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产业概况

1、定义

微控制器（MCU）是一种高度集成化的芯片产品，它将计算机的中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、计时器与计数器以及各种输入输出接口功能集合于单一芯片之中，形成了一种具有芯片级别的微型计算机，借助这种微型计算机，可以针对各种特定的应用场合做出灵活的组合控制。通常情况下，我们可以依据 MCUs 的结构特性、指令集体系、存储单元结构及应用领域等多个维度对其进行详细的分类。

MCU 可以根据以下几个主要方向进行科学合理的划分：首先，按照数据处理能力的高低，我们可以将微控制器划分为四位（bit）、八位（byte）、十六位（word）、三十二位（double word）和六十四位（quad word）；其次，依据指令集的不同，我们可以将微控制器划分为复杂指令系统计算机（CISC）和精简指令集计算机（ RISC）两大类；最后，根据存储单元结构的差异性，我们又可以将微控制器划分为哈佛结构和冯·诺伊曼结构两种类型。除此之外，根据其实际应用场景的差异性，微控制器还可以进一步细分为通用型微控制器和专用型微控制器两类。

2、产业链结构

在微控制器(MCU)市场中，厂商可以大致划分为集成器件制造商 (IDM) 以及无工厂半导体供应商 (Fabless Semiconductor supplier)两大类别。对于专注于整体流程的IDM厂商而言，其业务链的基本运营模式是涵盖了从芯片设计到材料采购，再至设备购置，直至芯片封装及测试等各个环节;而相较之下，Fabless厂商仅承担芯片的电路设计工作并获得销售收益，将其他诸如生产、测试、封装等非核心环节进行外包处理。无论是IDM还是Fabless厂商，他们所主要服务的客户群均广泛涉足于汽车电子产品、消费类电子产品以及工业控制系统等各种应用场景之中。

图表：MCU(微控制器)行业产业链结构

资料来源：智研瞻产业研究院整理

行业发展历程

相对于全球行业来说，中国MCU（微控制单元）产业的发展起步相对较晚，足足落后了近20年之久。然而，尽管起步相对较晚，但是经过短短几载之间的快速发展，我国的MCU产业已经走过了初期探索阶段、技术革新阶段以及现在正处于的黄金发展阶段。如今，中国的MCU产业已经能够应对各种定制化的市场需求。我们发现，MCU芯片已经深入到电信、家电、医疗设备、汽车制造等各个应用领域，承担着不同类型的感测和监控任务；而且，将通信功能融入一体的产品也相应的被称为“无线连接微控制器”；此外，还有那些与传感器进行深度整合的产品，这类“智能传感器”的主要功能是发送衡量参数，提供状态报告，接收并处理来自外部环境的命令等等。

图表：中国MCU(微控制器)行业发展历程

资料来源：智研瞻产业研究院整理

行业相关政策

自2000年以来，中华人民共和国国务院、工业和信息化部以及科学技术部等多个政府职能部门逐步出台了一系列关于集成电路与通用芯片研发、税收优惠以及产业化方面的重大战略决策，内容覆盖从集成电路到通用芯片等各个关键技术领域内的实质性跨越式发展，并力求达到将相关技术推向国际化领先地位的宏伟目标。 在当下，被誉为"第十四个五年计划"的时间段，堪称中国集成电路产业奠定坚实基石、谋求更大辉煌的关键时期。对此，国家及各地区均倾力制定并推出了相应的"第十四个五年计划”规划和政策，这些都对我国集成电路行业的繁荣和发展产生着深远而积极的影响，发挥出重要的推动作用。值得我们注意的是，随着集成电路产业的蓬勃发展，它正在进一步拉动及催生单片微型计算机（MCU）行业的快速崛起和壮大。

图表：中国MCU(微控制器)行业相关政策

资料来源：智研瞻产业研究院整理

行业发展现状

1、上游发展

作为半导体行业产业链的基石，半导体材料与装备以其卓越的性能推动着集成电路技术的持久创新。在我国政府极力倡导半导体材料国产化的战略背景之下，我国本土半导体材料制造商纷纷致力于提升半导体制品的尖端技术水平以及研发实力，从而逐渐打破了国际上半导体厂商的垄断局势，有力地推进了中国半导体材料国产化进程的稳步发展。

