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受缺芯危机影响,“国产替代”成了芯片行业的热门关键词。以最为紧缺的MCU芯片为切入点,我们挑选了一些电子工程师最喜欢的MCU芯片,孙纳从它们的核心技术、应用领域、规格书型号等方面来进行分析。
一、兆易创新
主要产品:GD32F150系列
核心技术:基于Arm架构的 Cortex-M3处理器,其主频为108MHz。精简指令集架构配上百兆主频,提供出色的运算处理性能。
主要应用:消费电子、工业控制、电机控制、安防监控、智能家居家电及物联网等领域。
主要产品:GD32E230系列
核心技术:基于Arm Cortex-M和RISC-V 内核的通用MCU
主要应用:消费电子、工业控制、电机传动、家用电器、消费电子等领域
二、国民技术
主要产品:通用安全MCU N32G455系列
核心技术:采用高性能32位ARM Cortex -M4F内核,集成浮点运算单元(FPU)和数字信号处理(DSP),支持并行计算指令。
主要应用:工业控制、空调压缩机控制、无人飞行器、云台、工业及消费类机器人等先进电机控制应用场景,以及UPS、太阳能逆变器、数字电源等需要控制器有高效运算能力同时又集成丰富的模拟特性的数模混合应用的场景。
N32G455系列产品可稳定工作于-40 C至+105 C的温度范围,供电电压1.8V至3.6V,提供多种功耗模式供用户选择,符合低功耗应用的要求。该系列产品提供包括从48脚至100脚的4种不同封装形式,根据不同的封装形式,器件中的外设配置不尽相同。
三、东软载波
主要产品:HR7P/ES7P/7H系列8位MCU、HR8P/ES8P系列32位MCU、ES32F系列32位MCU
核心技术:8位/32位 MCU设计开发
主要应用:智慧家电、智能楼宇、智慧医疗、车载电子、无人机、工业控制、智能互联网等。
四、晟矽微
主要产品:无线连接MCU MC8015
核心技术:内置 2.4GHz 无线收发模块,具有高集成度、高灵敏度、低功耗、抗干扰能力强等优点
主要应用:无线遥控、无线键鼠、无线通讯、工业控制等领域
主要特性:
片上集成发射机,接收机,频率综合器,GFSK 调制解调器
片上集成 32 位 Cortex-M0 结构 MCU
工作电压:2.0V~3.6V
封装形式:QFN48、QFN32
五、中微半导体
主要产品:电机控制MCU CMS32M系列
核心技早悉术:基于ARM-Cortex M0内核的高端电机控制专用芯片
主要应用:CMS32Mxx系列MCU是中微半导体电机控制产品线主力产品,被广泛应用于落地扇、正弦波吸尘器、油烟机、电动两轮车、变频空调、变频洗衣机等典型电机控制领域。
六、乐鑫 科技
主要产品:Wi-Fi MCU通信芯片、ESP32-S2(搭载单核32位处理器,并集成RISC-V协处理器)
核心技术:大功率Wi-Fi射频技术、Wi-Fi物联网异构实现
主要应用:智能家居、物联网、可穿戴设备
七、灵动微
主要产品:MM32F系列、MM32L系列、MM32W系列、MM32SPIN系列、MM32P系列等
核心技术:基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核则睁没,超低功耗、具备多种无线连接功能等
主要应用:工业控制、智能家电、智慧家庭、可穿戴式设备、 汽车 电子、仪器仪表等
除了以上提到的MCU厂商,还有华大半导体的电机控制MCU HC32M系列、 超低功耗应用HC32L系列、高性价比HC32F系列,还有航顺芯片的32位M3、M0的通用MCU,8位OTP、MTP、EEPROM、FLASH的通用MCU等国产热门MCU芯片
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中颖电子是半导体集成电路行业中的一家芯片设计商,是属于半导体集成电路领域为数不多的优质科技公司,是国内领先的集成电路设计公司,也是国产国产家电MCU主控芯片的领军企业。
它是全国最大的家电主控芯片供应商,是国内首个实现AMOLED显示驱动芯片量产的企业,也是国产化锂电池管理芯片领先者。依靠自主研发的芯片,它打破了欧美、日本等国家企业曾经在我国家电行业的芯片垄断地位。
其下游客户以家电、消费电子为主,在小家电领域市场份额居于行业前列,最近几年通过持续研发和市场开拓在白电市场MCU份额有了很大提升,居于国内厂商第一名,与海外MCU大厂赛普拉斯、瑞萨电子的差距在缩小。
近日,MCU是又一出现涨价声的半导体关键零组件。日本半导体制造商瑞萨电子发出拟于2021年衫茄1月1日生效的产品涨价通知,随后多个MCU厂近期同步调升报价。
目前,国内MCU市场主要由瑞萨电子、恩智浦、意法半导体、英飞凌和德州仪器等外资半导体公司瓜分,国产MCU梯队则包括兆易创新、君正和中颖电子等。中颖电子是国内较具规模的工控单芯片主要厂家之一,在家电MCU领域处于领先地位。
