2022年兆易創新存儲+控制+傳感協同發展分析及國產MCU行業現狀應用場景研究報告（35頁）.pdf

1、2022 年深度行業分析研究報告 目錄目錄 公司概況：公司概況：“存儲存儲+控制控制+傳感傳感”協同發展，打造萬物互聯時代一站式芯片廠商協同發展，打造萬物互聯時代一站式芯片廠商 . 1 兆易創新為國產兆易創新為國產 MCU 領先玩家，受益國產替代領先玩家，受益國產替代 . 4 市場空間：工業、汽車、物聯網控制核心，千億市場快速成長 . 4 競爭格局：兆易創新正成長為具有國際競爭力的 MCU 國內頭號玩家 . 5 行業現狀：MCU 缺貨難解，催化國產替代加速 . 8 完善產品矩陣，產品走向高端完善產品矩陣，產品走向高端 . 10 產品矩陣：品種多樣，擴展高性能、低功耗產品，工藝業界領先 . 10

2、 擴展邊界：借助 MCU 優勢，進入電源管理芯片領域 . 15 看齊龍頭：逐步替代，對標 ST 發展路徑 . 16 生態布局：完善社區、工具、培訓生態，易于持續推廣 . 19 拓寬應用場景，關注汽車、工控、物聯網等邊際增量拓寬應用場景，關注汽車、工控、物聯網等邊際增量 . 19 汽車電子：車載 MCU 出貨，車規級量產在望，EDR 等增量市場中有望快速拓展 . 20 工控：工業級新品迭代，隨工業智能化成長 . 23 通信：最新架構內核布局高速光通信領域，加速光模塊產業鏈國產化 . 25 物聯網：需求多樣空間廣闊，Wi-Fi、低功耗等 MCU 有望大顯身手 . 26 其他應用：廣泛布局醫療、家電

3、等領域 . 27 dVdYwViXkWcXzWoPnMmM7NbP7NsQrRoMmOiNpPmOfQmNtM7NpPxOvPpNrPuOqRoN 插圖目錄插圖目錄 圖 1：兆易創新發展歷程 . 1 圖 2：兆易創新各產品營業收入及占比（公司業務劃分及客戶情況） . 3 圖 3：兆易創新發展邏輯圖 . 3 圖 4：MCU 內部構成示意圖：在單芯片上實現基礎的計算機系統 . 4 圖 5：全球 MCU 市場規模歷史及預測 . 5 圖 6：中國 MCU 市場規模歷史及預測 . 5 圖 7：2019 年全球 MCU 市場應用規模結構 . 5 圖 8：2019 年中國 MCU 市場下游應用規模結構 .

4、5 圖 9：通用微控制器市場全球排名 . 6 圖 10：2019 年中國 MCU 市場份額 . 7 圖 11：中國 MCU 市場規模及兆易創新市場份額變化 . 10 圖 12：兆易創新 MCU 產品線 . 10 圖 13：兆易創新 MCU 制程升級歷程 . 12 圖 14：疊封技術示意圖 . 13 圖 15：SIP Flash 技術示意圖 . 13 圖 16：兆易創新 GD32F103CBT6 MCU 芯片內部拆解由兩顆晶片（die）疊封 . 13 圖 17：兆易創新 GD32F103CBT6 MCU 芯片內部邏輯晶片 . 14 圖 18：兆易創新 GD32F103CBT6 MCU 芯片內部閃

5、存晶片 . 14 圖 19：兆易創新綜合采用嵌入式工藝和 SiP 工藝，打造 MCU 的“百貨商店” . 14 圖 20：兆易創新產品典型應用領域 . 15 圖 21：兆易創新 MCU 產品未來重點發展方向低功耗、無線連接、汽車 . 15 圖 22：兆易創新 GD30 系列電源管理芯片應用 . 15 圖 23：兆易創新 GD32 MCU 命名規則 . 16 圖 24：STM8 及 STM32 MCU 產品命名規則 . 16 圖 25：意法半導體 20102018 年 STM32 出貨量情況 . 18 圖 26：兆易創新 MCU 生態系統 . 19 圖 27：公司創新市場布局示意圖 . 20 圖

6、 28：汽車中 MCU/ECU 數量 . 21 圖 29：國內車用 MCU 市場規模 . 21 圖 30：智能車載 OBD 盒子產品系統框圖 . 21 圖 31：OBD 盒子車輛監控功能 . 21 圖 32：商用車行駛記錄儀主板拆解圖 . 22 圖 33：典型 EDR 電路架構 . 22 圖 34：BMS 方案系統框圖 . 23 圖 35：全球動力鋰電池規模及增速 . 23 圖 36：無刷直流電機系統框圖. 24 圖 37：國內變頻器市場規模 . 24 圖 38：通用變頻器方案系統框圖 . 24 圖 39：圖騰柱無橋 PFC 系統框圖 . 25 圖 40：逆變器市場空間 . 25 圖 41：2

