 STM32F0、STM32F1 等，瑞萨的 RA 2/4/6/8、RL78 D/F/G/I/L 等，恩智浦的 LPC800、KE/KV 等；

3）产品型号：每个产品系列下的各种产品型号， 针对每个系列产品 Flash、SRAM、接口和封装类型等参数差异进行具体型号分类。

2、8 位 MCU 自研架构百花齐放，ST 借助 32 位 ARM 架构后来居上

综合来看，MCU 当前竞争格局的形成主要是架构变化 并购整合带来的。MCU 从上世 纪 70 年代推出，至今已有约 50 年的历史，不同时间段诞生了不同的 MCU 架构，助力 了不同的 MCU 大厂先后快速崛起。在 MCU 的发展过程中，也有部分厂家因为没有把 握住发展方向或者因为经营不善等原因被其他厂家并购。如今，伴随着并购整合、下游 应用拓宽及产品品类不断丰富，采用不同 MCU 架构的厂家分别形成了自己的竞争优势。

MCU架构从8051发展到AVR再到各家自定义架构，直至如今广泛用于32位通用MCU 的 ARM 架构，每个阶段中，把握主流架构的 MCU 厂家都能快速抢占市场份额。

1970s-1980s，MCU 初露萌芽，Intel 架构主导。MCU 起源于 1971 年，率先由 Intel 设计出集成度为 2000 只晶体管/片的 4 位微处理器 Intel 4004，而后又推出了 8 位微处 理器 Intel 8008；在 1981 年，Intel 推出 8051 MCU，从此 MCU 逐渐成为主流产品， 主要应用于小型计算机、航空航天等领域。从上世纪 70 年代到 90 年代初，市场主流 MCU 采用 Intel 架构，架构具有很强的稳定性，支持 8 位 MCU 蓬勃发展。在当时，飞 利浦的逻辑 IC 事业部（后于 2006 年成立 NXP）等老牌 MCU 厂商都是 Intel 架构的受 益者。

1990s-21 世纪初，各家架构百花齐放。进入上世纪 90 年代之后，基于哈佛架构的 AVR 单片机开发成功，主要应用于计算及外部设备、工业控制、仪表、家电、通讯设备等，AVR 单片机最先得到 Atmel 支持，AVR 单片机具有创新的系统架构、更高的集成度、 同时搭配 Atmel 自有的 Flash 工艺，在性能和功耗上相较于之前的冯·诺依曼架构产品 均有较好表现。

与此同时，各家积极开发自有的架构及内核，成立于 2003 年的瑞萨采用自有的瑞萨内 核，此外还有微芯的 PIC 系列、前 Atmel 的 AVR 系列、前飞思卡尔的 HC05 和 HC08 系列、Motorola 的 MC68HC 系列、TI 的 MSP430 系列等。

2007 至今，ARM 架构异军突起，迅速占领 32 位 MCU 市场。应用侧对性能处理要求 逐步提升，传统 8 位和 16 位 MCU 已经不能满足市场需求，32 位 MCU 渐成主流。最 初，各家基于自身架构开发 32 位 MCU，但之后由于标准化的 ARM 架构推出，ARM 架构各种内核间具有代码兼容性和软件兼容性，用户能够轻易在使用 ARM 架构的厂商 间切换，因此大部分自研 32 位架构均被 ARM 架构取代。

ARM 起初参股投资 Luminary 公司，由其设计开发并在 2006 年推出基于 Cortex-M3 内 核的 ARM-Stellaris 系列 MCU。由于当时市场上多应用 x86 架构及自有架构的 MCU， 而 ARM 架构为通用 MCU 设计，厂商不愿轻易更换架构加上 ARM 架构未经市场检验， 32 位 ARM 内核产品初推时反响平平，合作厂商难以寻找。但手机市场的快速发展给了 ARM 处理器验证的机会，ARM 具有开放的商业模式，能快速导入手机 MCU 中。

在此背景下，ST 于 2007 年 6 月 11 日在中国北京率先推出基于 ARM Cortex-M3 内核 的 STM32F1 产品。ST 选择合作基于 M3 内核优秀的性能，相较之前的 ARM7 TDMI 内核，Cortex-M3 拥有更小的基础内核，使其速度更快、价格更低，采用 M3 内核的通 用 MCU 开发时间更短。

