MCU將CPU、存儲器等主要部件集成在同一塊芯片上，形成芯片級計算機。MCU（Microcontroller Unit），又稱微控制器或單片機，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內(nèi)存（memory）、計數(shù)器（Timer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。

MCU內(nèi)部的功能部件主要是CPU、存儲器（包括程序和數(shù)據(jù)）、I/O端口、串行口、定時器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等八大部分，還有一些諸如時鐘振蕩器、總線控制器和供電電源等輔助功能部件，此外，很多增強型單片機還集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及SPI、I2C、ISP等數(shù)據(jù)傳輸接口方式，這些使單片機更具特色、更有市場應用前景。

1.2 MCU是智能控制的核心，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子是其未來的主要增長點

MCU為不同的應用場景作相應的組合控制，是智能控制的核心。MCU主要的功能是作信號處理和控制，在諸如手機、PC外圍、遙控器等消費電子，到汽車上的娛樂系統(tǒng)和底盤控制、工業(yè)上的步進馬達和機器手臂的控制等領域都有應用，目前應用最廣的領域是汽車電子，其次是工業(yè)控制/醫(yī)療、計算機、消費電子等。

MCU應用領域廣泛，是信息產(chǎn)業(yè)和工業(yè)控制的基礎。MCU可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以達到測量與控制目的，具體用于各類智能儀器儀表（溫度、壓力、流量、濃度）、消費電子（錄像機、攝像機、洗衣機、電冰箱等）、機電一體化產(chǎn)品（數(shù)控機床、醫(yī)療器械、機器人）及武器裝備的控制儀表和導航裝置等，此外各類終端及外部設備智能接口，如大型工業(yè)自動化控制系統(tǒng)都會采用單片機進行接口的控制與管理，可大大提升系統(tǒng)的運行速度。

物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子領域發(fā)展迅速，對微控制器的需求增加，是未來MCU市場的主要增長點。MCU是物聯(lián)網(wǎng)的核心零部件，其價值占到物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%-45%，而物聯(lián)網(wǎng)是萬億級市場，其設備接入量以數(shù)百億計。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的進一步落地，在終端模組方面需求龐大，必將驅(qū)動MCU行業(yè)快速發(fā)展。

汽車電子是當前MCU應用最廣的領域，目前已經(jīng)步入穩(wěn)定增長時期，汽車的智能、安全、環(huán)保要求對汽車電子相關(guān)需求正在逐年增多，預計到2020年，每年應用于汽車電子的MCU市場將以10%-15%的速度增長。

1.3 國內(nèi)MCU市場穩(wěn)定增長，至2020年有望達到500億元

1.3.1 創(chuàng)新應用驅(qū)動MCU需求上漲，2020年全球市場將突破200億美元

物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新應用驅(qū)動MCU需求上升，2020年全球市場將突破200億美元。受惠于嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用、傳感器的增加以及物聯(lián)網(wǎng)終端應用的熱潮，預期未來數(shù)年，MCU的營收和出貨量將持續(xù)大幅增長。2017年MCU的出貨量增加了22%，營收達168億美元，而據(jù)IC Insights預測，2018年MCU的出貨量將繼續(xù)高速增長，增幅可達18%，營收預期將增長11%，五年內(nèi)全球MCU銷售額年復合增速將達到7.2%，至2020年將突破200億美元。

1.3.2 國內(nèi)MCU市場年增長超10%，2020年將突破500億元

國內(nèi)MCU市場已達360億元，2020年將超500億元。2016年，國內(nèi)MCU市場已達360億元，同比增長達11%，而據(jù)IC Insights預測，隨著中國大陸汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)領域的快速發(fā)展，對MCU的需求越來越大，國內(nèi)MCU市場年復合增速將達到11.7%，至2020年市場規(guī)模將突破500億元。