7、020-2026 光模塊市場規模 . 25 圖 42：光模塊廠商排名 . 25 圖 43：電源管理芯片 GD30WS8805 工作模式示意圖 . 27 圖 44：米家掃拖機器人采用了兆易創新 GD32F103VCT6 MCU 芯片 . 28 圖 45：采用 GD32F130 MCU 的冰箱變頻板 . 28 圖 46：兆易創新指夾式血氧儀方案框圖 . 28 圖 47：兆易創新額溫槍方案功能框圖 . 28 圖 48：兆易創新歷年 MCU 銷售量及 ASP 情況及預測. 29 圖 49：MCU/存儲芯片行業典型可比公司 PE（當年）估值水平 . 30 圖 49：兆易創新歷史動態 PE 估值水平 .

8、30 表格目錄表格目錄 表 1：MCU 全球市場份額前十的廠商的市占率和應用領域（不含汽車、安全領域） . 6 表 2：2018 年中國 Cortex MCU 廠商市場份額排名 . 7 表 3：國內部分上市 MCU 芯片設計廠商 . 7 表 4：國內經銷渠道口徑的各廠商 8 位 MCU 交貨周期. 8 表 5：國內經銷渠道口徑的各廠商 32 位 MCU 交貨周期. 9 表 6：兆易創新各內核產品主要應用領域 . 11 表 7：兆易創新 2020-2021 年 MCU 新品 . 11 表 8：SiP Flash 與 eFlash 方案對比 . 12 表 9：兆易創新和 ST MCU 產品線的對標

9、關系 . 17 表 10：兆易創新與 STM32 同類產品的特性對比 . 17 表 11：兆易創新與 STM32 同類產品價格比較（2021 年 7 月 9 日） . 18 表 12：ST MCU 業務發展歷程 . 18 表 13：兆易創新與樂鑫科技 WiFi-MCU 產品對比 . 26 表 14：兆易創新盈利預測表 . 31 1 公司概況：公司概況： “存儲“存儲+控制控制+傳感傳感”協同發展，打造萬物”協同發展，打造萬物互聯時代一站式芯片互聯時代一站式芯片廠商廠商 歷史沿革：憑借歷史沿革：憑借 NOR Flash 起家，隨后通過自研結合并購的途徑逐步拓展起家，隨后通過自研結合并購的途徑逐步

10、拓展 MCU、DRAM 領域領域，成為國內領先的，成為國內領先的 MCU 廠商廠商。1） 2004-2008 年，公司成立，起步階段：年，公司成立，起步階段：兆易創新在 2004 年誕生于美國硅谷，2005 年 4 月成立北京總部，同年發布第一顆國產SRAM IC；2）2008-2014 年，年，開創首顆開創首顆 Flash 產品并不斷迭代產品并不斷迭代：2008 年發布國內首顆SPI NOR Flash；2013 年推出 32 位通用 MCU，并同步發布全球首顆 SPI NAND Flash；2016-2018 年，資本加持，加速擴產、研發、布局：年，資本加持，加速擴產、研發、布局：2016

11、 年在上海證券交易所成功上市，隨著加速擴產和研發，公司逐步引領 MCU 領域；2019-至今，至今，進軍傳感進軍傳感器器領域，形成領域，形成“存儲“存儲+MCU+傳感器”三足鼎立業務布局傳感器”三足鼎立業務布局：2019 年收購思立微，補齊傳感器版圖，同時發布了全球首顆 RISC-V 32 位通用 MCU；2020 年 11 月發布主流型、高性能 Cortex-M33，開拓 5G 傳輸、云服務器等光模塊市場。如今的兆易創新是集存儲器、微控制器、傳感器于一體的國內領先的半導體解決方案供應商，是全球排名第一的無晶圓廠 NOR Flash 供應商；在 SPI NOR Flash 領域，市場占有率全球

12、第三；是中國排名第一的 Flash以及 32 位通用 MCU 供應商，中國排名第二的指紋傳感器供應商。根據 2021 年中報，公司 21H1 實現營收 36.41 億元，同比+119.62%；實現歸母凈利潤 7.86 億元，同比+116.32%，三大業務齊發力，MCU、存儲產品高速增長，其中，存儲器業務增加約12.83 億元，同比+98%；MCU 業務增加約 5.5 億元，同比+222%；傳感器業務增加約1.48 億元，同比+53%。 圖 1：兆易創新發展歷程 資料來源：兆易創新官網，中信證券研究部 主營業務：存儲芯片為基石主營業務：存儲芯片為基石，發力，發力 MCU，布局傳感器，布局傳感器。

