2023车规级MCU芯片年度发展报告.pdf

规级MCU芯年度?发展报告（2023）1.概述规级MCU芯年度发展报告（2023）2录引03、规级MCU的定义041、定义与分类042、底盘域MCU053、动域MCU064、域MCU075、座舱域MCU08、规级MCU产业槛09三、产业结构变化101、芯设计依旧寡头垄断112、国产硅晶圆供应能提升133、国产设备营收增显著164、国产产能提升，规级产线增加较少20四、供应链市场动态211、市场需求变化212、主要市场参与者分析223、交期及价格变化254、产能变化与分析26五、技术趋势27六、国产化发展新态势28七、发展建议291、产业技术层292、政策层30、企业案例31极海功能安全芯，以品质承载中国汽产业向上发展311.概述规级MCU芯年度发展报告（2023）3汽业的电动化、联化、智能化加速，显著提了微控制器（MCU）的重要性。中国作为全球新能源和智能联汽市场的领跑者，对规级MCU芯需求巨。然，国内汽芯产业乎完全依赖进，特别是满安全级别要求的端MCU芯。因此，发展国产规级MCU芯，打破外资垄断，成为实现中国汽产业主化的关键。2020年下半年全球缺芯荒，源于疫情爆发与新能源汽需求上升。全球MCU市场受到晶圆产能下降的影响，意法半导体、恩智浦、Microchip等商延交货期，全球汽供应链临缺货危机。2021年3，瑞萨发灾，进步加剧了紧张的芯供应链。同年，恩智浦和英凌的美国因暴雪停产，意法半导体欧洲因罢加剧了全球MCU缺货。供需失衡导致MCU价格幅上涨，瑞萨和恩智浦的规MCU产品价格上调20%-30%，意法半导体涨幅达7倍。中国IC认证困难，国内商难以替代，涨价成本转嫁给国内。此危机揭了中国在关键MCU领域的脆弱性，整个产业链的命脉被外部控制。为此，与从2021年开始围绕汽主题进系列研究作，2022年初与中国汽研达成深度合作，共同发布规级MCU芯发展综合研究。2023年，双再次发布规级MCU芯年度发展报告（2023），提供全、深的业分析和前瞻性指导。后续计划举办更多产业互动活动，聚集资源，赋能本汽芯产业。引、规级MCU的定义规级MCU芯年度发展报告（2023）41、定义与分类汽芯分为主控芯、存储芯、功率芯、模拟芯和传感器芯等五类，MCU（微控制器）是主控芯的种，占据重要地位。MCU在新能源汽的“三电”系统（电池、电驱、电控）中起关键作，于电池模组管理、直流电向交流电的转换、温度控制和充放电管理等。此外，MCU也于载线充电、声学汽警报系统（AVAS）、充电枪和充电桩等储能设备。除了电源管理领域，MCU还泛应于内，包括和底盘控制，主要于安全与驾驶辅助系统控制、底盘安全、控制、动控制、信息娱乐等。例如，奥迪Q7使38颗MCU，分布于底盘域、域等位置。MCU集成了CPU、内存、计数器、USB、AD转换、PLC等多种周边接，是汽电领域最的下游应领域。近年来，整所芯数量显著增，其中传统燃油单芯使从2012年的438颗增2022年的934颗，新能源汽从567颗增1459颗。MCU在汽芯的价值中占较，传统燃油中约为23%，在纯电动中约为11%。据IC Insights数据，2019年全球MCU应于汽电的占约33%，端型中每辆到的MCU数量接近100个。汽MCU的主要参数包括作电压、运主频、Flash和RAM容量、定时器模块和通道数量、ADC模块和通道数量、串通讯接种类和数量、输输出I/O数量、作温度、封装形式及功能安全等级等。按CPU位数划分，可分为8位、16位和32位。随着艺升级，32位MCU成本下降，已成为主流，逐渐替代8/16位MCU。当前32位MCU在汽MCU中的占已达约60%。ARM公司的Cortex系列内核因成本低廉、功耗控制优异，成为汽MCU商的主流选择。按应领域划分，汽MCU可分为域、动域、底盘域、座舱域和智驾域。座舱域和智驾域要求运算能和速外部通讯接，如CAN FD和以太；域要求多通讯接，但对算要求较低；动域和底盘域则要求更的作温度和功能安全等级。、规级MCU的定义、规级MCU的定义规级MCU芯年度发展报告（2023）52、底盘域MCU底盘域控制芯是汽驶相关的关键部分，涉及传动、驶、转向和制动系统。这些系统由转向、制动、换挡、油和悬挂五系统构成。智能汽的发展使得感知识别、决策规划、控制执成为底盘域核系统，线控转向和线控制动是动驾驶执端的核零部件。底盘域ECU需采性能、可升级的功能安全性平台，持传感器集成及多轴惯性传感器。