但是国内MCU厂商与海外MCU龙头厂商相比在技术水平、收入规模等方面仍有较大差距,国内厂商在4位、8位、16位MCU产品中市场份额较高,而在32位MCU产品中则以海外大厂为主。不过,在国内,中颖电子、乐鑫科技、兆易创新是国内MCU市键含场份额排名靠前的上市公司。
据了解,中颖电子目前家电主控芯片领域处于全球领先地位,国内或亮察排名第一,营收占比约50%;锂电池控制芯片营收占比约30%;小家电MUC市场占有率已达30%左右,白色家电市场占有率已达10%。另外在锂电池管理芯片领域,中颖电子已经在国产手机品牌里逐步实现规模应用。
由此可以看出中颖电子在国内芯片领域发挥的作用越来越多了,其mcu主控芯片也处于国内领先地位。
国内mcu龙头企业有:
1、中颖电子:2021年第一季度,公司净利润6758万,同比上年增长率为60.73%。
小家电MCU市国内占率第一。2017年报表示将继续开拓家电主控芯片及电机控制芯片市场,研发32位元工控级MCU新产品,积极推广变频方案,提高市场份额。
2、景嘉微:2021年第一季度,公司净利润4886万,同比上年增长率为91.82%。
景嘉微2017年10月22日晚间公告,公司拟定增募集不超过13亿元投入高性能图形处理器芯片以及面向消费电子领域的通用型芯片(包括通用MCU、低功耗蓝牙芯片和Type-CPD接口控制芯片)等在内的集成电路研发设计领域。
3、兆易创新:2021年第一季度,公司净利润3.01亿,同比上年增长率为79.43%。
上述专利涵盖NORFlash、NANDFlash、MCU等芯片关键技术领域,体现了公司在技术研发上的领先地位。
4、芯海科技:2021年第一季度,公司净利润-292.3万,同比上年增长率为-117.74%。
芯海科技(深圳)股份有限公司成立于2003年9月,是一家专注于高精度ADC及SOC芯片、高性能隐含MCU以及物联网一站式解决方案的集成电路设计企业。
5、纳思达:2021年第一季度,公司净利润2.15亿。
打印机出货量全球第四,大基金入股,通用MCU技术领先。
总体看国产MCU,不论是市场份额还是技术先进性,都无法和国外企业相比。对于中国企业而言,目前占据的主流市场还停留在8位MCU,占比50%左右。16/32位MCU占比分别为20%左右。这意味着,国内MCU应用领域多集中在低端电子产品,中高端电子产品市场还在外企手里。
在我国MCU企业中,生产32位通用型MCU的企业屈指可数。我们看到,除了兆易创渣亏新、灵动微电子之外,其他企业,比如华大半导体、航顺和致象尔微电子等,只有若干种通用MCU芯片。
技术上,多数国产MCU企业还是依靠ST的生态环境,甚至很多企业产品定义的编号也与ST类似。比如,STM32F103是最流行的32位ARM M3 MCU,灶梁笑现有大约20款产品。
如下:
士兰微(600460):生产的MCU芯片广泛应用于光伏逆变器、工业变频器、电动车、纺织机械等诸多领域,是如今国内掌握核心科技的行业领卖闹头羊,销售额大幅上涨。
兆易创新(603986):国内闪存芯片巨孙闹头,全球NORFlash的市占率达6%,2011年就开始布局MCU芯片,是目前中国最大的MCU芯片制造企业。
因全球芯片的短缺,营收大幅上涨,产品性能和价格在业内极具竞争力,生产32位的通用MCU芯片有望吃到这波MCU国产化的红利,研发水平业内领先,签约客户已超两万家。
公司MCU业务的爆发实现了净利润的暴涨,2019年再次推出新型的risc-V内核MCU,2020年又开始车规级MCU生产,是MCU芯片龙头。
芯海科技(688595):多年来专注高性能MCU产品的研发,提供物联网问题的解决方案,在行业深耕多年对MCU技术有着丰富经验,产品在智慧家居、微控制器和工业测控领域有诸多应用,同美的、小米、中兴、海尔等主流品牌建立合作关系,还是鸿蒙生态的战略伙伴。
投入的研发费业内领先,拥有数百项专利,32位MCU开始量产,车用MCU的布局,赛道空间广阔,极具核心竞争力,未来可期。
北京君正(300223):生产的MCU芯片应用在汽车照明和触控领域,一季度业绩翻倍,新产品竞争力强,MCU生产线正快速扩张。
国民技术(300077):MCU芯片的主流品牌,同宁德时代、华为和大疆等一系列大客户签约,目前正研发M7内核的最新产品,通信、安全领域双向拓展。
中颖电子(300327):中国工控芯片最大的供应商,从事MCU设计,通过家电使用的MCU芯片打开市场规模,并逐渐发展到家电主控、物联网、电机控制等各品类工业应用,中国MCU芯片最大的供应厂商,利润高复合增长,是优质的MCU龙头。
四维图新(002405):公司从事高精确度的地图设计,提出了“芯片+数字地图+物联网+大数据+自动驾驶”的战略格局,目前MCU芯片的业务营收占比12.3%。
