兆易创新研究报告：NOR稳扎稳打，MCU与DRAM未来可期

（报告出品方/作者：华创证券，耿琛，葛星甫）

一、中国大陆半导体设计领军企业，各项业务齐头并进

（一）利基存储龙头，MCU&DRAM 打开第二成长曲线

兆易创新成立于 2005 年，是国内领先的半导体设计公司。产品广泛应用于手机、平板电 脑等消费类电子、物联网终端、汽车电子及工业控制设备等领域。主要业务为存储芯片 （包括闪存产品和 DRAM）、微控制器（MCU）和传感器，2021 年，三项业务的营收占 比分别为 64.05%、28.86%和 6.42%。借助传统主业 NOR Flash 的渠道和客户优势，三项 业务有望实现协同，为客户提供从感知、存储、控制到电源管理的全套解决方案。

存储芯片业务：主要有三条业务线。1）NOR Flash 广泛应用于 PC 主板、数字机顶 盒、路由器、家庭网关、安防监控产品、人工智能、物联网、穿戴式设备、汽车电子 等领域，国内市占率第一、全球市占率前三；2）SLC NAND Flash 广泛应用于网络 通讯、语音存储、智能电视、工业控制、机顶盒、打印机、穿戴式设备等领域，24nm 产品量产；3）DRAM 主要面向消费类、工业控制类等的利基市场，2021 年 6 月， 公司推出自有品牌 19nm 产品，是国内少有的 DRAM 厂商之一。

微控制器业务：ARM Cortex M 系列 32 位 MCU，广泛应用于工业和消费类嵌入式市 场，适用于工业自动化、人机界面、电机控制、光伏逆变器、安防监控、数字电源、 电源管理、光模块、智能家居家电及物联网等领域。中国 32 位通用 MCU 领域的主 流产品，以 35 个系列 450 余款产品供选择，覆盖率稳居市场前列。

传感器业务：嵌入式传感芯片，电容、超声、光学模式指纹识别芯片以及自、互触控 触屏控制芯片，广泛应用于新一代智能移动终端、工业自动化、车载人机界面及物 联网等场景。公司是国内仅有的两家可量产供货的光学指纹芯片供应商之一，其中， 触控芯片全球市场排名第四，指纹芯片全球市场排名第三。

从公司业务发展阶段来看，主要经历了三个阶段：

第一阶段以存储芯片为中心（2005-2013），自 SRAM 起家，在 NOR Flash 领域大放光彩， 根据 IC Insights 数据，除 2013 年市占率略有下滑外，其余年份全球市占率稳步提升，为 公司的发展打下了坚实基础，2019 年公司顺利切入北美大客户，并逐步成为其主力供应 商，NOR Flash 业务更上一层楼。

第二阶段开始寻求以 MCU 为主的第二发展曲线（2013-2020），公司在 Flash 业绩突破 1亿美元后，为降低企业风险，在全球 NOR Flash 行业低谷期布局多项业务，并于 2013 年 推出 32 位通用 MCU，前瞻性地确定了以 ARM 架构为核心的 32 位通用 MCU 发展战略， 进军 MCU 行业基于以下考量：1）新赛道需为市场总量大且成长空间广阔的大芯片产业， 诸如手机处理器等芯片市场的竞争过于激烈，故锁定在了产品生命周期长，技术迭代相 对友好的 MCU 领域；2）MCU 与存储尤其是 Flash 技术上有协同性，公司可凭借 NOR Flash 的技术积累开展 MCU 研发活动；3）ARM Cortex-M 架构已成为主流，设计公司无 需去建立包括编译工具、开发环境、应用指南等在内的完整产业链，这降低了公司进入 MCU 的门槛。公司定位精准，选择 Cortex-M3 核这一主流市场切入，秉持“更高性能， 更优价格”的策略，产品迅速放量，2015 年公司 MCU 产品经过前期的市场推广后，逐 渐得到客户的认可，销售比例迅速由不到 2%提升至 10.66%。2020 年后，受益于技术突 破和行业供需紧张，业绩稳步增长，这一阶段公司在 NAND Flash、传感器、DRAM 等方 面亦有收获，并于 2016 年在上交所上市，为下一次跃升蓄力。

