微控制器（MCU），國人更喜歡稱為單片機，是今天電子產品的心臟，被廣泛地應用到消費和工業電子產品中。小到體溫計、無線充電器和智能手環，大到數控機床、機器人和汽車，都有MCU的身影。目前，MCU行業產值已經達到數百億美元。隨著物聯網和新能源汽車的高速發展，未來MCU的市場需求將有爆炸性的增長，前景看好。
市場需求持續擴大
2017年MCU市場十分活躍，市場增長很快，尤其是消費電子市場。據市場研究機構IHS數據，2017年中國MCU出貨量達到46億美元，同比增加17.6%。據意法半導體（ST）在STM32峰會上的報道，ST有61%的收入來自亞太區，通用MCU的收入超4成來自亞太區。從2007年STM32問世到至今，ST MCU在中國年複合增長率為27%。
另外一個方面，2017年下半年，MCU嚴重缺貨，幾家MCU大廠紛紛將供貨週期調至14—16周，8位MCU的供貨週期還要更長。導致嚴重缺貨的原因有多個方面：比如8位MCU缺貨是因為MCU企業將這部分產能轉移到高利潤的產品和應用上，還有中低端MCU生產的原材料短缺。市場研究機構預測，這種缺貨情況將持續到2018年。
國產MCU亟待多端突破
最近業內有資深人士在互聯網上發表一篇題為“MCU市場研究報告”的文章，文章列出了國內現有的40餘家MCU企業，其中，就有大家熟悉的兆易創新、中穎電子、華大半導體、靈動微電子和東軟載波（原海爾集成電路）等等。除此之外，還有一些很少被聽說的企業，而一些從事MCU業務的企業並不在這個名單中。報告透露，接近半數企業獲得了ARM Cortex-M內核的授權，也就是說，這些企業具備開發和生產當今市場主流MCU的能力。
40餘家企業中，並沒有多少主營MCU的上市公司。目前，能夠看到的有兆易創新、中穎電子和東軟載波三家。其他廠家，比如華大半導體、大唐微電子、同方微電子和貝嶺股份，多是大型集成電路上市公司，MCU只是其產品線中一個很小的分支（當然智能卡業務除外）。
中穎電子2017年的財報顯示，2016年銷售額達到5.18億元，同比增加25.8%。從營收結構上看，家電及機電MCU約佔60%，其他4個產品線分別佔10%。MCU業務的銷售額估計達到3億元。中穎電子的發展重點是8位MCU和小家電應用。
兆易創新最新的年報顯示，2017年實現營收20.3億元，同比增長36.32%，其中MCU業務收入金額約為3.4億元。中穎電子和兆易創新的年報數據，與IHS“中國MCU市場觀察”一文中的數據基本吻合。IHS表示，2017年中穎、兆易創新和東軟載波（包括集團內部交易）已經有5000萬美元的銷售額。
值得一提的是，作為國產32位通用MCU的領頭羊，兆易創新MCU產品線已發展為19個系列、300餘種芯片，可以覆蓋廣闊的市場應用。目前，其最新的ARM Cortex M4系列也已經推出。
總體看國產MCU，不論是市場份額還是技術先進性，都無法和國外企業相比。對於中國企業而言，目前佔據的主流市場還停留在8位MCU，佔比50%左右。16/32位MCU佔比分別為20%左右。這意味著，國內MCU應用領域多集中在低端電子產品，中高端電子產品市場還在外企手裡。
40餘家MCU企業中，生產32位通用型MCU的企業屈指可數。我們看到，除了兆易創新、靈動微電子之外，其他企業，比如華大半導體、航順和致象爾微電子等，只有若干種通用MCU芯片。
技術上，多數國產MCU企業還是依靠ST的生態環境，甚至很多企業產品定義的編號也與ST類似。比如，STM32F103是最流行的32位ARM M3 MCU，現有大約20款產品。國內某企業生產4款常用的產品，與ST的管腳兼容。這樣的方法可以很容易地進入市場，尤其在市場缺貨和價格競爭激烈的情況下。但是，這樣的做法，會面對芯片硬件和支撐軟件等領域的侵佔知識產權風險。隨著中美貿易摩擦的演進，政府也會更加重視這個問題，外企打擊盜版的意識和決心也會越來越大。