13、MCU 業務：業務：公司是國內領先 MCU 廠商，立足通用 MCU 拓展低功耗、Wi-Fi、車載等專用領域，并以“外掛+疊封”拓展周邊，產品不斷豐富，生態系統逐漸完善，憑借優質性能、穩定性以及口碑加速國產替代；DRAM 業務：業務：公司結合“代銷+自研”兩條路徑，代銷合肥長鑫主流型 DRAM， 2 同時銷售自有品牌利基型 DDR4 及 DDR3 產品；NOR Flash 業務：業務：批量銷售車規級Flash 產品；傳感器業務：傳感器業務：銷售指紋識別芯片、OLED 觸控產品和新一代 LCD 觸控產品等，同時公司布局 ToF、3D 圖像等業務。 存儲存儲芯片：芯片：2021H1 收入占比收入占比

14、 71%，Flash 產品繼續引領同行業，產品繼續引領同行業，DRAM 產品產品有望成為公司新的盈利增長點有望成為公司新的盈利增長點。Flash：公司提供高性能（包括車規級 GD25/GD55） 、大容量（512Mb/1Gb/2Gb SPI） 、低功耗（GD25E/LE） 、小尺寸（WLCSP/USON 封裝）等多樣化 Flash 產品組合。公司 2G 大容量產品現已通過車規認證、SPI NOR Flash 車規級產品在 2Mb-2Gb 容量區間內全線鋪齊，產能方面從 65nm 向 55nm 轉換；DRAM：公司與長鑫存儲建立戰略合作關系，2020 年開始代銷 DRAM 產品，并于 2021

15、年 6 月量產首款自研 4Gb DDR4 產品，同時公司正在推進 17nm DDR3 的量產，自有品牌銷售占比有望進一步提高。 微處理器芯片：微處理器芯片：2021H1 收入占比收入占比 22%，MCU 仍處在高速發展期，需求持續向仍處在高速發展期，需求持續向好好。公司于 21H1 量產電機驅動芯片、電源管理芯片以構建 MCU 新生態。此外，針對智能家電、可穿戴智能終端、醫療等市場，公司成功開發第一代無線 Wi-Fi 產品以及第一代低功耗產品。公司積極拓展車規級 MCU 產品，第一顆車規級 MCU 產品已流片并預計在22Q2 實現量產。 傳感器傳感器：2021H1 收入占比收入占比 7%，布局

16、，布局 ToF、3D 圖像等領域圖像等領域。公司觸控、電容/光學指紋等產品營收 2021H1 同比均有所增長。其中，公司指紋產品在電容側邊、電容側邊弧形、電容后置以及光學指紋等已有系列產品，配合自有算法，與行業多家領軍客戶均有合作。公司 LCD 觸控產品在行業應用廣泛，即將推出的 OLED 觸控產品和新一代LCD 觸控產品處于行業領先地位，將用以滿足消費電子、車載等市場需求。公司現為中公司現為中國排名第二的指紋傳感器供應商。國排名第二的指紋傳感器供應商。 消費領域起家，正向汽車工控領域拓展。消費領域起家，正向汽車工控領域拓展。目前兆易創新的芯片客戶包括但不限于：?？低?、大華股份、宇視科技、大

17、疆創新、小米生態鏈，科沃斯、石頭科技、科大訊飛、新北洋等，同時包括博世、松下等全球知名企業。 3 圖 2：兆易創新各產品營業收入及占比（公司業務劃分及客戶情況） 資料來源：新浪財經，中信證券研究部（Logo 來自各公司官網） 注：圖中客戶部分僅列舉了部分公開信息已知的客戶情況 展望未來展望未來，公司存儲、控制、傳感協同發展，有望打造“感存算控連”一體的物聯，公司存儲、控制、傳感協同發展，有望打造“感存算控連”一體的物聯網芯片平臺網芯片平臺。公司以存儲芯片設計起家，覆蓋 NOR Flash 全容量產品并逐步聚焦大容量高端市占率，國內第一、全球前三的市場地位穩固；而后布局 MCU 賽道，引領 32

18、 位高端 MCU 國產替代，行業景氣下營收及盈利水平快速增長；此外，通過收購思立微拓展傳感領域，通過“Virtual IDM”模式深度合作長鑫進軍 DRAM 市場，自研產品即將量產出貨。展望未來，公司在存儲、控制、傳感領域協同發展，有望打造“感存算控連”一體的物聯網芯片平臺，通過新領域布局、新品迭代及高端市場布局，在行業周期中保持出貨量增長持續，盈利水平穩健，我們持續看好公司在物聯網、工業和汽車電子賽道的成長潛力。 圖 3：兆易創新發展邏輯圖 資料來源：中信證券研究部繪制（含預測） 4 兆易創新兆易創新為國產為國產 MCU 領先玩家領先玩家，受益國產替代，受益國產替代 兆易創新正在成長為具有國