第三阶段公司业绩将主要由高速增长的 MCU 和 DRAM 驱动（2021 以后），中小容量的 DRAM 市场亦有百亿美元规模且竞争烈度一般，需求端其主要的应用场景在物联网，更 贴近本土企业，同时 Flash 与 DRAM 的下游客户重合度较高，进军 DRAM 业务就成了公 司顺理成章的选择。站在当前时点向后展望，公司 MCU“百货商店”日臻完善，自研 DRAM 瞄准利基型市场，凭借产能端和渠道端的双重优势，放量可期。

（二）股权结构清晰，管理团队经验丰富

公司现任主要管理技术团队具备在国际先进产业地区的丰富任职经验和先进经营管理理 念。其中，董事长朱一明为清华大学本科及硕士毕业，美国纽约州立大学石溪分校硕士， 曾任 iPolicy Networks Inc.资深工程师并入选国家“千人计划”。公司核心骨干源于海外留 学归国青年与经验丰富创业团队，具备较好的国际化视野，截止 2021 年底，公司硕士及 以上学历占比超过一半，技术人员占比超过 70%。

董事长朱一明先生为公司的控股股东和实际控制人。朱一明先生直接持股 6.86%的同时， 联合一致行动人香港赢富得（持股 3.74%）以及联意（持股 3.30%），合计持有的股份为 13.90%。其他大股东方面，香港中央结算有限公司持股 5.18%，国家集成电路产业投资 基金股份有限公司持股 3.11%。

兆易创新目前共有 18 家全资子公司，境内 10 家，境外 8 家。其中，上海格易、合肥格 易、兆易创新德国分公司以及新设立的新加坡分公司负责集成电路产品开发、销售业务。 深圳外滩科技、深圳格易聚创、苏州福瑞思、西安格易安创以及兆易创新美国分公司负 责集成电路技术开发、销售业务。思立微电子、合肥集芯、深圳集芯负责芯片销售业务。 上海思芯正普、耀辉科技以及兆易创新欧洲分公司负责软件销售与推广业务。

（三）国产替代叠加供需紧张，公司经营节奏持续向上

从公司历史财务数据来看，以 2011 年为起点可大致分为三个阶段：

NOR Flash 放量高增（2011-2016）：这一时期全球 NOR Flash 行业受功能机市场萎 缩冲击，市场规模逐年下滑，兼并收购潮出现，赛普拉斯和飞索合并、三星淡出、台 企崛起，公司凭借技术积累逐步崭露头角，标志性事件为 2011 年第一款 1.8V 90nm 产品开始量产，切入手机产业链。这一阶段公司在全球 NOR Flash 市占率由 1%左右 提升至 2016 年的约 10%（根据 CINNO Research 和公司历史业绩公告测算）。财务数 据方面 ROE 维持在 25%左右较高水平震荡，总资产增速高于营业收入增速，优质资 产不断积淀，为后期业绩的高速增长奠定基础。

NOR Flash 稳健增长（2017-2020）：公司 NOR 业务跻身龙头行列，抗周期能力显著 增强。2017 受美光、赛普拉斯等国际巨头逐步退出市场影响，全球 NOR Flash 芯片 供需紧张，公司抓住机会在存储业务上实现 33%的增长，并进一步提升市占率至约 11.5%，带动全年营收实现 36.32%的增长，归母净利润同比暴涨 125.26%，同时得益 于十余年持续的高研发投入，新品良率攀升、产品结构优化，成本管理能力明显提 升，带动公司毛利率大幅上扬至 39.16%（+12.44pct）。2018 年由于存储行业下行周 期影响，公司增速放缓，而在存储业务方面，依然保持了 7.2%的正增长，穿越周期。 这一阶段公司 ROE 虽呈下降趋势，但财务更加健康，指标质量更高。由于收购思立 微进行并表，总资产增加而资产负债率降低，权益乘数下降。公司处于重大事件过 渡期，布局传感器与 MCU 产品线，为后期研发和经营蓄力，净资产回报率更多地由 经营能力和技术壁垒支撑，财务杠杆降低，偿债压力大幅减小，指标含金量提升。