同样注重 ARM 架构的还有 NXP 等厂商，NXP 在 ARM 架构不同内核首款产品发布上 与 ST 你追我赶，在 2007 年 ST 率先推出基于 M3 内核的 STM32F1 系列后，2009 年 3 月，NXP率先推出基于 M0 内核的 LPC1100系列；2010 年 8 月，飞思卡尔半导体（2015 年被 NXP 并购）率先推出基于 M4 内核的 K 系列；2012 年 11 月，NXP 率先推出第一 款基于 M0 内核的 LPC800 系列；2014 年 9 月，ST 率先推出第一款基于 M7 内核的 STM32 F7 系列。

MCU 架构的发展带来产业格局的深刻变化，没能成功赶上主流架构发展浪潮的企业逐 渐退出竞争，被其他厂家并购。

NXP 在实现 ARM 架构布局同时，也积极拓展下游应用领域。NXP 于 2015 年收购飞思 卡尔，开始立足于汽车 MCU 业务；2019 年收购 Marvell 的无线连接业务，补充公司在 Wi-Fi 和蓝牙等无线领域的技术实力。

自 2016 年起，微芯科技在通用 MCU 市场份额一直保持第一位。目前，微芯深耕 8 位MCU，在产品稳定性与成本管控上尤其出色，同时微芯于 2016 年通过并购 Atmel 加大 32 位 MCU 产品布局。

英飞凌于 2019 年并购赛普拉斯，进一步完善汽车及消费 MCU 业务。

新唐科技于 2020 年收购松下子公司，极大丰富了新唐的 MCU 产品组合。

瑞萨于 2019 年完成对 IDT 的收购，增强了模拟芯片、传感器与 MCU 的组合，同时目 前正计划并购 Dialog，增强无线连接的实力；通过两次并购，瑞萨希望加速进军工业及 IoT 等领域。

ST 在 MCU 业务上没有进行并购，而是通过完善自身生态，着力于中国区业务使通用 MCU 快速发展。

3、MCU 国产化率不足 15%，缺货涨价等多因素加速替代进程

中国 MCU 市场规模约 250-300 亿元，国内 MCU 厂商市场份额较低。根据 IHS 数据， 2020 年中国 MCU 市场规模预计达到 268.8 亿元，2020-2022 年中国 MCU 市场规模 CAGR 为 8.99%，中国 MCU 市场规模增速高于全球 MCU 市场规模增速。据 CSIA 数 据，2019 年瑞萨电子、恩智浦和微芯是中国 MCU 市场份额占比前三位的厂商，国内 MCU 厂商在中国的市场份额较低，国产化率有待提升。

从下游厂商来看，我国有 100 多家 MCU 公司，但营收体量过亿的不足 15%，合计市 占率亦不足 15%，总体呈现散而弱的局面。从下游应用领域来看，当前国产 MCU 主要 集中在中低端消费领域，初步进入工业级，汽车级 MCU 国产化率较低。

消费级 MCU 是较好的切入口，目前国内 MCU 厂商仍以中低端市场产品为主。消费级 MCU 技术门槛较低，是 MCU 厂商产品切入的理想起点。全球消费电子 MCU 市场主要 被巨头占据，对于国内市场，国产 MCU 厂商占有一席之地，但是目前国内厂商生产的 MCU 主要还是以中低端为主，高端市场应用率还需提高。

工业级 MCU 应用场景广泛，国产厂商可逐步切入更多领域。MCU 是工业控制系统的 核心，工业电子产品同样有着严格的要求。目前全球主要的工控 MCU 供应商是国外的 微芯、德州仪器、意法半导体、恩智浦等国外厂商。国内 MCU 厂商的产品初步进入工 业控制中，但是仍未占据较大市场份额。

汽车级 MCU 要求严格，目前主要由国外 MCU 厂商垄断，国产化率较低。安全是汽车 的第一要义，汽车级 MCU 需要满足严苛的要求，国际汽车电子协会制定了车规级 MCU 的三种标准规范：AEC-Q100 可靠性标准、IATF 16949 规范和 ISO26262 标准。按照 英飞凌官网的数据，2020 年全球 MCU 前六大国外厂商占据的市场份额达 96%，国内 MCU 厂商若想要进入车规级领域，需要过硬的产品品质以及较长的验证时间，车厂一 旦采用某个厂商的产品，一般不会轻易更换。