乐鑫科技(688018):在MCU通讯芯片领域技术先进,中凯罩掌握了前沿的研发科技,产品应用在智慧家居、支付终端、工业控制等众多领域,市占率位于全球首位。
景嘉微(300474):斥资13亿发展高性能图形芯片和电子芯片的研制。
深科技(000021):子公司提供DRAM和Flash芯片的终端业务,是中国存储芯片行业的强有力竞争者。
中国十大半导体公司排名有:1、韦尔股份,2、紫光展锐,3、长江存储,4、中兴微,5、海思,6、兆易创新,7、木林森,8、格科微,9、士兰微,10、歌尔股份。
1、韦尔股份
全球前三大CMOS图像传感器芯片设计企业之一,全球第二大车载CIS厂商,成立于2007年,总部坐落于上海。
主营产品包括保护器件、功率器件、电源管理器件、模拟开关等四条产品线,700多个产品型号,产品在手机、电脑、电视、通讯、安防、车载、穿戴、医疗等领域得到广泛应用。
2、紫光展锐
紫光展锐总部位于上海,是全球少数全面掌握2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、电视调频、卫星通信等全场景通信技术的企业之一,并具备稀缺的大型芯片集成及套片能力。
产品包括移动通信中央处理器,基带芯片,AI芯片,射频前端芯片,射频芯片等各类通信、计算及控制芯片。
3、长江存储
长江存储成立于2016年7月,由紫光国芯与武汉新芯公司合并所成立。
该公司是一家专注缓亩于3DNAND闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业,同时也提供完整的存储器解决方案,可供应3DNAND闪存晶圆及颗粒,嵌入式存储芯片以及消费级、企业级固态硬盘等产品和颤哪大解决方案,广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心。
4、中兴微
中兴微电子成立于2003年,前身为中兴通讯于1996年成立茄竖的IC设计部,是国内主要半导体设计公司之一。
目前由中兴通讯完全控股。其主要产品包括多媒体芯片、通信基站及有线产品用芯片等。
在无线产品领域,中兴微电子5G的7nm核心芯片已实现商用,基于7nm自研芯片的高性能、全系列的无线产品助力运营商打造高性价比、平滑演进的5G网络。
有线产品领域,中兴微电子自研核心专用芯片的上市实现了产品的高集成度、高性能、低功耗。
5、海思
海思是全球领先的Fabless半导体与器件设计公司。前身为华为集成电路设计中心,1991年启动集成电路设计及研发业务,2004年注册成立实体公司,提供海思芯片对外销售及服务。
受美国制裁影响,海思在2021年下滑了81%,收入从上一年的82亿美元变成了15亿美元。
6、兆易创新
公司成立于2005年,是一家领先的无晶圆厂半导体公司,致力于开发先进的存储器技术和IC解决方案。
公司的核心产品线为FLASH、32位通用型MCU及智能人机交互传感器芯片及整体解决方案。
在中国市场,其SPINORFLASH市场占有率为第一,同时也是全球排名前三的供应商之一,累计出货量超130亿颗,年出货量超28亿颗。
MCU作为中国32位通用MCU领域的主流产品,以24个系列350余款产品选择,覆盖率稳居市场前列,并且累计出货量已超过4亿颗。
国内仅有的两家的可量产供货的光学指纹芯片供应商。
7、木林森
木林森股份有限公司,成立于1997年,是集LED封装与LED应用产品为一体,以LED封装和LED智慧照明品牌业务为主,覆盖LED半导体材料、新型应用产品及创新业务的全球化科技企业。
8、格科微
创立于2003年,是中国领先的CMOS图像传感器芯片、DDI显示芯片设计公司,产品广泛应用于全球手机移动终端及非手机类电子产品。
我们设计、开发、销售高性能的CMOS图像传感器芯片,该芯片可采集光学图像并转换成数字图像输出信号。
我们的图像传感器广泛应用于手机、智能穿戴、移动支付、平板、笔记本、摄像机以及汽车电子等产品领域。
我们也设计、开发、销售DDI显示驱动芯片,该芯片可驱动显示面板将图像数据显示于屏幕上。
主要应用在手机、智能穿戴及其它需要显示图像的电子设备上。
9、士兰微
公司成立于1997年9月,总部在中国杭州,是国内规模最大的集成电路芯片设计与制造一体(IDM)的企业之一。
士兰微电子建在杭州钱塘新区的集成电路芯片生产线目前实际月产出达到22万片,在小于和等于6英寸的芯片制造产能中排在全球第二位。
10、歌尔股份
公司成立于2001年6月,主要从事声光电精密零组件及精密结构件、智能整机、高端装备的研发、制造和销售,目前已在多个领域建立了综合竞争力。
从上游精密元器件、模组,到下游的智能硬件,从模具、注塑、表面处理,到高精度自动线的自主设计与制造,歌尔打造了在价值链高度垂直整合的精密加工与智能制造的平台,为客户提供全方位服务。
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