存储与 MCU 并举（2021 及之后）：受益技术突破、行业供需紧张和国产替代，公司 各条线业务均大幅增长。兆易创新在 32 位 MCU 领域已是国产领军者，不断扩充产 品料号，打造“MCU 百货商店”，服务客户超过 2 万家，凭借技术、渠道和产能优 势有望复制 NOR Flash 成长；2021 年中公司发布自研 DRAM，随着良率提升，产品 将逐步放量；NOR Flash 行业低谷已过，根据 IC Insights 数据，2021 年 NOR Flash 整体市场同比高增 65%，2021 年报显示公司存储业务同比增长 66.04%，NOR Flash 为公司的主力存储产品，预计 2021 年公司市场份额有望持续提升。

国产替代渐入佳境，公司业绩全面走强。2021 年公司实现营业收入 85.10 亿元，同比增 长 89.25%；归母净利润 23.37 亿元，同比增长 165.33%，增速创 2013 年以来新高。主要 系：1）半导体高景气度持续全年，根据 SIA 数据，2021 年用于汽车、消费类产品和计算 机的半导体年增长率达 33.1%，下游需求旺盛。2）产品料号更全，得益于公司前瞻性的 战略布局和持续研发创新，NOR Flash 方面，GD55 的 2G 大容量产品于 2021 年通过了 车规级 AEC-Q100 认证，SPI NOR Flash 车规级产品 2Mb~2Gb 容量已全线铺齐；MCU 方 面，提供超过 35 个系列、450 余款型号选择，累计出货量超 10 亿颗（2021 年 4 亿颗左 右），“MCU 百货商店”不断演进，传感器条线扩容超声、ToF 并将推出 OLED 触控，在 风起云涌的 2021 年各项业务全面爆发。3）快速反应的供应链优势，公司采用灵活的 Fabless 轻资产经营模式，并与国内外多家头部晶圆厂、封测厂形成了较强的合作关系， 产能分配充足，产能利用率维持高位。

供需紧张下 MCU 走强，带动整体盈利能力上行。2021 年公司毛利率和净利率分别达到 了 46.54%和 27.46%，均创下历史新高。盈利能力明显抬升，主要由于芯片缺货的大背景 下，厂商对于其价格有一定幅度的调涨，盛群、义隆等台系 MCU 厂商在 2021 年多次发布涨价函，根据兆易创新公开披露的信息，公司 NOR Flash 部分产品自 2020 年第四季度 起涨价，MCU 在 2021 年 1 月和 4 月分别也有调涨动作。同时行业产能趋紧下，受益于 公司多年来供应链体系的前瞻性、多元化布局，与多个供应商形成的良好合作关系，新 产品新工艺按预期计划导入量产，公司各产品线供货稳定，全年产能将保持增长。2016- 2021 年，销售费用率、管理费用率和财务费用率稳中有降。研发投入每年增速超 35%， 研发费用占营业收入的比重保持在 9-12%区间，持续研发创新驱动公司产品力不断提高。

分产品看，半导体行业高景气度叠加国产替代东风，公司整体业务迎来快速增长，基于 强大的技术实力和客户壁垒构筑护城河，龙头地位稳固。

MCU 需求持续旺盛，步入高速发展期。2021 年，公司 MCU 产品实现营业收入 24.56 亿元，同比增长 225.4%，在工业（工业自动化、能源电力）、医疗设备、汽车电子、 AIOT、安防监控、消费电子等领域实现良好增长。行业高景气下公司国内龙头优势 显著，未来有望保持强劲增长势头，同时不断迭代技术工艺、优化品类结构、完善 生态建设，盈利能力维持高位。

存储市场供不应求，公司继续保持领先。2021 年，公司存储产品实现营业收入 54.51 亿元，同比增长 66.0%。NOR Flash 业务稳健增长，高性能、大容量、低功耗、小尺 寸等多样化产品组合不断推陈出新，在 TWS 耳机、PC、电表、安防监控、汽车电子 等领域表现亮眼，市占率有望进一步提升。DRAM 产品成为新的营收贡献点，目前 主要面向消费电子等利基市场，自研产品目前已通过多家主流平台认证，后续订单 放量可期，同时随着产品良率提升，后期利润率将逐步提升。