对底盘域MCU的要求包括主频（不低于200MHz）、算（不低于300DMIPS）、少2MB的Flash存储和512KB的RAM、功能安全等级（ASIL-D）、持12位精度ADC、32位精度定时器、多通道CAN-FD、少100M以太、AEC-Q100 Grade1可靠性、持在线升级和固件验证功能。性能，内核主频表时钟频率，算常DMIPS衡量。存储器参数包括代码存储器、数据存储器和RAM，同时需要注意通信总线和精度外设。底盘域MCU市场受电电架构差异影响，不同和型的需求不同。例如，本雅阁使3颗底盘域MCU，奥迪Q7使11颗。2021年中国品牌乘产量约为1000万辆，单底盘域MCU平均需求量为5颗，市场总量约5000万颗。主要供应商包括英凌、恩智浦、瑞萨、Microchip、TI和ST，市场占超过99%。底盘域MCU的关键技术壁垒，涉及EPS、EPB、ESC等零部件与驾驶员命安全相关，要求ASIL-D等级功能安全。这对国内MCU商是挑战。此外，要求主频、算，国内规MCU产线尚未完备，需少55nm艺满200MHz以上MCU主频。国际半导体商主要采IDM模式，国内Fabless公司在晶圆制造和产能保证上临挑战。、规级MCU的定义规级MCU芯年度发展报告（2023）63、动域MCU新能源汽三核总成部件结构图，来源：欣锐科技招股说明书动域，也称安全域，是智能化的动总成管理单元，在电动汽中主要涉及电驱和电控系统的集成化。它包括电控系统、电池管理系统（BMS）、逆变器、载充电（OBC）等，构成新能源汽的“三电”（电池、电控、电机）核部件。其他组成部分包括减速机、压控制盒PDU、DC/DC变压器等。动域MCU是纯电动汽电控制系统的关键设备（VCU），类似传统汽的发动机管理系统（EMS），能合理分配能量，提载电池能量利效率。在VCU市场，联合电保持市场份额，2021年7装机量接近9万套。纬湃科技随着众MEB平台的ID4和ID6上市上量，2021年7出货量超万套，排名前三。纯电动在动域上使的MCU数量通常超过6颗，包括整控制模块和电机控制器各颗，以及电池管理系统需要的4颗MCU。随着新能源市场渗透率的提，动域MCU的平均量也将增加。动域控制器主要于动总成的优化和控制，持智能故障诊断、智能节电、总线通信等功能，通过CAN/FLEXRAY实现变速器和电池管理，监控交流发电机调节。动域控制MCU要求主频（600MHz800MHz）、4MB RAM、功能安全等级（ASIL-D）、持多通道CAN-FD、2G以太、AEC-Q100 Grade1可靠性，以及固件验证功能（国密算法）。性能，产品集成ARM Cortex R5双核锁步CPU和4MB内SRAM，CPU主频达800MHz，符合规可靠性标准AEC-Q100 Grade 1级别，ISO26262功能安全等级ASIL D。双核锁步CPU实现达99%的诊断覆盖率，内置信息安全模块持多种加密标准，满安全启动、通信、固件更新等需求。、规级MCU的定义规级MCU芯年度发展报告（2023）74、域MCU域控制芯负责功能的控制，其发展趋势是向集成化发展，将头、中间、尾部的各种功能器件如刹灯、位置灯、尾锁等集成到个控制器中。这种集成化旨在降低控制器成本和整重量。域控制器般集成了控制模块（BCM）、钥匙进系统（PEPS）、胎压监测系统（TPMS）、关等功能，并可扩展包括座椅调节、后视镜控制、空调控制等功能，综合管理各执器，合理分配系统资源。域控制器功能众多，涵盖了灯光控制、刮控制、窗控制、后视镜控制、PEPS、座椅控制等。作要求，汽电对MCU控制芯的主要诉求包括稳定性、可靠性、安全性、实时性、计算性能和存储容量，以及低功耗。域控制器由分散化功能部署过渡到集成所有电的基础驱动、钥匙功能、灯、窗等的控制器。域控制系统设计包括灯光、刮洗涤、中控锁、窗控制，PEPS智能钥匙、电源管理，以及关CAN、可扩展CANFD和FLEXRAY、LIN络、以太等接和模块等。性能要求，域控制类MCU芯的主要指标包括ARM Cortex-M4F 144MHz，180DMIPS，内置8KB指令Cache缓存，持Flash加速单元执程序0等待；容量加密存储器、丰富的通信接、性能模拟器件；持内部RC或外部晶体时钟输、可靠性复位；内置可校准的RTC实时时钟；持精度定时计数器；硬件级安全特性；可靠作环境。产业格局，域电系统对国内外企业都处于成初期。国外企业在单功能产品上有深厚的技术积累，国内企业在新能源应上具有定优势。主要MCU供货商仍为英凌、恩智浦、瑞萨、Microchip、ST等国际芯商，国产芯商市场占有率低。业壁垒，域控制芯的技术壁垒相对低于动域、驾舱域等，国产芯有望在域取得较突破并逐步实现国产替代。近年来，国产MCU在域前后装市场已经有了良好的发展势头。