2 國外廠商領先優(yōu)勢明顯，國內(nèi)廠商加速趕超中高端領域

2.1 國外前八大廠商占據(jù)88%市場份額，國內(nèi)MCU廠商與國際一流水平差距較大

國外前八大廠商占據(jù)全球88%的市場份額，頭部集中效應顯著。2015年開始，為爭奪市場份額，布局強勁增長的物聯(lián)網(wǎng)應用，MCU主要廠商之間發(fā)生了數(shù)起大規(guī)模并購。NXP在2015年以118億美元收購飛思卡爾，完成了在汽車電子領域的布局，市場占有率達到19%，排名也一舉從第六上升至第一；Microchip在2016年完成對Atmel的收購，成為全球第三大MCU廠商，市場占有率上升至14%；Cypress在2015年以40億美元收購spansion，市場占有率達到4%。根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)IC Insights的統(tǒng)計，從收購完成合并后的銷售數(shù)據(jù)看，目前全球前八大MCU廠商的市場占有率達到88%。

國內(nèi)MCU公司在市場份額上與國外企業(yè)差距巨大。國內(nèi)MCU公司營收規(guī)模不超過4億元，與國際前八大MCU公司相比規(guī)模差距很大，國內(nèi)數(shù)十家MCU公司中以MCU作為主業(yè)的上市公司僅有中穎電子和兆易創(chuàng)新。其中中穎電子MCU業(yè)務占比約為60%，2017年相關(guān)營業(yè)收入不超過4億元，兆易創(chuàng)新MCU營業(yè)收入為3.11億元，與國際前八大廠商相比規(guī)模差距巨大。

2.2 國內(nèi)廠商逐步完成中低端MCU國產(chǎn)化，積極布局中高端市場

成本優(yōu)勢、服務能力助力國內(nèi)廠商逐步完成中低端MCU領域的國產(chǎn)化。MCU用于控制的運算量較小，且在每個具體的應用場景存在需求的靜態(tài)性，故國外前期占技術(shù)壟斷地位的公司針對具體應用場景的產(chǎn)品其功能和性能具有一定靜止性，這就給了國內(nèi)公司在技術(shù)領域慢慢趕超的機會，同時國內(nèi)企業(yè)在市場服務上更具優(yōu)勢且能接受低于國外公司的價格，就有機會最終慢慢突破國外企業(yè)的壟斷，如中穎電子用于微波爐的控制芯片現(xiàn)已做到全球市場份額第一。

國內(nèi)MCU廠商積極布局32位中高端市場。目前國內(nèi)廠商在消費電子、智能儀表等MCU的中低端應用領域發(fā)展迅速，但在很多市場空間比較大的領域，比如工業(yè)控制、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)都被國外的MCU廠商壟斷，國內(nèi)公司通過努力可爭取的空間還很巨大。以兆易創(chuàng)新為代表的國內(nèi)MCU廠商積極布局32位中高端芯片市場，目前已經(jīng)形成了近20個系列、300多款芯片的產(chǎn)品矩陣，以ARM Cortex-M4系列為代表的新產(chǎn)品躋身高端市場。

3 技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品性能、生態(tài)體系建設構(gòu)建核心競爭力

3.1 技術(shù)研發(fā)能力是MCU廠商參與市場競爭的核心

架構(gòu)和指令系統(tǒng)是MCU的核心，決定其處理能力。MCU根據(jù)其存儲器結(jié)構(gòu)可以分為哈佛結(jié)構(gòu)和也稱馮諾伊曼結(jié)構(gòu)。最初的中央處理器和微控制器使用的都是馮諾伊曼結(jié)構(gòu)，它的特點是將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起，程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，只是存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，在一個機器周期內(nèi)只能訪問一次存儲地址（程序或數(shù)據(jù)），運行效率受限。

哈佛結(jié)構(gòu)是將程序和指令分別存儲在不同的存儲空間中，可以允許處理器在同一個機器周期內(nèi)獲得指令字和操作數(shù)，其指令和數(shù)據(jù)寬度也可不同。與馮諾伊曼結(jié)構(gòu)相比，哈佛結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于其采用不同的總線，提供了較大的存儲器帶寬，使數(shù)據(jù)的移動和交換更加方便，從而提高其執(zhí)行效率并減輕運行時的訪存瓶頸，缺點是結(jié)構(gòu)復雜，對外圍設備的連接和處理要求高，不適合外圍存儲器的擴展，并且成本較高。