传感器业务加大布局，厚积薄发。2021 年，公司传感器产品实现营业收入 5.46 亿元， 同比增长 21.4%，触控产品、电容指纹、光学指纹等领域均有所增长。开发布局超 声、ToF 等新产品线，与业内领军客户深化交流合作，后续 OLED 触控产品的放量 都将助力公司传感器业务高速成长。

资产健康状况良好，资金使用效率较高。2016 年以来兆易创新流动资产占比维持在 45% 以上水平，且 2020 年和 2021 年数据均达 70%以上，流动资产占比高，且货币资金占 5 成以上，应收及应付款项极低，总体资产健康状况良好。2018 年至今存货周转天数和应 收账款周转天数总体呈下降趋势，2021 年两项数据分别为 86.58 天/9.60 天，保持在历史 低位，资金使用效率高，且相比于应收款项运营的优化程度，存货管理效率或可百尺竿 头更进一步。

（四）传统主业稳扎稳打，新兴业务持续突破

凭借多年深耕市场的积累和产品优势特点，公司准确把握市场发展，为客户提供全面产 品线和优质服务，提升市场占有率。三项主力业务中 NOR Flash 稳扎稳打、MCU 和 DRAM 快速放量，各产品线形成优势联动，平台型优势逐步显现。

NOR Flash：基本盘业务，稳字当头。1）需求端：公司深耕 NOR Flash 领域 14 年，技术 实力雄厚，产品料号丰富，不断推出性能领先、更大容量和高可靠性产品，优化产品结 构，拓展应用领域，全面推出车规级产品，拥抱汽车电动化、智能化浪潮，布局未来；2） 产能端，随着传统闪存大厂逐步退出，台系厂商短期内新增产能供给有限，目前国内晶 圆厂 12 寸扩产加速，公司有望获得更多的产能支持；3）利润端，除优化产品结构带来的毛利率的提升外，公司亦在全面推进制程工艺节点的切换，截止 2021 年底，公司 55nm 产品占比超过 40%，制造工艺的升级会进一步提升 NOR Flash 业务的盈利能力。

MCU 业务：高增长业务，持续扩张。1）需求端，公司致力于打造“MCU 百货商店”， 丰富工规、车规、高端消费等领域产品，卡位国产 MCU 中高端市场，产品和客户结构不 断优化，ASP 持续受益；2）供给端，在海外大厂持续缺货的情况下，公司多元化的供应 链策略起到了积极的作用，通过与多个晶圆厂、封测厂的良好合作，有效规避了单一供 应商带来的供应风险，同时采用 SiP Flash 的结构，与 NOR 业务实现协同效应，最大化 释放产能弹性；3）利润端，供需两端发力叠加高研发转化率，出货量实现非线性增长， 规模效应不断增强，同时，公司以 MCU 作为核心件，与传感器、模拟外设和信号链、 各类存储器组合联动，发挥产业链优势，打造高性价比方案，缩短终端产品 time-to-market 时间；4）重视生态建设，深度参与国内 MCU 产学研各个维度，致力于为开发者、客户、 高校师生提供完善的服务与支持，不断推进产业升级步伐，加筑自身业务护城河。

DRAM 业务：高潜力业务，蓄势待发。1）需求端，目前公司自研 DRAM 产品主要面向 消费电子等利基市场，根据 TrendForce 数据，利基型 DRAM 市场空间约 90 亿美元，公 司首款产品已在消费类应用领域通过了众多主流平台的认证，且获得了多家 DRAM 客户 的订单和信任，依托于多年积累的、完善的销售网络和技术团队，公司能够为客户提供 快速的本地化服务响应和技术支持；2）供给端，三大 DRAM 巨头正在退出利基型市场， 主要竞争对手如台系的华邦电与南亚科等，产品制程尚在 20nm 以上，公司 DRAM 产品 在工艺制程上保持代差优势，随着产品放量，DRAM 业务天花板有望快速打开。（报告来源：未来智库）