19、際競爭力的物聯網芯片企業，其中兆易創新正在成長為具有國際競爭力的物聯網芯片企業，其中 MCU 作為物聯網算力作為物聯網算力核心，近期正在迎來快速成長機遇。核心，近期正在迎來快速成長機遇。本篇報告我們主要針對兆易創新本篇報告我們主要針對兆易創新 MCU 業務進行分析。業務進行分析。我們認為兆易創新我們認為兆易創新 MCU 業務在早期布局、生態建設、產品多樣性、市場認可度方面存在業務在早期布局、生態建設、產品多樣性、市場認可度方面存在優勢，后續在客戶導入、新品發布優勢，后續在客戶導入、新品發布方面方面有望迎來積極變化和發展機遇。有望迎來積極變化和發展機遇。 市場市場空間空間：工業、汽車、工業、汽車

20、、物聯網物聯網控制控制核心核心，千億市場快速成長，千億市場快速成長 MCU（微控制器）為一類輕量化的計算芯片，在單芯片上實現基礎的計算機系統。（微控制器）為一類輕量化的計算芯片，在單芯片上實現基礎的計算機系統。MCU（Microcontroller Unit）即微控制器，又稱微控制單元或單片機，是把微處理器的頻率和規格適當縮減，并將內存、閃存、計數器、A/D 轉換、串口等集成到單一芯片上，形成芯片級的計算機。MCU 是許多電子設備的控制核心，因其高性能、低功耗、可編程、靈活性，在消費電子、醫療電子、工業控制、汽車電子和通信等領域廣泛應用。一般而言，根據總線或數據寄存器的位數，MCU 可分為 4

21、 位、8 位、16 位和 32 位微控制器；按照指令集的不同，可分為 RISC 和 CISC；根據應用領域的不同，可以分為通用型MCU 和專用型 MCU（ASSP MCU）等。 圖 4：MCU 內部構成示意圖：在單芯片上實現基礎的計算機系統 資料來源：EET-China 網站 MCU 市場規模市場規模：2021 年年全球全球 MCU 市場市場空間空間有望達有望達 160 億美元億美元，折合人民幣千億，折合人民幣千億市場市場，預計預計 2020-2024 年年年年復合增速復合增速 6.7%。根據半導體調研機構 IC Insights 于 2020 年預測，全球 MCU 市場規模 2021 年有望

22、達到 160 億美元，20202024 年 CAGR=6.7%，2024 年 MCU 全球市場規模將達 193 億美元。隨著中國大陸消費電子、汽車電子和物聯網的快速發展，據 IHS 預測預測 2021 年年國內國內 MCU 市場市場規模規模約約 290 億元，億元，2020-2022 年年CAGR 為為 9%，增速，增速高高于全球于全球。 5 圖 5：全球 MCU 市場規模歷史及預測 資料來源：IC Insights（含預測），中信證券研究部 圖 6：中國 MCU 市場規模歷史及預測 資料來源：IHS（含預測），中信證券研究部 MCU 典型典型應用應用下游下游：全球：全球 MCU 市場以汽車、

23、工控市場以汽車、工控應用應用為主，國內為主，國內 MCU 集中于消集中于消費電子市場。費電子市場。需求端，據 iFind，2019 年全球 MCU 市場下游消費以汽車電子、工控為主，分別占比為 33%、25%；國內 MCU 消費以消費電子為主（26%） ，其次是計算機（18%）及汽車領域（16%） ，與全球情況略有不同。其中，消費電子包括洗衣機、空調、微波爐、吸塵器、電冰箱、家用影音娛樂系統、智能音箱、AR/VR 等，工業領域包括工業傳感、電機控制、步進馬達、儀器儀表等，汽車領域包括汽車動力總成和安全控制系統等。 圖 7：2019 年全球 MCU 市場應用規模結構 資料來源：ASPENCORE

24、，中信證券研究部 圖 8：2019 年中國 MCU 市場下游應用規模結構 資料來源：ASPENCORE，中信證券研究部 競爭競爭格局格局：兆易創新正成長為兆易創新正成長為具有國際競爭力的具有國際競爭力的 MCU 國內頭號玩家國內頭號玩家 國際格局：全球龍頭仍然是歐美企業國際格局：全球龍頭仍然是歐美企業，市場，市場集中度較高，領先廠商集中度較高，領先廠商進行進行并購整合并購整合。根據 IHS，2020 年 MCU 全球行業 CR8=83%，行業集中度較高。在 MCU 芯片技術領域，低端 MCU 產品如 4 位、8 位、16 位 MCU 國內自給率較高，中高端 MCU 市場則主要被微芯科技（Mic

