MCU缺货潮加快国产替代进程本土厂商迎发展机遇.docx

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1、1 MCU缺货严重，行业高景气有望贯穿至2023年MCU芯片紧缺，各大厂商全线涨价、交付延后。自2020年起全球陷入MCU缺货危机,导致了部分车企出现停产的情况。目前各大厂商均出现交期严重延长的情况，部分甚至达到了40周以上。同时国内外各大半导体公司几乎全数发布涨价公告，普遍涨价5%15%,紧缺产品甚至涨价幅度超50%,部分产品涨价幅度甚至超过十倍。以ST主流型32位MCU为例，官网标价5.83美元而立创商城标价12.21美元且仍需订货。表1 :国外公司MCU产品涨价具体内容公司涨价日期涨价幅度涨价产品范围21Q2交付货期（位数）恩智浦2020年11月26日5%以上全线产品26-52 周瑞萨2

2、021年I月I日8 位 MCU26周英飞凌无涨价45周2020 年 7 月 15 0普遍在5%-10%,部分超全线产品3055周（8位）2021年1月15日10%40-55 周（32 位）意法半导体2021 年 1 月 1 口2021年6月1日15%全线产品304）周，部分在40周以上德州仪器30周，部分达到50周资料来源：各公司公告,芯片紧缺下，渠道商部分产品上调幅度大于原厂。从海外MCU龙头看，其有20%-70%的营收通过渠道商，而在2020年底开始的芯片紧缺中，渠道商涨价现象较原厂更为显著。各别产品调价超过3倍。库存方面，全国十大电子分销商万联芯城和唯样商城均面临严重的库存问题，在售品牌

3、库存均低于百颗；立创商城瑞萨MCU现货也仅余三款。表2:部分知名渠道商库存情况渠道商缺货品牌库存不足品牌（在售款数，库存颗数）唯样商城意法半导体，微芯，Cypress,恩智浦英飞凌（在售一款，库存45颗）万联芯城一瑞萨（在售六款，库存89颗）意法半导体（在售一款，库存4颗）英飞凌（在售七款，库存49颗）立创商城一瑞萨（在售三款）资料来源：各渠道商官网,图1 : 2019年各公司销售渠道（亿美元）资料来源：各公司公告,跟踪数据显示，除瑞萨交货周期一直较长外，其他公司正常交货周期普遍在1218周，而21Q1/21Q2为增长至16-55周。产业链相关公司估计本轮缺货潮有望贯穿至2023年。表3:各公

4、司MCU历年不同时期交货周期与未来货期趋势（周）公司位数19Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q320Q421Q121Q2 货期趋势 价格趋势恩智浦8位32位14-1614-1614-1614-1614-1614-1614-1626116-1826-52：13-1613-1613-1613-1613-1616-2616-2616-26t瑞萨8位32位24-2624-2620202020202012-1626f8位意法半导体32位20-2520-2520-258-108-1012-142020TT121212128-121224-3524-3526英飞凌8位(Cypress)32

5、位14-1614-1614-1614-1614-1626-2815-2415-2415-2445T20-2420-2420-2415-1615-1622-288位微芯32位12-1412-1612-1812-1830-5510-1210-1210.1210-1216-38：12-1616-2216-2616-2640-55Zilog8 位14-1814-1814-185222-2622-2622-3022-3019-2624-39Tf资料来源：Future electronics,整理2需求：市场空间巨大汽车、IoT有望带来高速增长2.1下游涉及千行百业，体量180亿美元MCU下游市场涉及汽车

6、、工业、消费电子等各个领域，2020年市场规模达175亿美元。MCU作为一个具有处理器、存储器和外围设备的独立系统，广泛应用于各类电子产品中，其中车用电子占比近40%,工控市场占比近30%,消费电子占比近20%。2020年受疫情影响，市场规模有所下滑，为175亿美元，预计2021年重返正增长，2020-2025年CAGR为8%。图2 :全球MCU市场规模（亿美元）资料来源：Gartner,图3 ： 2020年MCU下游应用占比航空国防,其他,5% -4%消费电子，J18%汽车,35%医疗健康,14%工业,24%图4 ： MCU应用广泛资料来源：华大半导体,资料来源：IC insighls.2.