生態環境建設上，多數國產MCU企業還停留在開發板、燒寫器和基礎固件庫上，至於開發環境（IDE）、RTOS和中間件，依舊依靠第三方更高層應用的支撐，比如物聯網、專業算法庫、行業應用以及大學計劃。值得稱讚的是，宏晶電子和兆易創新支持舉辦了一些高校電子大賽，推動國家人才培養髮展。雖然靈動微電子支持華為lite OS物聯網操作系統、IAR和Keil ARM IDE，但是與MCU外企大廠依舊相距甚遠。
MCU企業投資雷聲大雨點小
2017年7月，國家集成電路產業投資基金以14.5億元收購兆易創新11%的股權，成為第二大股東。收購應存有戰略層面的考慮，國產存儲芯片的發展受到了越來越多的關注，但對於兆易創新第二大業務——MCU來說， 無疑是利好的消息，為國產MCU進入工業領域打下堅實的基礎。2018年的“中興事件”，給人們做了一次集成電路知識大普及，隨著社會對集成電路產業關注度的提升，MCU領域的投資也越來越多。
2017年5月，我曾撰寫了一篇題為“全球MCU市場和技術發展趨勢”的文章，也與許多關注MCU投資界的朋友進行了聯繫和交流。遺憾的是，我看到了一種現象：MCU企業的投資，雷聲大雨點小，實際落地的投資非常少。原因不外乎兩點：第一，企業發展前景不明確。第二，產品技術含量不高。給投資人留下的印象不外乎就是國產MCU企業現狀是“湊合著過，先解決溫飽”、“如果遇到大單可以小賺一把”。我想，作為投資人，追求成長性和回報率無可厚非，但是，作為一種高附加值的集成電路，MCU具有投資長、見效慢的共性。MCU研發是數字電路、模擬電路、通信技術、嵌入式軟件和開發工具等多方面知識的綜合，這些需要漫長的糾錯和長期的發展過程，還需要終端用戶積極配合，才能成功地嵌入到電子產品中。最終影響量產的因素還有生態環境，消費電子發展快，工業和汽車電子週期卻很長。售價不到1美元的32位MCU芯片的研發和應用過程並不簡單，需要投資人充分理解。凡事都有兩個方面，正因如此，客戶使用MCU芯片的忠誠度要高，持久性要長。MCU 企業也要保證產品的長生命週期（EOL），以支持工業、醫療和汽車行業客戶。
MCU生態有助於我國產業發展
打鐵還需自身硬。國產MCU企業應該樹立遠大理想，跳出8位MCU、低端產品和解決方案三大指揮棒，積極研發32位MCU，進軍中端產品和發展通用性芯片及其解決方案。過去2年間，已經有不少企業研發32位芯片，有的是ARM核，有的是開源RISC-V核。但是，因為市場價格壓力，都沒有堅持推廣，更沒有充足的信心和資金髮展32位通用性MCU系列產品。
2017年，MCU缺貨給通用型MCU企業一個絕好機會，相關訂單逐漸轉向供應商，業內人士分析臺灣新唐、和盛群、北京兆易創新等芯片廠商將在缺貨潮中獲利。
建立MCU生態一直是國產MCU的短板。對於獲得ARM內核授權的國產MCU企業來說，ARM多年打造的生態環境是一個很好的跳板。但是，如何打造出差異化是一個難點。在MCU基礎核心技術方面，國內企業應有積累和創新，比如超低功耗、無線、高精度模擬和存儲技術。在軟件和應用上，國產MCU應加強與中國軟件企業合作，打造自主可控的嵌入式系統生態環境，比如華為Lite OS、阿里AliOS和RT-thread。這些嵌入式和物聯網的OS已經具備主流嵌入式OS的基本功能，再結合阿里和華為雲平臺優勢，在物聯網領域內的應用頗具特色。同時，在服務上，國內企業更具特長。
據IC Insights 2016年研究報告，全球MCU市場將於2020年達到高峰，銷售額達209億美元，銷售267億顆芯片。據IHS研究報告，2018年中國市場將會達到50億美元，2021年將有64.2億美元。目前全球十大MCU企業中還尚未有中國企業。從銷售額看，我們與國際的距離還很遠。MCU作為通用電子產品的基礎部件和心臟，重要性不言而喻。希望政府部門、研究和投資機構重視國產MCU的發展，建議重點扶持有專業特色的MCU企業，經過3—5年發展，整合成有一定規模的企業。5—10年打造出銷售額達到10億美元、可以進入全球MCU 前十名的大型MCU企業。
何小慶系中國軟件行業協會嵌入式系統分會副理事長
一碼不掃，何以掃天下
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