25、rochip） 、意法半導體（ST） 、瑞薩（Renesas） 、恩智浦（NXP） 、英飛凌（Infineon）等國外大廠壟斷。國際領先競企的 MCU 產品能滿足汽車類、工控類、消費類的產品性能技術指標要求。同時由于 MCU 的應用需求處于不斷變化中，領先廠商需要不斷改進產品組合以應對關鍵市場的需求，包括合并、收購競爭對手以迅速立足特定的-10%-5%0%5%10%15%0500010000150002000025000市場規模（百萬美元）YoY0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%050100150200250300350中國MCU市場規模（億元）同比增速（%）汽車電子, 33%

26、工控/醫療, 25%計算機, 23%消費電子, 11%其他, 8%消費電子, 26%計算機網絡, 18%汽車電子, 16%IC卡, 15%工業控制, 11%其他, 13% 6 應用領域市場，如 2015 年 MCU 行業主要廠商均大力布局汽車電子和物聯網，恩智浦收購 Freescale 布局汽車電子領域，Cypress 收購 Spansion 加強 MCU 的競爭力，微芯科技收購 Atmel 補充產品線等。 圖 9：通用微控制器市場全球排名 資料來源：意法半導體官網 表 1：MCU 全球市場份額前十的廠商的市占率和應用領域（不含汽車、安全領域） （單位：百萬美元） 排位排位 公司公司 地區地區

27、 2018 年年 MCU 業務收入業務收入 市場份額市場份額 MCU 位數位數 應用領域應用領域 1 微芯科技 美國 1913 20% 8，32 汽車，工業，安全，通信 2 意法半導體 瑞士 1610 17% 32 物聯網，工業，汽車，通信，可穿戴 3 瑞薩科技 日本 1345 14% 32 汽車，通信，工業，消費電子 4 德州儀器 美國 1108 12% 8，32 汽車，工業 5 恩智浦 荷蘭 860 9% 8，16，32 汽車，工業，通信，智慧城市 6 英飛凌 德國 348 4% 8，16，32 汽車，工業，物聯網 7 賽普拉斯 美國 331 4% 8，16 汽車，消費電子 8 東芝 日本

28、 238 3% 8，32 汽車，工業，消費，通信 9 芯科實驗室 美國 206 2% 8，32 物聯網，USB 集成，傳感器，可穿戴 10 新唐科技 中國臺灣 191 2% 8，32 物聯網，安全，工業，汽車，消費電子 資料來源：IHS，半導體行業觀察，各公司官網，中信證券研究部 國內格局：國內格局：中國市場由國際領先廠商主導，本土廠商份額尚低中國市場由國際領先廠商主導，本土廠商份額尚低，正從通用型市場追，正從通用型市場追趕。趕。由于海外廠商起步較早，產品線豐富且生態完備，目前 MCU 市場多被國際巨頭把控。根據 CSIA，2019 年中國 MCU 市場份額排名前列的包括瑞薩電子（17.1%）

29、 、NXP（14.5%） 、意法半導體（8.5%） 、微芯科技（7.7%）等公司，合計份額接近 50%，而國內廠商尚未進入前列，具有較大的替代空間。 7 圖 10：2019 年中國 MCU 市場份額 資料來源：CSIA，中信證券研究部 中國中國 ARM Cortex 內核內核 MCU 市場中，國產廠商兆易創新位于前列。市場中，國產廠商兆易創新位于前列。兆易創新主要布局 32 位通用型 MCU，我們認為 32 位 Cortex MCU 為主流，根據 IHS Markit 的數據，2018 年兆易創新在中國 Cortex MCU 市場的銷售額排名第三位，市場占有率為 9.4%。最大供應商為意法半導

30、體（STMicroelectronics） ，市場份額為 47.4%，第二大供應商為恩智浦半導體（NXP） ，市場份額約為 25.2%，前兩大廠商合計市場份額超過 80%。 表 2：2018 年中國 Cortex MCU 廠商市場份額排名 排位排位 公司公司 地區地區 市場份額市場份額 1 意法半導體 瑞士 47.40% 2 恩智浦 荷蘭 25.20% 3 兆易創新 中國大陸 9.40% 4 新唐科技 中國臺灣 5.10% 5 微芯科技 美國 2.00% 6 英飛凌 德國 1.70% 7 德州儀器 美國 1.30% 8 芯科實驗室 美國 1.50% 9 賽普拉斯 美國 1.10% 其他 5.3

