中国MCU之王的突围之战

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2019年3月7日，一则来自瑞萨电子的声明在业内炸开，此前曝出的停产传闻被“实捶”。虽然半导体行业整体进入下行，但缺货行情结束，全球MCU最主要制造商宣告“暂时停产”仍然匪夷所思。

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中国半导体的黎明之年——2018年刚刚过去，恰逢业内最重要的线下盛会——2019慕尼黑上海电子展，“芯片大师”（立创商城旗下芯媒体）现场专访了中国MCU龙头——兆易创新（GD），在“前有巨头，后有追兵”的激烈竞争环境中，看中国MCU之王如何布局和突围！
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图右：兆易创新 MCU市场总监 金光一
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7 a# }" p& c5 Y# V产业格局
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& Z4 A- W* U: r& p1 y" s8 @MCU：设备中的计算机
. r! ~" J3 @' k5 f/ k' a+ ]如果说集成电路最典型的特征是“集成”，那么MCU（Microcontroller Unit）恐怕是最典型的集成电路。因为集成了处理器、存储器、I/O接口等多种重要部件，MCU又被我们中国人称为“单片机”，即芯片级计算机。

图：全球 MCU 应用领域占比

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) ]( j2 g: k! J" c9 J% X作为安装在设备中的“计算机”，在前景巨大的汽车电子领域，MCU是安全、控制、监测等子系统的中枢。而在IoT这张万物互联大网中，MCU是每一个节点的核心，传统的消费电子和工业控制更不需赘述。
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9 h+ s8 E8 D+ i7 Q% e8 f0 H# S市场格局
1 I- T! p, g  L据“芯片大师”了解，愈发多样化的市场需求催生了品类繁多的通用型和专用型MCU，近五年来全球销售额和出货量更是连创新高。
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2017年全球MCU市场份额约174亿美元，总出货量月233亿颗，其中中国市场消耗超过30%。管中窥豹，32位MCU销量大幅增长说明追求高能效比的市场需求（如智能家居、手持终端）正在主宰中国的MCU市场。
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图：2012-2017年各类 MCU 销售额

目前MCU产品有四大发展趋势：一是低成本，海量的节点设备和广泛的应用下，降低成本是必然趋势。二是低功耗，满足手持、电网离线设备的长续航需求。三是高性能高集成度，满足算力需求的通用型MCU。四是高稳定性，电子设备使用面临的特殊环境越来越多。
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近年来借助国内智能化的东风，兆易创新 GD32 MCU成为中国32位微控制器领域的领导者。春江水暖，越来越多的本土厂商投入了消费市场的怀抱。
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图：兆易创新 MCU 出货量和营收

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那么，中国MCU领域不折不扣的“领头羊”，营收年均复合增长达255%（2013-2017年）的兆易创新是如何在这条豪强林立的赛道上突围的呢？下面是“芯片大师”对GD兆易创新MCU市场总监金光一的专访。

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Dialogue with GigaDevice
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（专访节选，时长3：51，建议在WiFi环境下观看）

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“芯片大师”：谢谢金总接受我们的专访，兆易创新是中国存储和MCU领域的龙头企业，我们很多工程师用户更多还是从产品上了解GD，今天借慕尼黑上海电子展的机会，请您给我们介绍一下GD？


GD MCU 金光一：是的，兆易创新成立于2005年，目前主要的产品分存储器和控制器两大部分。经过十几年的发展，兆易已经成为业界最大的SPI Nor Flash 供应商（Fabless），目前Flash产品月出货量也已经突破1.5亿颗，位居全球第三，国内第一。
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基于我们在存储方面的优势，兆易在2013年正式推出国内第一颗Cortex-M3 内核的MCU，也是国内最早基于ARM架构开发通用MCU的厂商。迄今为止，兆易已经开发基于M3、M4、M23内核的产品共22个系列、300+型号，覆盖从消费电子、工控到汽车等各类应用场景。
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“芯片大师”：听闻在刚刚过去的2018年，兆易的MCU出货量突破2亿颗大关，我们很想知道，这样强大的爆发背后基于怎样的实力？下一个1亿颗什么时候到来？
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GD MCU 金光一：是的，兆易的MCU突破第一个1亿颗用了四年（2013年至2017年），第二个1亿颗用了一年（2017年至2018年），我们坚信第三个1亿颗在今年上半年即将到来。自产品推出以来，我们以迅猛的增长速度和领先的市占率，获得了用户高度认可，赢得了广泛的行业赞誉。
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回顾过往兆易取得的进展，一方面归因于市场的智能化需求对MCU的拉动，同时传统的8位、16位开始被32位产品所取代，而兆易提供了更丰富、高性能的产品供用户选择。另一方面，我们产品的设计、封装和交付一系列流程都在国内完成，能为本土市场提供更高效的服务。此外，在IoT、AI、边缘计算等近年这些热点领域的产品研发上MCU是必不可少的，我们长期看好这部分增量需求。