域控制器功能表域控制器功能表，资料来源：与研究院、规级MCU的定义规级MCU芯年度发展报告（2023）85、座舱域MCU电动化、智能化、联化加速了汽电电架构向域控向发展，尤其在座舱域的快速发展中，从载影娱乐系统演变为智能座舱。智能座舱主要通过机交互界展现，需要颗运算速度强的SOC以及颗实时性的MCU处理与整的数据交互。软件定义汽、OTA、Autosar等技术在智能座舱域逐渐普及，对座舱域MCU资源要求提，体现在更的FLASH、RAM容量、PIN Count需求，以及更强的程序执能和更丰富的总线接。MCU在座舱域主要负责系统电源管理、上电时序管理、络管理、诊断、整数据交互、按键、背光管理、频DSP/FM模块管理、系统时间管理等功能。MCU资源要求包括少100MHz主频、200DMIPS算、少1MB Flash存储、128KB RAM、ASIL-B功能安全等级、多路ADC、多路CAN-FD、AEC-Q100 Grade1规等级、持OTA、Flash双Bank、SHE/HSM-light等级以上信息加密引擎、少100PIN。性能，MCU应持宽电压供电（5.5v2.7v），IO持过压使，以提升系统稳定性和可靠性。存储器寿命，汽MCU的程序存储和数据存储需有更寿命，单独物理分区，程序存储耐性10K，数据存储100K,15年(1K)，10年(100K)。同时，传统CAN已不以满通信需求，速CAN-FD总线需求益增。产业格局中，国产智能座舱MCU占仍低，主要供应商为NXP、Renesas、Infineon、ST、Microchip等国际MCU商。国内多家MCU商正积极布局，市场表现尚待观察。业壁垒，智能座舱规等级、功能安全等级相对不，主要挑战在于技术积累和产品迭代。国内晶圆规MCU产线较少且制程相对落后，实现全国产供应链需要时间磨合，可能临成本较、与国际商竞争压的情况。、规级 MCU产业槛规级MCU芯年度发展报告（2023）9、规级MCU产业槛载MCU存在多重壁垒：技术壁垒、认证壁垒、客壁垒。规级MCU需要满“安全性、可靠性、稳定性”，耐温变动、抗震动等要求，需要2-3年严苛认证才能进汽供应链，供货周期为5-10年。海外商主导载MCU市场，国内供应商正逐步从低端控制领域向载MCU市场渗透。海外头企业拥有技术积累和期可靠性认证，控制部分市场份额。国内商如国芯科技、杰发科技、芯驰科技等正在窗、照明、空调板、仪表盘、T-BOX等控制应领域实现量产，向BMS、ADAS、安全囊、防抱死系统等复杂领域拓展。规级MCU认证的主要槛是AEC-Q系列和ISO26262标准。规级MCU企业要进整的供应链体系，需符合三规标准和规范：设计阶段的功能安全标准ISO26262，流和封装阶段的AEC-Q和IATF16949，以及认证测试阶段的AEC-Q100/Q104。国产规MCU商多为Fabless模式，因此主要适于AEC-Q系列和ISO26262认证。AEC-Q系列测试元器件可靠性，包括Grade0-3四个等级，其中Grade 0级作温度范围为-40-150C。ISO26262标准涵盖概念设计、产品开发、批量产到报废全命周期，功能安全等级分为ASIL-A/B/C/D四个等级，ASIL-D等级功能安全要求最严格，QM表功能安全险。制造槛，规MCU技术艺严苛，研发周期，要求产品作寿命为15-20年，供货周期超过15年，对产品不良率和可靠性提出严苛标准。规芯认证标准严格，流程漫，投资险。期以来，由于传统燃油市场被欧美品牌统治，整供应链由外资把控，新进国产供应商切前装市场难度极。三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）10三、产业结构变化近两年的芯短缺促使越来越多的企业加汽芯领域，但MCU产业链格局整体未发明显改变，部分环节国产化取得显著进展。根据Yole Intelligence最新报告显，2022年MCU总收市场占有率中排名前顺序依次为：恩智浦、瑞萨电、英凌（三家企业的全球市场份额占均为18%，相差不）、意法半导体、Microchip、德州仪器、三星、新唐科技、Silicon Labs、华半导体。结合2021年市场占有率的排名情况可知，恩智浦、瑞萨电、英凌、意法半导体和Microchip这五家商占据全球MCU市场超80%的份额，呈垄断态势。2022年全球MCU芯市场占有率?数据来源：Yole Intelligenceuserid:50360,docid:152800,date:2024-01-30,三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）111、芯设计依旧寡头垄断整体，当前我国IP技术平与国外差距依旧显著。