31、0% 資料來源：IHS Markit，中信證券研究部 國內企業國內企業中，中，兆易創新兆易創新在在 32 位位 MCU 產品領域產品領域布局布局領先領先。公司領跑國產 32 位 MCU產品，在國內 32 位 MCU 的發展歷史上創造了四個“第一顆”2013 年 4 月，公司發布第一顆國產 Cortex-M3 32 位 MCU；2016 年 6 月，發布第一顆國產 Cortex-M4 32 位MCU；2018 年 10 月，發布第一顆 Cortex-M23 32 位 MCU；2019 年 8 月，發布第一顆國產 RSIC-V 32 位 MCU。 表 3：國內部分上市 MCU 芯片設計廠商 公司簡

32、稱公司簡稱 公司簡介公司簡介 主營主營 MCU 產品產品 主要應用場景主要應用場景 兆易創新 各類存儲器、控制器、傳感器及周邊產品，包括 NOR Flash、NAND Flash、MCU、DRAM 等 GD32 系列：基于 ARM Cortex-M 系列內核的 32 位通用 MCU 家電、汽車電子、工業、醫療器械、消費電子、儀器儀表、安防等 中穎電子 MCU 及鋰電池管理芯片、OLED 驅動芯片8 位、32 位 MCU 白色家電、電機控制、各類工業領瑞薩電子, 17.1%NXP, 14.5%意法半導體, 8.5%微芯科技, 7.7%東芝, 7.4%英飛凌, 6.2%三星, 6.1%Atmel,

33、 5.1%新唐, 3.2%其他, 24.2% 8 公司簡稱公司簡稱 公司簡介公司簡介 主營主營 MCU 產品產品 主要應用場景主要應用場景 設計公司 域、各種直流無刷電機等 芯?？萍?ADC 及 SOC 芯片，高性能 MCU 及物聯網一站式解決方案集成電路設計企業，MCU產品包括 8 位、32 位 8 位、32 位 MCU 消費電子、儀器儀表、工業、醫療等 復旦微電 主營安全與識別芯片、非揮發存儲芯片、FPGA、智能電表以及集成電路測試服務等業務 16 位、32 位 MCU 金融、工業控制、城市公共交通、電子證照、移動支付、智能手機等 納思達（艾派克/極海） 全球領先的打印機加密 SoC 芯片

34、設計、通用耗材行業龍頭，旗下極海半導體是專業的工業級通用 MCU、低功耗藍牙芯片廠商 32 位 MCU 工業控制、消費電子、醫療設備、智能家居以及汽車 樂鑫科技 Wi-Fi 和藍牙 MCU 芯片解決方案提供商 32 位 MCU+Wi-Fi、藍牙 物聯網、移動設備、可穿戴設備、智能家居 國民技術 安全芯片、通用 MCU、可信計算芯片、智能卡芯片、非接讀寫芯片、藍牙芯片、RCC創新產品等 32 位 MCU 網絡安全認證、電子銀行、電子證照、移動支付與移動安全、物聯網、工業聯網 東軟載波 8/32 位通用 MCU 電力線載波通信芯片、無線射頻芯片、觸控類芯片 8 位、32 位 MCU 消費電子、小家

35、電、家電、工業控制、儀器儀表 上海貝嶺 集成電路設計企業，提供模擬和數?；旌霞呻娐芳跋到y解決方案，主要產品電源管理電路、AC/DC 轉換器電路、MCU 電路等 BL23F30，8 位 MCU 工業控制、汽車電子、小家電、工業儀表等 北京君正 32 位微處理器芯片、智能視頻芯片等 ASIC芯片產品及整體解決方案的研發和銷售 32 位 MIPS 指令集架構微處理器 物聯網、視頻安防、汽車 資料來源：各公司公告、官網，中信證券研究部 （排名不分先后） 行業現狀：行業現狀：MCU 缺貨缺貨難解，難解，催化國產替代加速催化國產替代加速 MCU 缺貨狀況缺貨狀況 2022 年或將年或將持續持續，渠道端渠

36、道端部分交期長達一年以上部分交期長達一年以上。今年以來，半導體芯片均出現不同程度的漲價缺貨，而 MCU 是本輪芯片缺貨中最嚴重的品類之一。根據富昌電子數據，MCU 產品的正常交貨期在 8-10 周左右，而目前包括微芯科技、恩智浦、意法半導體、瑞薩電子等在內的國際大廠交期大多延長至 30 周以上，部分品牌交期4050 周，且 2021 年第四季度較第三季度部分品牌緊缺狀況加劇，2022 年第一季度緊缺延續。由于海外品牌主要應用于汽車、工業等偏高端市場，我們認為高端 MCU 的緊缺狀況或將在 2022 年持續。 表 4：國內經銷渠道口徑的各廠商 8 位 MCU 交貨周期（單位：周） 17Q1 17

37、Q2 17Q3 17Q4 18Q2 18Q3 18Q4 19Q1 19Q2 19Q3 19Q4 20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 NXP 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 14-16 16-18 12-14 14-16 26 26-52 26-52 緊缺 緊缺 Microchip 8-12 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-14 10-12 10-12 10-12 10-12 12-16 12-16 12-18 16-38