二、Nor Flash 平稳增长，MCU&利基型 DRAM 持续突破

（一）Nor Flash：行业格局优化+需求稳步增长，供需偏紧状态有望延续

1、利基型存储产品，行业格局持续优化

NOR 与常见的 NAND 同为非挥发性储存内存，NOR 的特征为可靠度高，读取速度快， 适用于代码存储和低端嵌入式应用程序，此类场景需要可靠的性能和长时间的数据保留， 并且需要经常读写。

根据行业惯例，将 NOR Flash 按容量大小分为 3 类。32M 以下为小容量，能够实现简单 的代码执行功能，主要应用在 PC 主板、机顶盒、路由器、蓝牙耳机、AMOLED、TDDI、 可穿戴设备和安防监控产品等领域；32M-128M 为中容量，能够实现较为复杂的程序执 行功能，如苹果 TWS 耳机中的降噪等高级功能；128M 以上为大容量，强调功能复杂性 以及快速启动、可靠性的特点，主要用于 5G 基站、工控、汽车电子市场。

在功能机时代，NOR Flash 常用于电子产品中的储存单元，但在微缩制程难以推进下，较 NAND Flash 出现了明显的成本劣势，因此市场份额逐渐被 NAND 取代。根据 IC Insights 数据，2021 全球存储芯片中 DRAM 产值为最大约占 56%，NAND 约 41%，NOR 约 2%。

欧美厂商陆续退出，旺宏、华邦电以及兆易创新为前三大 NOR Flash 厂。由于 NOR 市 场较小，同时制程节点推进到 50nm 已经接近极限，利润率不足以吸引国际大厂继续大 额投入，美光和赛普拉斯（被英飞凌收购）将主要精力投入车规和工控用高容量产品， 主要国际对手逐渐淡出消费性产品，因此目前 NOR Flash 市场份额主要被旺宏、华邦电 以及兆易创新占据。其中旺宏/华邦电采用 IDM 模式，而兆易创新则采用 Fabless 模式。 华邦在中国台湾的市场以笔记本电脑、工业、消费电子为主；旺宏的重点市场是汽车电子， 另有捆绑紧密的客户，如任天堂的游戏机等。

根据 IC Insights 数据，2021 年 NOR Flash 整体市场约 31 亿美元，同比增长约 24%，，未 来主要驱动力有智能手机、物联网、5G 基站等应用，此外 Windows 11 提升最低硬件配 置需求，汽车电子升级下全车含硅量大幅提升都将促进 NOR Flash 市场进一步增长。

2、容量增加+出货量增长，下游需求有望实现稳健增长

智能机 AMOLED 渗透率提升、LCD 中 TDDI 应用推动 NOR Flash 稳定增长

据 CINNO Research 中国市场手机销量监测数据显示，2021 年中国市场智能手机 AMOLED 面板出货约 6.68 亿片，同比增长 36.3%，高阶智能机搭载 AMOLED 面板已经 成为新的趋势，未来随着产品价格的不断下降，AMOLED 屏幕将向低价手机领域渗透。 与以往的 LCD 屏相比，AMOLED 具有功耗低、轻薄、色彩鲜艳等优势，但受限于自身 存在的亮度不均和“烧屏”等问题，需要外挂 NOR Flash 进行光学补偿，且根据面板像 素差异，所需容量不尽相同，Full HD 需要 8M 产品，QHD 则需使用 16-32M 产品，单价 普遍在 0.2 至 0.4 美元之间。据普冉股份招股说明书披露，以 AMOLED 显示为下游应用 的 NOR Flash 市场规模预计带来 1 亿美元的增量。

而 TDDI 则需要 NOR Flash 纪录触控功能所需的编码，每支手机也需要一颗小容量约 4~16Mb 的 NOR Flash。根据普冉股份招股说明书数据，TDDI 的增长预计能为 NOR Flash 带来 5 亿元人民币的市场增长。同时，AMOLED 尚未大量采用 TDDI 方案，随着全面屏 渗透率提升、配置 TDDI 的 LCD 全面屏的比例增多，再加上配置 TDDI 的 AMOLED 屏 幕即将量产，TDDI 用 NOR Flash 市场空间有望继续增长。