2022年，发改委、信部等部发布了关于做好享受税收优惠政策的集成电路企业或项、软件企业清单制定作有关要求的通知，其中重点集成电路设计领域包括EDA、IP和设计服务。随着数字经济发展，AI、汽智能化、Chiplet等新技术趋势为IP产业带来新变量。受供应链安全和信息安全等因素影响，国产芯设计具发展稳步推进，国产化替代的进程也愈加紧迫。在IP领域，据IPnest的统计数据显，2022年全球IP收达到66.7亿美元，较2021年的55.2亿美元增20.9%，增幅度于2021年的19.4%以及2020年的16.7%，预计2026年全球市场规模将超过100亿美元，年复合增率16.7%。2022年，全球前IP供应商占据达80.3%的市场份额，其中家是欧美商。全球各公司半导体设计IP收益，2021及2022年(百万美元)数据来源:IPnest(Avr.2023)三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）121、芯设计依旧寡头垄断在芯开发具（EDA）领域，Cadence、synopsy、Siemens EDA三家企业占据全球75%的市场规模。2022年，国产EDA的发展势头迅猛。数据显，2022年，我国EDA全球市场份额已经达到了10%左右，其中华九天的全球市场份额达到6%左右。在艺上，国产EDA在14nm阶段已实现了全覆盖，可以完成所有与该艺相关的设计作。概伦电、华九天、微等三家公司完成上市。据研究机构Kbv Research和 Grand Viewer预测，全球EDA市场发展潜巨，其中中国EDA市场空间在2023年有望达到13.0亿美元，2022-2027年CAGR增速可达到11.8%，远于全球EDA市场CAGR增速（7.6%）。2022年国内EDA上市公司情况华九天作为国内EDA头企业，服务全球600余家客，主要客涵盖全球IC设计强中的多家企业，全球晶圆代强中的多家企业，中国IC设计强中的全部企业,中国主要的先进艺芯设计企业，中国主要的板企业和系统商（终端、ODM）、封装企业、掩膜制造企业、晶圆制造设备企业，在国内主流设计、制造企业中覆盖率超过80%。据公司公开报道显，华九天产品能够持从0.35um到3nm的各种艺节点，未来还将通过加研发投、并购或者技术引进等式，加快补产品缺项，迭代升级已有产品。概伦电研发出持7nm/5nm/3nm等先进艺节点的产品，2022年直接及通过基投资了余家（伴芯科技、东启芯、新语软件、东晶源、鸿之微、泛利科技、上海思尔芯股份等）产业链企业，布局覆盖了包括数字仿真验证、逻辑综合、布局布线、OPC、TCAD、电磁场仿真等数字电路设计、模拟电路设计、晶圆制造等EDA全版图。未来概伦电还将继续通过股权投资、并购整合、战略合作等多种段，不断完善EDA产品链，并与产业链的合作伙伴共同推动国内EDA态的建设。微作为国内唯能在成品率提升及晶圆级电性测试设备领域提供全流程覆盖的企业，凭借测试芯设计、半导体数据分析等EDA软件、晶圆级WAT电性测试设备及成品率提升相关解决案，不断在产品开发与市场拓展上取得新的突破。其中，半导体通化分析具DE-G、集成电路良率分析与管理系统DE-YMS、集成电路缺陷管理系统DE-DMS、缺陷动分类系统（DE-ADC）等产品已研发成熟并进市场拓展和商务落地阶段，半导体设备异常监控及分类系统DE-FDC产品已完成初版并已引客进试中，系列数据具适于集成电路设计、制造及封测商，助公司标群体从型晶圆和头部设计公司拓展到中型设计公司、封测和下游电。前，微拓展量产艺监控（PCM）案，着开发可制造性（DFM）系列EDA软件，CMP仿真软件填补了国内技术空。三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）132、国产硅晶圆供应能提升原材料是规级MCU芯产中技术含量较、突破难度的技术领域。美国、本在光刻、抛光液等领域的优势难以撼动，产业格局很难短期改变。国产硅晶圆供应能提升。半导体硅领域具有技术槛、验证时间的特性，业集中度。2018年2022年，头部六供应商（信越化学、胜SUMCO、环球晶圆、世创电Siltronic、SK Siltron、法国Soitec）市场份额占乎没有波动，合计市场份额达95%，其中本两家企业信越和胜，拥有硅晶圆市场50%的份额，市场格局已然形成。据国际半导体产业协会(SEMI)统计，2022年全球半导体硅出货积达147.13亿平英，同增3.9%；总营收额同增9.5%，均为历史新。