MCU根據(jù)指令系統(tǒng)可分為CISC（復雜指令集）架構(gòu)和RISC（精簡指令集）架構(gòu)。早期的MCU都是CISC架構(gòu)，具有龐大的指令集，它的設計目的是要用最少的機器語言指令來完成所需的計算任務，可減少編程所需要的代碼行數(shù)，減輕程式師的負擔；但不同的指令，需要不同的時鐘周期來完成，執(zhí)行較慢的指令，將影響整臺機器的執(zhí)行效率。RISC架構(gòu)則是其計算機系統(tǒng)只有少數(shù)指令，每條指令的長度相同，可以在一個單獨操作里完成，執(zhí)行時間短，因此MCU可以用相當高的頻率來運算，在相同的制程工藝和運行時鐘下，其速度可達到CISC的2~4倍。

RISC處理器的記憶體管理單元、浮點單元等都能設計在同一塊芯片上，因此，RISC處理器比相對應的CISC處理器設計更簡單，所需要的時間也更短，并可以比CISC處理器應用更多先進的技術(shù)，更快地開發(fā)下一代處理器，但其編寫的代碼量會非常的大，并且需要更快記憶體。總的來說，就是RISC體系結(jié)構(gòu)的處理器更廉價、運行速度更快，芯片制造變得更簡單，但軟件的開發(fā)會變得更復雜。

高性能、低功耗、高穩(wěn)定性等市場需求決定MCU企業(yè)要具備較強技術(shù)研發(fā)能力。如今MCU朝著高性能、高集成度、高穩(wěn)定性、低功耗等方向發(fā)展，需要設計廠商具備較強的技術(shù)研發(fā)能力，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設計工藝上進行改進以適應市場需求。

3.2 產(chǎn)品性能：低成本、低功耗、高穩(wěn)定性、高集成度是未來MCU產(chǎn)品的發(fā)展方向

產(chǎn)品更新?lián)Q代和新興應用快速發(fā)展將推動32位MCU成為市場主流。基于ARM內(nèi)核的32位MCU，由于其良好的生態(tài)以及極佳的可拓展性，逐漸成為全球消費電子和工業(yè)電子產(chǎn)品的核心。2015年，全球32位MCU出貨量超過4、8位MCU與16位出貨量綜合，占到總體MCU市場的54%，隨著32位MCU價格逐漸逼近4、8位MCU，未來幾年將繼續(xù)保持高速增長，在2020年市場占有率將超過60%。

32位MCU工作頻率大多在100-350MHz之間，執(zhí)行效能更佳，應用類型也相當多元。系統(tǒng)廠商出于自身的研發(fā)效率和管理的需要，將自動選擇性價比高和容易獲取設計資源的內(nèi)核。因此既滿足廠商上述要求又具有豐富生態(tài)系統(tǒng)資源的ARM 系列內(nèi)核的32位MCU成為主要方向，其優(yōu)勢和市場占有率會越來越大。此外，汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)是當前32位MCU的主要應用，而MCU在汽車電子領域的份額已達33%，隨著汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展，32位MCU的市場需求必將持續(xù)增加。

低成本、低功耗、高穩(wěn)定性、高集成度的MCU產(chǎn)品是未來的發(fā)展方向。未來新興應用領域如低能耗電機控制、便攜式醫(yī)療設備、高精度工業(yè)儀器控制等，對產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性等都有較高的要求。此外，物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能環(huán)保、新能源動力電池等領域也需要大量低成本、低功耗、高集成、高精度、高穩(wěn)定性MCU。

此外，高集成度MCU產(chǎn)品是未來物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展趨勢。隨著智能設備、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，無線RF、傳感器、電源管理等搭配MCU成為一種新趨勢。高度整合的MCU不僅可以方便客戶開發(fā)產(chǎn)品，并且可減少印刷電路板的占用空間，從而能夠降低一部分成本，將來非常具有市場潛力。