蓬勃发展的物联网为 NOR Flash 市场注入了一剂强心针

IOT 场景所需要的功能为快速反应、低功耗，且多数场景不需要大量储存内容，与 NOR Flash 特性呼应，其有望在 IoT 设备中替代 NAND Flash。例如 TWS 目前一只就需要搭 载 64-128Mb 的 NOR，完成记忆指令与快速连接的功能，其他例如家庭音响、智能手表 等亦有搭载 NOR Flash，因此未来 IOT 设备数量持续增加将有利 NOR 厂商。

根据兆易创新官网数据，2021 年全球 TWS/头戴耳机销售量为 6.12 亿副，推动了超过 12 亿颗 Flash 芯片的市场需求，无论是从消费者需求，还是在技术、功能的发展空间来看， 预计全球 TWS 耳机/头戴耳机未来几年内依旧保持增长的趋势。与此同时，Flash 容量不 断提升，例如 2019 年基于高通平台的 TWS 产品以采用 32Mb NOR Flash 为主，而 2021 年最大容量已采用 128Mb NOR Flash，伴随着容量的升级芯片 ASP 保持增长。根据 Counterpoint Research 预估，2020 年 TWS 应用带来的 NOR Flash 市场约 2.1 亿美元，随着全球 TWS 渗透率进一步提升，以及安卓系品牌化进程推进，NOR Flash 用量继续增长。

智能可穿戴设备同样对 NOR Flash 产生大量需求，这些设备需要收集用户的数据信息， 比如位置信息、心率信息等；另一方面，它们也需要传输外部数据给用户，如音乐、视 频、通话等，这些都离不开 NOR Flash 支持。全球智能可穿戴设备出货量继续保持强劲 增长。根据 IDC 最新数据显示，全球智能可穿戴设备总出货量由 2016 年的 1.02 亿台以 39%的复合增速增长至 2021 年的 5.33 亿台，未来需求仍保持强劲增长态势，2025 年预 计出货量为 8 亿台，复合增速超过 10%。

高可靠度决定 NOR Flash 依然是车载优选。随着越来越多的传感器和 MCU 集成到系统 中，汽车电子各功能单元的数据、程序存储都需要更高性能的闪存，从而对非易失性存 储器件的需求形成海量增长。NOR Flash 主要用于显示系统、ADAS 系统等对启动速度要 求较高的设备。从车载仪表盘到高级驾驶辅助系统（ADAS），NOR Flash 的需求量都很 大。在 ADAS 系统中，每个摄像头都需要 1 颗 NOR Flash 芯片，平均容量是 4/8MB，并 且有往更大容量发展的趋势，集微咨询预计，车载领域 NOR Flash 市场空间可达 8 亿-12 亿美元。

NOR 的高可靠度、低延迟性同样在基站中使用，同时储存 FPGA 的配置过程控制、串行 周边接口通讯等功能，基站 AAU/BBU 需搭载 6-10 颗 512M-2GB NOR Flash，随着全球 5G 建设进一步推进，基站端的大容量 NOR Flash 需求也将呈现快速增长。

3、市场近况：需求稳健，部分高容量供需仍偏紧

传统大厂产能规划逐步退出。2010 年三星退出 NOR Flash；美光主要生产 SLC NAND， 2016 年关闭了 8 寸晶圆厂，NOR Flash 产能每月都在减少，英飞凌收购赛普拉斯后，会 更多生产 Power PROFET 系列产品，NOR Flash 产能会一直减少。

供需紧张下晶圆厂产线结构性调整，NOR Flash 部分被挤占。2021 年 Q2 印度第二波新 冠疫情爆发，智能手机订单减少，CIS 订单受到影响，导致部分产能退出。然而，空出 的产能连带部分 NOR Flash 产能被转移到缺货同样严重但经济效益更好的逻辑 IC（如 MCU），造成了 2021 年的供需紧张。