38、 30-55 30-55 52+ 52+ Renesas 20-25 25 25 25 25 25 25 22-26 24-26 20 20 20 20 20 20 12-16 20-24 26 35-40 40-45 ST 14-16 14-16 20 20 30 30 30 20-25 20-25 20-25 8-10 8-10 12-14 14-16 20 緊缺 緊缺 緊缺 緊缺 緊缺 資料來源：富昌電子，中信證券研究部 注：橙色表示交期延長，藍色表示交期縮短 9 表 5：國內經銷渠道口徑的各廠商 32 位 MCU 交貨周期（單位：周） 17Q1 17Q2 17Q3 17Q4 18Q2

39、18Q3 18Q4 19Q1 19Q2 19Q3 19Q4 20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 NXP 12-14 12-14 20-24 20-24 40 20-24 20-24 13-16 13-16 13-16 13-16 13-16 16-18 12-14 16-26 16-26 16-26 26-52 緊缺 緊缺 Microchip 8-12 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 12-16 10-12 10-12 10-12 10-12 16-22 16-26 16-26 16-38 40-55

40、 40-55 52+ 52+ Renesas 20-25 25 25 25 24-26 24-26 24-26 14-16 14-16 20 20 20 20 20 20 12-16 30 26 35-40 40-45 ST 14-16 14-16 20 20 30 14-30 14-30 12 12 12 8-12 8-12 12 20-24 24-35 緊缺 緊缺 緊缺 緊缺 緊缺 資料來源：富昌電子，中信證券研究部 注：橙色表示交期延長，藍色表示交期縮短 渠道經銷商價格渠道經銷商價格飆漲后有所回調飆漲后有所回調，但原廠價格相對穩定。，但原廠價格相對穩定。在 2021 年 MCU 缺貨狀況

41、下，一方面原廠進行了一定幅度的價格調漲，另一方面渠道端出現了炒貨狀況，價格飛漲。但值得注意的是，原廠價格與渠道端價格并無關聯；據我們估測，原廠端價格調漲幅度全年累計可能在 40%50%左右，但渠道端價格部分有翻 10 倍以上，但通常有價無市 。 21Q3 以 來 ， 渠 道 價 格 開 始 逐 漸 回 歸 理 性 。 以 意 法 半 導 體 熱 銷 型 號STM32F103RCT6 為例，根據網上平臺立創商城報價，2019 年 10 月購買價格為 12.35元/片（以 10 片零售價格計算，下同） ，2020 年 12 月為 73.13 元/片，為 2019 年價格 6倍左右，2021 年 5

42、 月價格達到 157.95 元/片，為 2019 年價格近 13 倍，2021 年 8 月價格達到 306.53 元/片，為 2019 年價格近 25 倍，2021 年 12 月回到 98.26 元/片，為 2019年價格的 8 倍左右。但據我們產業調研了解，原廠價格仍保持穩定。展望未來，我們預計 2022H1 供需仍較緊，原廠價格有望維持穩定。 2021 年年的的缺貨漲價帶來缺貨漲價帶來 MCU 企業的業績騰飛，企業的業績騰飛，也使得也使得國產國產 MCU 跨過跨過門檻門檻開始大開始大范圍替代范圍替代，國內廠商營收市占率受益。，國內廠商營收市占率受益。國產 MCU 大多可以對國際大廠產品實現

43、兼容替代，且部分產品 CPU 主頻更高，內存更多，外設也較為豐富，更適應本土化應用需求。在當前國際大廠 MCU 一芯難求，價格飆漲的狀況下，國內 MCU 廠商產品獲得更多采用，終端廠商已開始逐步替換。眾多國產 MCU 廠商經多年積累，產品技術指標已經完全滿足下游客戶需求，在缺貨背景下提供優質便捷的替代方案，下游終端廠商從本地服務效率、供貨安全和產品質量等方面綜合考量，也逐步備份本土廠商方案，或直接將海外供應商替換為本土廠商。同時在此前海外廠商占據優勢的汽車和工業級別市場，國內廠商也逐步導入。我們判斷國產化替代不是短期效應，MCU 國產廠商迎來歷史性發展機遇。 10 圖 11：中國 MCU 市場

44、規模及兆易創新市場份額變化（單位：億元） 資料來源：Wind，中商產業研究院，中信證券研究部 完善產品矩陣，產品走向高端完善產品矩陣，產品走向高端 產品產品矩陣矩陣：品種多樣：品種多樣，擴展高性能、低功耗，擴展高性能、低功耗產品，工藝業界領先產品，工藝業界領先 公司產品線布局完善，正積極拓展工控和車規產品。公司產品線布局完善，正積極拓展工控和車規產品。兆易創新 GD32 系列為 32 位MCU，按照內核分別 Arm 內核和 RISC-V 內核兩大類，按照性能類型分為：入門型、主流型、高性能、專用型四類。目前公司已推出 32 個系列 400 余款產品，新開發產品均在40nm 及以下工藝。后續后續