近年来，我国半导体硅业在加快产能建设，12英硅关键技术研发取得了进步。根据国内半导体硅企业的公开披露信息及研究报告，截2022年末，上海新昇的12 英半导体硅营收占已从2019年的14%增到41%，并计划投产30万/集成电路12英硅，从将硅产能从2022年底的30万扩60万；中环领先随着Logic、CIS、Power等产品快速上量，硅产能将在30万/的基础上扩产60万/；奕斯伟已启动建设硅期项，达产后12英半导体硅产能将从50万增100万；杭州昂微电股份有限公司的公司浙江瑞泓科技股份有限公司前具备硅产能15万/，计划新增产能40万/；杭州中欣晶圆半导体股份有限公司前拥有12英半导体硅产能9.16万/，计划扩产20万/;有研硅在2023年10末将拥有10万/的12英半导体硅产能。虽然与国际主要半导体硅供应商相，国内半导体硅企业技术较为薄弱，市场份额较，但营收增率远遥遥领先与国外企业，显了我国硅晶圆市场的巨发展能。随着未来国产替代趋势的升级，国产半导体硅市场占有率将进步提升。2022年部分半导体硅供应商营收能数据来源：上海合晶硅材料股份有限公司招股书三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）142、国产硅晶圆供应能提升国内光刻企业积极推动产能建设。光刻商需购置相关的光刻机来进内部测试，伴随着光刻产品从低端向端演进，叠加国际间贸易摩擦和经济限制，中国光刻供应商难以购买EUV光刻机进内部验证，使得EUV光刻的研发成本及验证难度幅提升。据观研报告统计，2022年全球半导体光刻业市场占最的是东京应化（27%）、杜邦（17%）、JSR（13%）和住友化学（13%）。美企业垄断态势依旧稳固。我国具有定数量的光刻企业，部分企业实现上市。由于部分上市公司正处于“产能在建”状态，因此，公布相关经营数据的上市公司较少。其中，2022年容感光的光刻业务实现收7.28亿元，产量为1.88万吨，主要经营PCB光刻产品；雅克科技的光刻业务实现收12.59亿元。当前国内光刻企业多分布在技术难度较低的PCB光刻领域，占超9成，技术难度最的半导体光刻市场，国内仅有彤程新材（北京科华）、华懋科技（徐州博康）、南光电、晶瑞电材和上海新阳等少数家。在KrF光刻领域，北京科华、徐州博康等企业已经能实现量产；在ArF领域，南光电、上海新阳等均有布局；在板光刻领域，凯材料、雅克科技、晶瑞电材也均有部分产品实现了量产；形程新材控股的北京科华在KrF光刻、g线、i线等产品均实现了量产。2022年中国光刻上市公司光刻业务情况资料来源：各公司公告 前瞻产业研究院表3-2022年中国光刻上市公司光刻业务布局情况 资料来源：各公司公告 前瞻产业研究院三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）152、国产硅晶圆供应能提升CMP抛光液产能有望量释放。2022年全球CMP抛光液市场销售额达到了20亿美元，预计2029年将达到28亿美元，年复合增率（CAGR）为6.2%（2023-2029）。从市场分布看，亚太地区是最的市场，占有约82%的份额，其次是北美和欧洲，分别占有约10%和7%的市场份额。从销售看，全球CMP抛光液（CMP Slurry）的前三商，包括英特格（CMC Materials）、化成、Fujifilm等占据了全球约51%的市场份额。从产看，北美是最的产地，占有约35%的份额，其次是本和中国台湾，分别占有22%和18%的份额。从产品类型看，硅溶抛光液是最的细分领域，占有抛光液约57%的份额。中国企业安集科技初步打破了抛光液的进依赖局，获得了全球2%的市占率，国产替代空间仍分阔。当前，安集科技、股份、万华化学等企业正在加速布局CMP抛光液产能建设。根据安集科技招股书披露，公司现有CMP抛光液产能合计13266.38吨，宁波安集化学机械抛光液产线建成后将新增1.5万吨化学机械抛光液产能。随着各企业CMP抛光液产能相继布局，我国CMP产能将量释放。表3-我国主要抛光液产企业基本情况资料来源：公司公告，前瞻产业研究院，太平洋证券研究院三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）163、国产设备营收增显著据中国发展和改委员会发布数据显，2022年全球半导体设备市场为1076亿美元，中国陆半导体设备销售额占全球销售额26%，达到283亿美元，超出中国台湾（25%）、韩国（20%）、北美（10%），连续三年成为全球最半导体设备市场。