图：M23 内核的 GD32E231系列

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& |5 N) f4 q- F: T, J$ U6 G# q# r% Y“芯片大师”：3月份兆易刚刚推出基于M23内核的GD32E231系列，同时定价非常有诱惑力，我们很多工程师对该新产品非常感兴趣，能否透露一下相关信息？

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GD MCU 金光一：谢谢大家的关注，这次推出的E231系列和去年十月推出的E230系列同为M23内核，专为应对入门级应用需求而生，同时具备高性价比。主频达到72MHz，最高支持64K Flash和8K SRAM，同时集成了SPI, UART, I2C,多路模拟运放，2.6M 采样率高性能ADC，硬件比较器等外设。E231系列MCU专门对BLDC电机驱动方案做了优化，集成了2个高速轨到轨的运算放大器，降低了BLDC电机控制方案的成本，提高了系统的集成度。
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图：GD32 MCU 发展布局

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1 R  L- ^8 I: g$ o“芯片大师”：您反复提到IoT等应用，同时我们知道兆易收购了传感器厂商思立微，将来在存储和MCU产品之外，请问GD有何布局？
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GD MCU 金光一：是的，很多关心兆易的朋友都对这个问题感兴趣。构建万物互联的IoT是未来的主流趋势，其方向不外乎四个方面。
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第一是存储端，包括云管端互通，云存储和大数据，在这方面我们与华为云、阿里云，及Arm深度合作，用户可以使用GD32 MCU方便的运行华为LiteOS、阿里 AliOS Things、Arm mbed等嵌入式操作系统，并可以直接至商务云端处理和执行。第二是处理端，即MCU是控制智能终端连接到IoT网络的核心，如果把物联网比喻成一张网，那么MCU就是构成IoT网络的每一个节点，且无处不在。第三是传输端，IoT的数据传输通常基于无线连接协议，如短距的蓝牙BLE，WIFI，RF，Zig-Bee；长距的NB-IoT，5G等，并且还要考虑到接入的安全性。目前我们已经在开发支持WI-FI安全连接功能的MCU，率先满足智慧家居物联等短距无线接入需求，预计年底推出。支持各种其他类型无线协议的后续产品也将逐步推出。第四是传感端，是外界自然信号进入数据处理的桥梁，也是人工智能的基础。收购思立微是兆易在这方面的重要布局，我们也在思考如何加大这方面的投入。
“芯片大师”：除了IoT另一个本土厂商关注的市场是汽车电子，作为国外半导体巨头林立的市场，GD在这方面有什么规划？
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GD MCU 金光一：汽车电子是我们始终关注的市场，兆易在这方面的布局也比较早，我们已经拥有如卫星导航、行车记录仪、车载影音、车用线束等大批汽车周边的行业客户群。目前兆易创新已经通过AEC-Q100与ISO/TS16949的车规认证，并推出了汽车级NOR Flash产品，应用于国内主流车场的前装核心电控单元(ECU)，并已经批量出货。中国的汽车电子市场大有可为，通过在汽车相关应用的支持经验和技术积累，我们在后续也有计划推出汽车级的MCU产品线。


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图：GD25 系列 NOR Flash 产品已通过车规认证

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. P% i8 v2 t8 [/ F0 W, h$ y$ n( w截至发稿前，我们得到兆易创新GD25全系列SPI NOR Flash产品已完成AEC-Q100认证的消息，该系列是目前唯一的全国产化车规闪存产品。凭借高质量的产品和杰出的市场表现，在刚刚举行的“2019年度中国IC领袖峰会暨中国IC设计成就奖颁奖典礼”上，兆易创新GD32E230系列Cortex?-M23内核MCU荣获“年度最佳MCU”奖项，GD32 MCU市场推广团队荣获“中国杰出 IC 市场推广团队”。兆易创新 GD32 MCU正在全球IC产业版图上铿锵有力地走出自己坚定的步伐。