3.3 圍繞MCU產(chǎn)品的完整生態(tài)體系是打造服務能力的關(guān)鍵

現(xiàn)有MCU產(chǎn)品生態(tài)體系完備，IP核、開發(fā)環(huán)境（IDE）、配套解決方案和服務能力構(gòu)成核心壁壘。各廠商MCU產(chǎn)品在架構(gòu)、指令集系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境、pin-pin接口差異、配套解決方案開發(fā)和后續(xù)服務等方面存在較大差異，新進入市場的MCU產(chǎn)品很難完成對原有產(chǎn)品的完整替代，尤其對于市場生態(tài)已經(jīng)成熟完備的MCU，其他廠商難以介入。

短期來看，切入國外MCU廠商成熟生態(tài)體系國內(nèi)企業(yè)是迅速打開市場的捷徑。大多數(shù)國內(nèi)MCU廠商若能選擇廠商的國外成熟生態(tài)體系，使用國外芯片架構(gòu)及IP、與國外成熟產(chǎn)品保持管腳兼容、使用成熟開發(fā)環(huán)境，迅速切入國外大廠商生態(tài)系統(tǒng)，利用成本和市場優(yōu)勢打開國內(nèi)市場。如國內(nèi)多數(shù)32位MCU產(chǎn)品選擇使用ST基于 ARM Cortex-M3開發(fā)的生態(tài)體系。

長期來看，自建生態(tài)系統(tǒng)、深入應用場景、打磨解決方案是國內(nèi)MCU公司參與國際競爭的必經(jīng)之路。獨立自主的MCU芯片的研發(fā)需要建立完整的生態(tài)系統(tǒng)，與下游應用廠商深度合作不斷打磨。相對于切入成熟應用生態(tài)系統(tǒng)、利用成本和服務優(yōu)勢迅速搶占市場的短期策略相比，進行開發(fā)環(huán)境、架構(gòu)、解決方案的完整研發(fā)需要的周期要長得多，但國內(nèi)企業(yè)想要真正躋身中高端市場的國際競爭，逐步建立MCU生態(tài)體系是必經(jīng)之路。

4 投資策略：關(guān)注新興市場布局、研發(fā)能力強、市場導向的MCU企業(yè)

基于以上分析，我們認為MCU作為智能控制的核心，未來將受惠于物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等應用領域的成長，國內(nèi)MCU領域尤其是32位MCU發(fā)展?jié)摿薮?。因此，在國?nèi)未上市的MCU企業(yè)中，我們更看好在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品性能、生態(tài)建設上具備競爭力的企業(yè)，據(jù)此推薦定位中高端市場、技術(shù)研發(fā)能力出眾的靈動微電（833448.OC）、定位物聯(lián)網(wǎng)應用的晟矽微電（430276.OC），建議關(guān)注控制器和存儲器結(jié)合的航順芯片以及擁有自主DSP核的江蘇宏云。

4.1 靈動微電（833448.OC）：國內(nèi)高端MCU領域領先供應商，可定制化芯片設計的平臺企業(yè)

上海靈動微電電子成立于2011年3月，是國內(nèi)專注于32位MCU產(chǎn)品與MCU應用方案的領先供應商，是中國工業(yè)及信息化部及上海市信息化辦公室認定的集成電路設計企業(yè)，同時也是上海市認定的高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有數(shù)百款MCU產(chǎn)品，包括基于8051、ARM?Cortex?-M0、ARM?Cortex?-M3 內(nèi)核的Flash MCU、OTP MCU、EEPROM MCU等產(chǎn)品，其產(chǎn)品及方案廣泛應用于工業(yè)控制、智能家電、智慧家庭、可穿戴式設備、汽車電子、儀器儀表等領域，未來在特殊應用和物聯(lián)網(wǎng)領域擁有廣闊的市場空間。

靈動微電的競爭優(yōu)勢：

（1）以研發(fā)為核心，持續(xù)投入，保持在MCU領域技術(shù)先進、芯片產(chǎn)品豐富的優(yōu)勢。公司一直以來極為重視產(chǎn)品開發(fā)，在資金和人才方面持續(xù)加大投入，其研發(fā)費用占營業(yè)收入比重常年保持在15%以上，以保持公司產(chǎn)品在市場中的領先地位及競爭力。公司可為客戶提供定制設計的智能硬件芯片及應用方案服務，主要的智能硬件芯片產(chǎn)品為定制型及通用型32位MCU，還包括部分的8位MCU，產(chǎn)品有數(shù)百款之多。