随着电子产品生产链长短料问题逐步纾解，近期 NOR Flash 市场需求维持稳健，而且因 为逻辑制程需求强劲，原本将 NOR Flash 移转去生产逻辑 IC 等的产能并未切回，NOR Flash 并没有产能供给过剩问题。在整体产能增幅有限且伴随产能爬坡，包括汽车、工控、 5G 基站等高容量 NOR Flash 仍然供给吃紧，第一季价格出现小幅调涨。

（二）MCU：国产替代叠加供需紧张，高端产品国产化持续突破

1、下游需求领域广泛，市场空间快速增长

MCU（Micro controller Unit）即微控制器，又称单片机，是把 CPU 的规格与频率做适当缩减，并将 ROM、RAM、A/D 转换、各式 I/O 接口以及 Timer 等功能整合在单一芯片上， 形成芯片级的计算机。不同于巨型化计算机在运算速度和处理能力的极限提升，我们生 产生活中各种仪器设备在计算控制方面的需求相对简易，兼具微型化（易于嵌入）特征 和全面功能的 MCU 应运而生。

运行过程依次为：传感器输入信号，输入处理器放大处理，ADC 模数转换至数字信号， MCU 运算处理，DAC 数模转换至模拟信号，功率驱动应用场景中的各项元件。

MCU 具有高性能、低功耗和易扩展的特点，可以高效提升系统的可靠性，为不同场景提 供控制功能，同时得益于其优异的性价比，应用领域十分广泛，遍及消费电子、工业控 制、通信、医疗和汽车等市场。MCU 分类方式众多，较常见的有以下四种：

按存储器结构：哈佛结构和冯诺依曼结构。

按用途：将可开发资源全部提供给用户的通用型 MCU、按照某种特定用途而设计的 专用型 MCU、超低功耗 MCU、电机控制 MCU 等，根据芯知汇数据，2020 年国内 市场上，通用型 MCU 占比约 73%（本节中市占率口径均为销售额）。

按指令结构：CISC（复杂指令集）类和 RISC（精简指令集）类，目前 RISC 指令架 构占据主流应用市场，根据芯知汇数据，2020 年国内市场上采用 RISC 架构的 MCU 占比约 76%。

按总线或数据处理位数：4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位 MCU，性能随着位数 的增加而提高，适用场景也更加丰富，其中 8 位和 16 位 MCU 主要用于一般的控制 领域，使用场景不涉及操作系统，而 32 位 MCU 多用于多媒体处理、网络操作等复 杂场景，一般需要使用嵌入式操作系统。

得益于优异性能和工艺进步带来的成本下降，32 位占比逐年提高，根据 IC Insights 预测， 2022 年，全球 MCU 市场中，32 位占比将达到 67%。汽车是全球 MCU 市场最大的下游应用领域。2019 年全球 MCU 下游应用主要分布在汽 车电子(33%)、工控/医疗 (25%)、计算机网络（23%）和消费电子（11%）四大领域。2020 年中国 MCU 市场销售额前五大领域依次为消费电子(26%)、计算机网络（19%）、汽车电 子（15%）、IC 卡（15%）和工控（10%），随着中国汽车和工业市场的快速发展，相关领 域的 MCU 芯片需求将显著增长，需求结构进一步向全球靠拢。

2、工艺迭代+需求爆发，行业格局强者恒强

技术演进趋势：更大的内存、更低的功耗、更新的工艺是永恒的主题。

内存方面，随着总线位数增加，内存长度必然增加。另外在 32 位 MCU 时代，软件 API 调用大幅增加，内存使用相应提升，需要通过提高硬件性能补偿程序效率的相 对损失，更大的内存是基础。

功耗方面，诸如可穿戴设备等物联网终端以及工控场景，都对功耗要求有着非常严 苛的标准。如连续血糖监测仪要求电池续航 14 天以上、智能水表要求电池续航 6 年 以上、山体滑坡监测器要求环境自供电永久续航等等。MCU 系统的功耗包括动态功 耗（工作状态，与处理器主频成正比），以及静态功耗（睡眠状态，大部分是恒定的）。 32 位 MCU 通常主频更高，工作电流更大，单位时间动态功耗稍逊于 8 位 MCU，但 其处理速度更快，可以通过更快地完成处理任务和更快地进入睡眠模式来节省电量。