在企业排名，2022年全球半导体设备全球前5名，依次是AMAT、ASML、Lam Research、TEL、KLA。图 2022年全球半导体设备销售情况资料来源：中国发展和改委员会其中在光刻机领域，2022年，前三半导体光刻机商ASML、Nikon、Canon的出货量达到551台，同提升15%。在端机型中，ArFiASML市占率达95%；ArFASML市占率达到87%；KrFASML占据72%的市场份额，EUVASML保持垄断地位，市占率维持100%。2022年ASML共出货345台光刻机，较2021年增加36台，同提升12%。其中EUV光刻机出货40台，占整体营收约44%。国产光刻机主要公司为上海微电，其产品主要采ArF、KrF和i-line光源，可满IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和关键层的光刻艺需求。三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）173、国产设备营收增显著表 2022年全球头部光刻机销售数量/台资料来源：芯思想，前瞻研究院国产半导体设备营收与净利润双双速增。国内半导体设备供应商虽然在技术平、市场占有率等与国外具有较差距，但在相关政策持及设备商努的双重推动下，企业营收额速增，业盈利平幅提升。据统计，2022年国内五家半导体设备企业合计实现营业收418.87亿元，同增49.98%；实现净利润65.20亿元，同增122.51%。具体来看，北华创作为国内半导体设备商头企业，2022年半导体营业收120亿，稳居排名第，中微公司排名第，盛美上海排名第三，川科技排名第四，同2021年排名。2022年完成上市的拓荆科技以全年16.9亿元的营收由2021年的排名第九跃进第五，同样2022年上市的华海清科以全年16.5亿元的营收由2021年的排名第前进第六，两家公司全年营收同增均超过100%。在国内市场内，国产半导体设备业竞争格局集中在头部设备企业。根据中国半导体设备企业已披露的2022年收数据统计（屹唐股份未披露数据），本设备商头北微在国内部分设备商的份额达到36.0%，业前三名的份额达到60%，前五名份额达到74%，前名的份额达到86%。三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）183、国产设备营收增显著图2022年中国陆上市公司半导体设备业务营收排名数据来源：wind，光证券注：上述排名包含集成电路前道制造、后道封测及LED等功率器件设备商，不含光伏业设备商产品布局趋完善。美国应材料(AMAT)是全球最的半导体设备公司，产品横跨CVD、PVD、刻蚀CMP、离注、量测、RTP等除光刻机外的乎部分半导体设备。本商中，北华创的产品布局最为泛，覆盖PVD、PECVDLPCVD、ICP刻蚀、单ALD、退/合/氧化/扩散等多种产品。近年来，我国半导体设备企业不断开发新产品。例如，中微在EPI、LPCVD、ALD、ALE加新产品研发度，盛美在原有清洗设备基础上，加电镀、炉管、Track、PECVD的布局。产品多样性不断提，布局基本完善。于此同时，部分企业采取继续提升已有核产品的竞争的法，提竞争。例如，拓荆科技推出六站式PECVD和六站式PE-ALD，以及多边形产能平台，芯源微推出产能架构平台，盛美拟推出超临界清洗设备。三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）193、国产设备营收增显著表：半导体设备上市公司新产品研发进度（2022年报）资料来源：Wind，光证券研究所国产化率仍有待提升。2022年，前道艺相关设备的国产化率提升16.4%，但国内部分半导体设备环节国产化率仍不20%。表3-我国半导体设备国产化率数据来源：东吴证券研究所三、产业结构变化规级MCU芯年度发展报告（2023）204、国产产能提升，规级产线增加较少汽芯的“缺货”及市场规模的上涨引来众多晶圆制造产线积极布局，据集微咨询统计显，当前我国已建成并量产的12/8英产线中，有41条产线已拿到IATF16949规认证，数量显著提。业务范围包括集成电路设计与制造、功率半导体器件的设计和制造、半导体分器件的设计与晶圆的制造、IC封装产品、IGBT模块、电学传感器的设计和制造、动态随机存取存储器的设计和产等。其中，与规级MCU芯（集成电路）相关的产线26条。从地区分别来看，我国芯产重点区域分布在三地区、京津冀地区、粤港澳湾区。三凭借区域体化的优势，汇聚了全国半以上的规级产线。