（2）定制化芯片設計和應用方案及運營服務平臺。公司能為客戶提供芯片及應用方案的定制化設計和運營服務。主要設計業(yè)務包括芯片構(gòu)架設計、數(shù)模IP設計、低功耗電路設計及精確版圖后端設計；主要運營業(yè)務包括提供與芯片產(chǎn)品生產(chǎn)、封裝、測試等相關(guān)的運營管理服務。公司積極主動為客戶提供高性價比的定制化芯片設計服務，在項目初期就與客戶充分接觸，為客戶提供系統(tǒng)整體的解決方案，從產(chǎn)品功能定義、市場競爭力分析、工藝選擇到代工廠選取以及知識產(chǎn)權(quán)模塊的授權(quán)都深入?yún)⑴c，為客戶提供精準可靠的分析數(shù)據(jù)和全面的方案報告和差異化的產(chǎn)品設計，幫助客戶把握好每一個重要環(huán)節(jié)，通過不斷滿足客戶差異化的需求，提升公司的品牌效應。

（3）Fabless模式經(jīng)營，成本優(yōu)勢明顯。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈由IC設計、制造、封測三個部分構(gòu)成。從經(jīng)營模式來看，IC產(chǎn)業(yè)主要分為IDM模式和Fabless模式。IDM模式是指企業(yè)業(yè)務覆蓋集成電路的設計、制造和封測的所有環(huán)節(jié)，這種模式對企業(yè)的資金和技術(shù)研發(fā)實力、生產(chǎn)管理能力和業(yè)務規(guī)模都有極高的要求；Fabless則為無晶圓廠模式，僅進行芯片產(chǎn)品的設計開發(fā)，制造和封測交由代工廠和封測廠進行，這種經(jīng)營模式可有效降低成本和產(chǎn)品開發(fā)周期。靈動微電的經(jīng)營模式即為Fabless 模式。

公司營收增長迅速。公司近年來在技術(shù)研發(fā)方面不斷投入，在設計服務市場的影響力和競爭力增強，得到客戶的認可和信任，而隨著MCU步入穩(wěn)定增長的黃金時期，公司自2014年以來業(yè)績表現(xiàn)出色，幾乎每年都有著較高的營收增長，尤其是2015和2016年，幾乎實現(xiàn)連續(xù)兩年翻倍增長，2017年行業(yè)競爭加劇，公司在研發(fā)上持續(xù)大量投入，營收及盈利均有下滑。

4.2 晟矽微電（430276.OC）：定位物聯(lián)網(wǎng)應用的MCU供應商

晟矽微電成立于2010年11月，是一家國內(nèi)領先的半導體集成電路設計企業(yè)，專注于研發(fā)高抗干擾、高可靠性的通用型及專用型8位和32位MCU，以及少量ASIC芯片，主要應用于遙控器、鋰電、小家電、消費電子、智能家居、工業(yè)控制、汽車電子等領域。

晟矽微電的競爭優(yōu)勢：

（1）研發(fā)創(chuàng)新能力強。公司具有一支專業(yè)的研發(fā)人才隊伍，技術(shù)人員占員工總數(shù)比例高達55%，自主研發(fā)能力強，具有多項自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，涉及MCU內(nèi)核及周邊功能、開發(fā)工具方面。

（2）通用型和定制化MCU，有望在物聯(lián)網(wǎng)領域取得很好的應用前景。公司為智能小家電、智能家居、智能玩具、智能遙控、安防、鋰電數(shù)碼廠商等終端客戶提供各類高可靠性、高抗干擾性的通用型和專用型MCU系列產(chǎn)品及ASIC系列產(chǎn)品，其中物聯(lián)網(wǎng)等新興應用市場對芯片運算性能的要求較低、面對的應用場景更復雜、對功耗和尺寸的要求更高，有望憑借快速需求響應和高效運營能力占據(jù)新應用市場。

公司近年來營業(yè)收入均穩(wěn)步增長，2017年由于華南區(qū)域配合公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，對部分客戶和產(chǎn)品線進行優(yōu)化，營收略有下滑。
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