“芯片大师”：从存储器、控制器到传感器，GD的产品布局和发展路径已经有国际半导体大厂之相，请问您如何看待当前本土半导体厂商的发展环境？

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GD MCU 金光一：产品布局的延伸源于兆易希望为客户提供更多的产品选择，但我始终认为，中国半导体正在崛起。近两年来无论是外界关注、厂商自身成长还是资本青睐、技术突破，对于本土芯片厂商都可以说是空前利好，5G、物联网、人工智能、边缘计算等内生需求将更加有利于我们抛掉历史包袱，兆易创新有信心成为中国半导体发展的领头羊！
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Dawn & Road
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芯片作为半导体行业竞争的主战场，随着自主化的步伐加快将进一步被聚焦于舞台中心，也应该赢得更多关注。借此机会，我们分享一下国内、国际市场MCU产品的数据。
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国际玩家

图：全球主要 MCU 厂商

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可以看到，目前MCU的主流玩家已经高度成熟和集中化。


: n& L' b% D* v8 t" P1 f第一，市场份额集中。2016年的数据显示，全球八大厂商瓜分了全球88%的市场，且都是在汽车电子、工业控制等中高端应用领域耕耘多年的老玩家，头部玩家的实际利润可能占全球市场超过90%。

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  j# `0 Y' S, }- n第二，市场格局趋于稳定。四年内，恩智浦并购飞思卡尔拿下MCU冠军宝座，瑞萨收购 Intersil跃居第二，微芯（Microchip）则凭借超强的PIC 8位机继续稳居前三，凭借ARM架构开发出革命性的STM32系列打下一片江山的意法半导体更是前三的有力争夺者。借助大宗资本并购，各路豪强已经基本稳固了自家大本营。

图：中国 Cortex-M 内核产品市场情况

从市场规模和出货量增长来看，ARM架构的32位产品非常有代表性。STM32目前全球出货量突破30亿颗，占据中国48%的市场，统治力强大。同时，中国厂商只有兆易创新和新唐（台湾）上榜。
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5 y9 Q  [+ H2 ]( z3 Q& Q0 M  x本土厂商概况
  ~+ ]/ A' W# P/ R; ]下面我们列出了大陆主要的MCU企业和相关数据（注：为2018年前三季度公开数据），看看我们有哪些选手参战。
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图：大陆主要 MCU 厂商

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! B0 B$ @/ W8 y4 }% n) m可以看到，本土企业更多的是区域级选手，产品应用涉及面不够广泛，同时除了市场强敌，本土厂商更多要面临的还有研发能力、市场认可和同质化竞争等问题。
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第一，规模差距较大。全球TOP8选手单MCU产品年营收均在7亿美元以上，而国内总营收超过2亿美元的厂商屈指可数，MCU产品营收更低。此外，年出货量达到1亿颗也是一道重要的门槛。
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第二，技术实力和专注度。智能化时代，先进工艺、超高集成度和低功耗设计取决于研发水平。大陆上市公司中，只有兆易创新和中颖电子以MCU为主营产品，2017年相关营业收入分别为4亿元和3.11亿元。国内MCU研发总体呈现碎片化，更多厂商依赖单一市场或产品线，研发很难超过百人规模并保持持续投入。


第三，增长迅速，价格优势。依托内生需求增长，本土厂商在小家电、智能家居和仪器仪表等细分领域表现抢眼，同时国内的设计制造和服务成本更低。2017年 ARM公司对 Cortex-M0/M3内核免授权费，大大降低了MCU开发者的开发费用，利用现有成熟的IP快速设计产品。这必然带来MCU产品设计者的增加，进而32位MCU的价格竞争也势在必然。


“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越”，在利基市场深耕多年破茧而出的兆易创新有望成为本土第一家准国际级MCU设计企业，率先挑战国际巨头。随着大基金、科创板等资本政策利好，社会关注度和企业知名度的提升，国产替代趋势深入本土企业供应链，同时迎来5G、IoT和智能汽车等新兴市场的机遇，中国MCU产业将迎来空前的黄金发展期。
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“启明星”升起，这场集成电路主舞台真正的黎明之战已经拉开了序幕！

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关于兆易创新
4 D2 Q: g2 g6 I: J/ i/ p& ?About GigaDevice

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2 j- z% b: J& F0 n; p+ A3 \6 P! K北京兆易创新科技股份有限公司（股票代码：603986，股票简称：兆易创新），是SPI NOR FLASH领域全球最大的fabless供应商，公司成立于2005年4月，总部设于中国北京，在全球多个国家和地区设有分支机构，营销网络遍布全球，提供优质便捷的本地化支持服务。公司致力于各种高速和低功耗存储器、微控制器系列产品的设计研发，已通过DQS ISO9001及ISO14001等管理体系的认证，并与多家世界知名晶圆厂、封装测试厂结成战略合作伙伴关系，共同推进半导体领域的技术创新。
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