7、2汽车、loT有望带来高速增长2.2.1 工业：实现无线连接、环境感知、精准控制、电源管理等功能工业级MCU主要起到无线连接、环境感知、精准控制、电源管理、人机交互等功能。工业级MCU被广泛应用于工业自动化、智慧能源、智能楼宇、医疗保健等领域的多种设备。在设备中，MCU模块配合其它组件，可以实现无线连接、环境感知、精准控制、电源管理、人机交互等功能。例如：（1）在传送带、泵、风扇、压缩机等设备中，使用MCU的交流变频器可以精确控制电机轴转速，从而实现变速控制。（2）在小型工业机器人中，MCU被用于控制驱动机械臂的步进电机。利用旋转变压器等组件，MCU可以提供高精度的运动控制。（3）在流量传感器

8、中，MCU能够收集流量传感器发送的信号，并将数据传输到用户交互界面。除此之外，MCU也被用于工业柴油机、呼吸机系统、能源网关等设备中。图5 :交流变频器MCU解决方案CANTnnscerrtrRow ManementPWMCoctrollefPFC ControllerR2A20IUBFPIGBTRBN75HKT1FPOAOACKCVUOWRCBu 版ISU3OO233V冲)mAR$485 TransmrttefISL3298EMRTEPMCURX651AppfcMicn Control12V5V.1(frA100K19001AIW23(DGCircuitCurrent Sen网15V,3OA

9、rmSSghoUoonAafPS8JS2A12IGSTbt0(rmCcuptai6pc$5V.2WmA TbPFC资料来源：RENESAS官网,Vduge SupervisorISI88011REHMCURX66TMotor Contrd5v 250MTcIsoabonAnpTo Op Anp图6 :小型工业机器人MCU解决方案资料来源：RENESAS官网,InrocrMr0*2.2.2 家电：实现控制显示、马达、信号等功能MCU在传统白色家电中起着控制显示、马达、信号的作用。（1）对于空调而言,空调遥控器的MCU识别用户操作并控制红外线的发射以及遥控器上用户界面的显示。空调内机中的MCU处理

10、遥控器和温度数据，并控制空调内机中风力风速相关的马达以及空调内机上的显示界面，以及控制信号传递给空调外机。空调外机中的MCU,则控制着压缩机与外机风扇。具有节能、变频等功能的空调需要更高端的MCU单元进行控制。（2）洗衣机与冰箱上的用户界面同样由MCU进行显示控制。在冰箱中MCU控制着压缩机，而在洗衣机中则控制着进排水马达以及洗衣马达。结合小家电多样的功能需求, MCU控制着各式小家电中不同的工作单元。（1）以电饭煲为例,MCU首先控制着电饭煲用户界面的显示与声音提示，并且通过处理用户输入的操作以及传感器检测到的温度，控制加热的时间与温度。（2）除此之外，MCU还广泛应用于微波炉、电熨斗、饮水

11、机、吸尘器等小家电中,主要起着显示控制、马达控制、系统控制、逆变控制等多方面的控制功能，由于小家电功能丰富，MCU需要控制的工作单元也十分多样。图7 : MCU在空调中的应用图8 ： MCU在电饭煲中的应用ES8H698室温盘管检测32 bK ARMCortex MO法风控制遥控接收Flash 128KB压缩机控制风速检测SRAM 24KBGPIOx42/4612-bit ADCx11/15UARTx6IICx1LVD室内外冈机LED面板WIFI控制16 bit Timerx4BUZZ OUTPUT32-bit TimerxlBOOT FLASHWWDT电加热控制j/ 显示驱动。 继电器资料来

12、源：东软载波官网,资料来源：东软载波官网,2.2.3 汽车：电子电气架构调整，MCU需求随之变革传统汽车主要应用于中低端模块，数量大、单颗价值量小。汽车系统可以分为几大板块，即动力总成、车身控制、信息娱乐、辅助驾驶系统等，而每个系统下又分多个ECU控制单元，如发动机ECU,以及雨刷、车窗、电动库椅、空调等ECUo数量上，每个ECU都需要至少一颗MCU,平均下来传统汽车要用到几十颗MCU,比如奥迪Q7和本田雅阁分别用到38颗和21颗MCU。价值量上，由于主要应用于雨刷、车窗、座椅、灯光控制、空调而板，以及娱乐信息、电池管理等局部功能，属于中低端MCU应用，单颗价值量偏低。整体看，MCU在燃油汽车

13、中占全部半导体的23%,在纯电动车占11%。表4 :奥迪Q7、本田雅阁MCU应用情况汽车模块奥迪Q7MCU数量本田雅阁MCU数量底盘及安全性13颗13颗车身及便利性10颗10颗信息娱乐系统8颗8颗ADAS5 颗5 剁1其他2颗2颗合计38颗21颗资料来源：IHS market,图9 ：燃油汽车半导体分类图10 ：纯电动汽车半导体分类其他43%传感器13%MCU资料来源：Strategy Analytics,资料来源:Strategy Analytics,自动化、电动化趋势下电子电气架构重构，MCU需求随之变革。随着汽车电子技术发展，传统汽车分布式架构下的ECU数量不断增加，经济车型约需要20个ECU,而高端车型ECU需求在50个以上。ECU的增加使得汽车线束排线困难、软件维护与升级困难、模块间信息沟通效率低，因此“域架构”概念随之被提出，如Tier-1厂商博世的经典五域：动力域、底盘域、车身域、信息娱乐域，以及ADAS域，随之带来汽车MCU需求的变革。图11 ：单车ECU增量趋势0.0200720082009201020112012201320142015201620172018M