半导体原料作为一种电子材料，因其具备特殊的半导体特性而备受瞩目。它被广泛应用于生产制造包括集成电路、分离式器件、传感器以及光电子器件等各类产品，且在产能、质量等方面的需求远胜过一般性材料。因此，在生产过程中对于材料的选取以及使用都显得至关重要。在半导体产业这块巨大的蛋糕里，半导体材料和半导体装备同属于产业链上游环节，它们共同构成了半导体制造工艺的核心基础设施，在其中发挥着举足轻重的作用。根据实际应用环节的不同，我们可以将半导体材料划分为两个大类:前端晶圆制造材料和后端封装材料。前端晶圆制造材料包括:电子气体、硅片、光刻胶及相关辅助材料、湿式电子化学制品、掩膜版、CMP抛光材料、靶材等等;而后端封装材料则包罗万象，如陶瓷材料、封装基板、键合线、引线支架、切割材料以及芯片粘接材料等组件，为终端消费者提供了丰富多彩的选择。

统计数据显示，2018年中国半导体材料行业市场规模205.62亿美元，2023年中国半导体材料行业市场规模374.72亿美元。2018-2023年中国半导体材料行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国半导体材料行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

半导体材料行业未来发展趋势

部分半导体材料国产替代已取得进展

近些年以来，我国的半导体材料产业得以全面发展，其背后是得益于国内的下游晶圆产业以及政府对该产业的全力扶持与鼓励。与此同时，各大半导体材料制造商也纷纷积极地招揽、培育高端技术型人才，把握住业界和科技前沿的发展潮流，积累丰富的研发经验，并攻克核心技术难关。这些努力促使他们筹集足够的资金投入到产能建设中去，从而在新型产品的研发、生产以及优质客户的引入等多方面都获得了显著的进展。现阶段，我们本土的制造商在一些半导体材料的细分领域已然占据了相当重要的市场份额。

高端半导体材料国产替代仍有较大空间

针对12英寸硅片以及ArF光刻胶等高精尖半导体材料的需求，市场对于此类产品的性能与制造工艺要求极为严格，整体技术难度也相当之高。然而值得欣慰的是，我国本土厂商已经开始逐步突破这些先进产品所面临的技术与市场方面的限制。比如，在涉及到的12英寸硅片领域，我国本土企业沪硅产业目前正处于产能提升的关键时期；同样在ArF光刻胶领域，伴随着彤程新材、南大光电以及上海新阳等厂商持续推进产品研发工作，目前来看进展颇佳。受益于中国大陆地区晶圆代工产业发展迅速以及国产化进行时企业所得到的诸多政策及产业支持，使得我国本土半导体材料制造商有望继续保持迅猛的发展势头；同时，我们预期中低档产品的生产规模将会进一步扩大，市场占有率也将有望获得更大的提升，而在高精度、高端产品的开发和客户引入方面，有望加快研发速度，取得显著的成效，从而进一步拓宽公司的发展空间。

统计数据显示，2018年中国半导体设备行业市场规模141.02亿美元，2023年中国半导体设备行业市场规模295.86亿美元。2018-2023年中国半导体设备行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国半导体设备行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

2、需求现状

MCU（微控制器单元）的体系架构具备极高的灵活性，能够在各个领域适应多样化的应用场景。目前，市场上涌现出愈发丰富的32位以及64位多核心MCU，这些产品能够应对各类复杂程度较高的应用任务，同时也能有效地进行SoC（片上系统）的集成设计。尽管当前MCU的整体价格呈现上升趋势，但我们仍可观察到32位MCU在推动物联网应用扩展方面的强劲发展势头，预计这将会使之成为市场上成长速度最为迅猛的细分板块。此外，随着5G技术支持下的互联设备需求量剧增，相信它们对MCU应用的拉动作用亦将愈发明显，使得MCU的应用需求呈现出飞速增长的态势。

统计数据显示，2018年中国MCU（微控制器）行业市场规模239.98亿元，2023年中国MCU（微控制器）行业市场规模423.50亿元。中国MCU（微控制器）行业市场规模（2018-2023年）如下：

图表：中国MCU（微控制器）行业市场规模（2018-2023年）

数据来源：智研瞻产业研究院整理