我国 MCU 国产化率较低，主要原因系：

1）MCU 在终端整机成本占比非常低，且 MCU 又是嵌入式设备的核心，整个系统都是 围绕 MCU 进行配置，因此客户在选择上极为谨慎，不会因为小幅的成本价格优势 切换 MCU 厂商；

2）海外 MCU 厂商产品历史悠久，终端厂商已经适应海外巨头 MCU 产品及其生态， 切换国内 MCU 厂商意愿较低；

3）国内 MCU 厂商数量多，但是营收体量过亿元的非常少，而终端厂商会优先选择产 品线齐全、生态完备的厂商，国内 MCU 小厂商优势不明显；

4）MCU 需要客户二次开发，产品导入周期长，新产品上量慢。

全球 MCU 市场空间超过 150 亿美金，且预计到 2025 年将超过 200 亿美金。当前国产 化率较低，存在巨大的国产替代缺口，20Q3 以来海外 MCU 厂商的缺货涨价有望加速 MCU 的国产替代。

1）ST 采取多级代理模式，交期普遍延长，且今年缺货涨价已经威 胁到国内很多客户供应链安全，下游客户纷纷将 MCU 平台切换至国内厂商；

2）全球 MCU 涨价潮导致成本上升，更具性价比的国内产品具有吸引力；

3）国内多数 MCU 厂 商可以直接对接终端客户，交期相较海外厂商大幅缩短，且技术支持也非常满足本土化 客户需求。

经过十多年的发展，国内 MCU 厂商基本具备国产替代的基本条件。

1）中国具有广泛 的 MCU 下游市场，消费、工控等领域具有较强的产品定义权；

2）MCU 人才在过去十 余年得到了培养和积累，中国 MCU 企业能为国内公司提供更为便捷的服务，可逐步搭建更为完善的产品生态，为各个领域的用户提供更多定制化产品。3）国产 MCU 厂商 了解国内产品生态，更易满足客户的定制化需求，同时产品兼顾性价比优势，逐步展示 出竞争力。

从下游应用领域来看，国内 MCU 厂商拥有多条做大做强的路径。

1）消费级：物联网兴起产生更多需求，借助中国独具优势的消费领域迅速崛起。虽然 国产低端 MCU 竞争加剧，消费行业赛道拥挤，但是国内 MCU 公司可以借助中国 是消费品制造大国的优势，充分发掘国内市场需求，掌握产品定义权，利用特定应 用定制化提供差异化竞争。同时利用消费产品生命周期短的特点，实现 MCU 产品 的快速迭代开发，用原位替换的手段，缩短应用周期，在 AIoT 等新兴领域迅速抢 占市场；

2）工业级：针对关键节点的产品，积极投资工业级高品质 MCU 产品线。工业级 MCU 有鲜明的技术特点，对特定技术指标要求有突出的性能表现，包括超高可靠性与质 量保证、超长工作年限等要求。当前市场上工业级 MCU 还是欧美以及日系拥有技 术优势和产品特色，工控 MCU 品类繁多，国产 MCU 应用进入门槛高，但是当前 对于部分“卡脖子”的关键节点，高端需求逐步释放，国内 MCU 厂商可通过加大 研发投入，强化产品质量控制，打造出可靠耐用的MCU产品进一步切入工业级MCU 应用。

3）汽车级：积极响应国家政策，针对车企需求逐步切入汽车级 MCU 供应链。尽管全 球汽车级 MCU 主要由巨头垄断，同时国内汽车级 MCU 产业基础仍较为薄弱，汽 车电子技术要求高，研发周期长，投入大，对于大部分 MCU 公司来说难以承担失 败的风险。但是目前中国是全球最大的汽车市场，现在国家高度重视汽车产业链发展，国内车企主动拓展国内供应链，有技术实力的 MCU 公司应该在工业级 MCU 的基础上进一步开发汽车级 MCU，对接车企需求，优先开发车企需求对口的产品型号，逐步切入汽车供应链。

国内拥有上百家 MCU 公司，产品主要集中在消费及工控领域。今日半导体统计了中国 62 家 MCU 公司及主要的应用领域。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库官网】。