上海、锡、苏州、绍兴等城市共计16条规级MCU产线，占达61.5%，是全国规级芯产业最发达的地区。京津冀地区已北京为中，亦庄推出了科创条政策，围绕端规级芯提供资持，度较。粤港澳湾区的发展重点主要集中在芯的应端，在应的驱动下，布局规级芯产。州、深圳、港等地也出台了相应的产业扶持政策。表3-3我国MCU芯相关产线规认证情况数据来源：集微咨询四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）21四、供应链市场动态1、市场需求变化2022年全球MCU市场规模达82.86亿美元，较前年增11.4%。这增主要受全球新能源汽产业的快速增驱动，尤其在中国市场，2022年新能源汽销售量达646万辆，同增89.5%，市场渗透率从2021年的14.3%提升25.6%。随着新能源汽的持续增和智慧化推进，预计2023年全球MCU市场将增86.46亿美元。智能电动汽的发展导致单芯数量不断增加，对MCU性能要求也随之提升。传统燃油、轻混汽、插混及纯电动汽的芯需求量分别约为600颗、1000颗和1500颗以上。罗兰格预测，2023年全球汽芯供给将有8%13%的需求法满。到2025年，总供给预计达8.46亿个，需求短缺将缩3%5%。20172023年全球MCU规模20172023年全球MCU规模，来源：拓墣产业研究院海外MCU供应商优先供货海外客，使国内规MCU商获得进国内整供应链的机遇。国内整强烈国产化诉求，培养国内战略合作伙伴。中国品牌乘市占率稳步提升，出势头强劲，受益于国产业发展，规MCU商期增可期。我国汽MCU市场规模持续增，2021年市场规模达30.01亿美元，同增13.59%，预计到2025年市场规模将增42.74亿美元。汽MCU市场的持续增，前瞻性布局有望助公司提升市场份额，受益于汽智能化、电动化、联化和共享化的迅猛发展，MCU在汽电领域的应规模逐步扩，带来需求量的快速增。四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）222、主要市场参与者分析汽MCU市场主要被海外巨头如NXP、Microchip、瑞萨、ST、英凌等占据，这些商2016年的市场份额为72.2%，到2021年增82.1%。国内载控制类芯市场虽有国产头企业，如紫光国微、华半导体、上海芯钛等，但多集中在中低端领域。性能控制芯E3系列产品，由芯驰科技于2022年4发布，是国内个达到ASIL D功能安全等级的规MCU，填补了国内端安全级别规MCU市场空。2021年全球规级MCU市占TOP52021年全球规级MCU市占TOP5，数据来源：IC Insights，与研究院整理汽MCU市场的进槛较，尤其是可靠性和功能安全性要求，加上企的采购惯性，使得海外巨头在汽产业链中的优势地位难以动摇。然，国内汽业的发展和供应链安全需求促使本商开始打造汽MCU，如四维图新旗下的杰发科技发布了基于Arm Cortex R52内核的AC7870 x，这是款达到ISO 26262 ASIL-D的功能安全级别的多核频MCU。芯驰科技、芯旺微电等国内企业也在积极布局规MCU产品线。兆易创新于2022年9发布GD32A503系列规级MCU，适于窗、智能锁、电动座椅等控制系统和电机电源系统。亚迪作为芯研派代表，已推出32位规级MCU BF7006AMXX系列产品，泛应于旗舰型。四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）232、主要市场参与者分析国产规级MCU统计表国内部分规级MCU统计表，资料来源：与研究院国内汽MCU市场规模持续增，2021年市场规模达30.01亿美元，同增13.59%，预计到2025年市场规模将达42.74亿美元。国内规级MCU市场由恩智浦、瑞萨、意法半导体等国际商主导，但国产MCU商正在逐渐活跃，获得更多上机会。前国内有23家芯公司布局规级MCU产品线，多还停留在控制领域，如窗、照明、区域控制器关等，以及座舱应，如液晶仪表、抬头显控制器、电后视镜等。少数企业已开始布局对动集成以及底盘类阶应，如电机、BMS、智能驾驶等。四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）242、主要市场参与者分析国产规级MCU应表国产规级MCU应表，资料来源：与研究院四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）253、交期及价格变化规级MCU具有业壁垒，全球市场由海外商垄断。