45、車規級車規級 MCU 蓄勢待發蓄勢待發，根據公司公告，公司首顆車規級 MCU（GD32A 系列）已流片，并于 2021 年底左右送樣測試，有望于 2022 年中量產。 圖 12：兆易創新 MCU 產品線 資料來源：兆易創新官網，中信證券研究部 注：GD32L233 為 2021 年 10 月 29 日發布的主流型低功耗微控制器，GD32W515 為 2021 年 11 月 24 日發布的 Wi-Fi 微控制器 0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%05010015020025030020162017201820192020中國MCU市場規模兆易創新市場份額 11

46、 表 6：兆易創新各內核產品主要應用領域 產品內核 首發時間 覆蓋性能 應用領域 Cortex-M3 2013 年 4 月 入門型、主流型、高性能 工業控制、人機交互、電機驅動、電源監測和報警系統、消費品與手持設備、太陽能光伏控制、觸控面板、個人電腦外設 Cortex-M4 2016 年 6 月 入門型、主流型、高性能、專用型 工業控制、消費電子和手持設備、嵌入式模塊、人機交互、安全性與警報系統、圖形顯示、汽車導航、無人機、物聯網等領 Cortex-M23 2018 年 10 月 入門型 工業控制、電機驅動、人機交互、電源監測和報警系統、消費品與手持設備、游戲和全球定位系統、電動自行車 RSI

47、C-V 2019 年 8 月 主流型 物聯網及其它超低功耗場景應用 Cortex-M33 2020 年 11 月 主流型、高性能、專用型 光纖路由器、交換機、5G 傳輸、數據中心、云服務器等各類光模塊市場的數據處理和監測需求 資料來源：兆易創新官網，中信證券研究部 兆易創新兆易創新新品面向高性能、低功耗、無線連接等新品面向高性能、低功耗、無線連接等領域領域，擴展廣泛應用，擴展廣泛應用。近年公司在不斷拓展高性能、低功耗等各特性 MCU，例如，2021 年下半年針對電池供電的便攜式設備、電池管理系統、工業表計等，推出 GD32L233 系列低功耗 MCU，針對無線連接場景推出 GD32W515 系

48、列 WiFi MCU 等。公司于 2020 年推出的 GD32E5 系列則采用臺積電低功耗 40nm 工藝打造，具有業界領先的性能和更經濟的開發成本，可應用于高精度工業控制領域，其中 GD32E501 系列增強型微控制器可應用于光模塊市場的國產化需求。 表 7：兆易創新 2020-2021 年 MCU 新品 產品名稱產品名稱 MCU 種類種類 首發時間首發時間 產品內核產品內核 應用領域應用領域 GD32W515系列 Wi-Fi MCU 2021 年 11 月24 日 Cortex-M33 智能家居、工業物聯網、消費類電子 GD32L233系列 主流型低功耗主流型低功耗MCU 2021 年 1

49、0 月29 日 Cortex-M23 工業表計、小型消費電子設備、便攜式醫療設備、電池管理系統、數據采集與傳輸 GD32E501系列 增強型 MCU 2020 年 10 月27 日 Cortex-M33 光纖路由器、交換機、5G 傳輸、數據中心、云服務器 GD32E5 系列 高性能 MCU 2020 年 7 月28 日 Cortex-M33 數字電源、電機變頻、測量儀器、混合信號處理、高端消費 GD32E232系列 超值型 MCU 2020 年 1 月8 日 Cortex-M23 光學模塊、光電轉換、光纖網絡、基站系統、精密儀器、工業控制和自動化系統 資料來源：公司官網，中信證券研究部 工藝節

50、點處于行業前列，有利于降低成本工藝節點處于行業前列，有利于降低成本、提升性能，、提升性能，同時同時易于獲取易于獲取產能產能。目前業內主流 MCU 公司工藝節點集中在 180nm40nm，以 90nm 為主。部分海外大廠如恩智浦、瑞薩等已實現 28nm 工藝，ST 等眾多國外廠商已實現 40nm 工藝。兆易創新 MCU產 品 覆 蓋180nm 、 110nm 、 55nm 、 40nm工 藝 制 程 ， 2020 年 度 推 出 的GD32E507/GD32E505 采用臺積電低功耗 40nm 嵌入式閃存制程，公司目前研發的超高性能 MCU 已采用更先進的 22nm 制程，將繼續帶來 GD32