规级半导体产品在作温度、寿命、良率、认证标准等要求严格，认证过程复杂。整倾向于使已通过验证的MCU产品，不易导新商的产品。截2023年9底，中国汽流通协会发布的“中国汽经销商库存预警指数调查”显，9中国汽经销商库存预警指数为57.8%。在汽MCU市场上，价格波动明显，如NXP 32位MCU FS32K144HAT0MLH价格从常态的22元飙升550元，英凌32位汽MCU SAK-TC277TP-64F200N DC价格涨4500元，涨幅近百倍。瑞萨、NXP、英凌、ST等MCU仍处于紧缺状态，例如ST的性能32位MCU STM32H743VIT6价格从48元涨600元，英凌汽MCU SAK-TC237LP-32F200N AC的价格从1200元涨3800元。与此同时，原本热的消费电市场开始降温，需求疲软。通、消费类MCU价格回落，某些ST芯型号如F0/F1/F3系列价格接近常态价，部分MCU价格甚跌破代理价。NXP近50%的业务为汽领域，2023年Q2收环增5.7%，汽芯需求仍然旺盛。ST的汽&分器件业务相对强势，整体收抗周期下。根据中汽协数据，2023年9，汽产销分别达到285万辆和285.8万辆，环增10.7%，同增6.6%和9.5%，创历史同期新。从Cypress、NXP、瑞萨、ST、英凌等商的数据来看，汽料的交期较，超过30周，英凌的汽料依旧缺货。不论是交期还是价格，都保持稳定状态。规级MCU交期表四、供应链市场动态规级MCU芯年度发展报告（2023）264、产能变化与分析规芯认证涉及晶圆供应商、封测和芯制造商Tier 2的紧密合作。例如，台积电负责全球70%的规级MCU产量，其参与对规级MCU认证关重要。前全球规MCU主要采40nm-90nm制程，部分豪华型采28nm制程。这些制程已经由国内晶圆代如中芯国际和华虹拥有制造能。2021年，汽MCU的销售额达到76亿美元，创历史新。多数芯采8英晶圆产，部分商转向12英线。台积电、联电等晶圆代的扩产主要集中于先进制程，规MCU所需的40-55nm制程产能扩产有限。中国晶圆代业正在加速扩张成熟制程产线，IC Insight数据显，中国晶圆代市场规模年复合增率为15.12%，于全球增平。中芯国际计划在未来3-5年内增加28nm以上产能34万/，总投资超过260亿美元，有效缓解载MCU制程晶圆的产能短缺情况。肯锡数据预测，到2026年，中国40-55nm制程晶圆给需求例将超过70%，国内规MCU商获得晶圆制造产能持的难度降低，供应链险减弱。2022年末以来，晶圆代业正从去库存的峰期过渡到尾声，TrendForce预测晶圆代成熟制程产能利率将在明年下半年缓步回升，中芯国际和华虹集团的8英产能利率复苏将快于业平均平。另，消费电市场需求疲软导致通、消费类MCU价格回落。规级MCU的价格波动较，如NXP和英凌的某些MCU价格暴涨，显市场需求旺盛。DIGITIMES Research的调查显，2022年第四季以来，汽业的芯缺货情况逐渐改善。五、技术趋势规级MCU芯年度发展报告（2023）27五、技术趋势8位MCU主要于简单控制，16位MCU于中端底盘和低端发动机控制，32位MCU则于端发动机和控制。载MCU的位数与其结构复杂性和处理能成正，随着汽架构集成度和功能复杂度的提升，32位MCU开始成为主流。2020年，32位MCU在市场中占超过62%，成为最泛应的MCU类型。新型的汽电电架构，如DCU（域控制器）概念，旨在突破ECU的性能瓶颈。这种架构通过更强的处理器芯集中控制每个域，替代了传统的分布式电电架构。随着电的功能性和复杂度不断增加，32位MCU成为主流，占超过70%。例如，ADAS等智能辆功能的普及推动了对性能MCU的需求。随着域控制器的普及，传统MCU将从分散式设计过渡到集中式设计，采具有更多处理能的控制器进集中处理。智能汽对ECU的需求不断上升，特别是随着智能驾驶舱成为新标准配备的部分，相关装置如雷达、光达、载镜头等传感器规格和数量提升，对MCU性能提出更要求。智能汽对主动安全、智能座舱、辅助驾驶等功能的需求益增加，推动对ECU中MCU性能的提需求。多核MCU具有算、实时性和功能安全性，成为智能汽MCU的必需品。半导体在MCU开发上，更倾向于采主要IP供应商如ARM、Synopsys等提供的IP来增强MCU性能。近年来，SoC的发展也推动了对更性能MCU的需求。未来载电系统将越来越智能化，要求规级MCU芯具备更强的智能计算能。通过AI技术，可以实现芯的学习和智能决策，提载电系统的整体性能。随着智能交通和联的发展，规级MCU芯需要具备更强的通信能，持LTE、5G等新型