随着低功耗场景越来越多，如何在特定应用中兼顾到两种模式下的综合效能，成为 了MCU厂商产品设计中的重要命题。STM32的超低功耗型是非常庞大的产品系列， 因引脚对引脚兼容且易于迁移，在市场上非常成功，已成为 IoT、工业传感器、可穿 戴设备或家庭自动化等超过 20 亿个应用程序的核心。

工艺方面不断进步，为高性能和低功耗提供硬件基础。前段制造从最初的 0.5μm、 0.4μm 工艺，进步到了主流的 90nm、55nm 工艺，目前主要是 40nm 及以上的成熟 制程工艺节点，先进车规级 MCU 已采用 28nm 制程。近年来全球 MCU 制程升级节 奏放缓，主要系：1）MCU 本身对算力要求有限；2）MCU 内置的嵌入式存储自身 制程也限制 MCU 制程的提升。在封装工艺方面，MCU 与时俱进，瑞萨电子在 2021 年推出采用超小封装的全新 RA MCU 产品群，该系列产品封装包括采用 1.87mm x 1.84mm 的超小型 16 管脚 WLCSP。

需求端：近年来随着 AIOT 和汽车电子等的蓬勃发展，MCU+渐成风潮。

物联网场景下各种终端设备配置的功能呈现井喷之势，如智能手表需要兼具健康测量、 生物识别、移动支付、社交等多项功能，对于传统 MCU 而言，需要添加越来越多的外设 器件才能满足这些新兴需求。传感器的升级提高了模拟信号的处理要求，于是有了 MCU+AFE 的方案，无线应用的普及催生了 MCU+蓝牙/Wifi，MCU+解决方案提升了集 成度，为客户降本增效，同时也提高了技术门槛，利于产业化发展，更加符合当下技术迭代和需求升级的背景。

物联网场景和外购内核驱动 MCU 安全性要求提高。物联网的典型应用，如智能门 锁、智能表计等都有天然的安全性要求，且 AIOT 时代有大量碎片化设备，增加了 黑客攻击的潜在风险。早期 8 位和 16 位 MCU 盛行时，主流公司基本都是采用自研 内核，之后随着计算要求越来越复杂，内核厂商开始出现，分工进一步细化，MCU 厂商开始采用外购内核并将主要精力投入到外围电路等其他部分的研发，ARM Cortex M 系列占据市场主流地位，各大设计厂商在利用 Arm 内核自身的安全性之 余，也会加入非常多自研的安全性设计进去。

MCU+AI 加速器正在变得越来越流行。在现行 AI 运作流程中，云端/服务器端执行 了核心的计算功能，高性能/算力的 GPU、CPU 及其他特定芯片为主力芯片，而在执 行端，这部分设备或终端所需要的算力并不太高，利用 MCU/嵌入式系统去配合执行 AI 算法变得行之有效。

AIOT 场景下，各种终端在满足低功耗要求以外，对无线连接同样具有较高的诉求。 集成无线连接功能及对各种无线协议（蓝牙、WiFi、Zigbee 等）的支持将是决定 MCU 芯片在物联网应用市场能否成功的关键。

供给端：强者恒强，格局相对稳定。

MCU 行业本身变化不快，制程工艺等要求并不高（40nm 即可满足主要需求），先发厂商 凭借产能、技术、渠道、产品生态等的优势产生规模效应，不断加固护城河，新进入者很 少有创新以及弯道超车的机会。

缺货行情下，产能/技术优势更加显著。同等条件下，下游客户会优先考虑具有稳定 产能供给的 IDM 公司，对 Fabless 公司的交期有较高要求。若供应商在细分领域具 有较强的话语权，下游客户会着重考虑。在缺货行情下，产能优势或细分领域绝对 话语权成为 MCU 厂商保持竞争力的必要条件，同时，巨头之间的兼并收购也是 MCU 这一多品类芯片行业的常态，NXP 2015 年收购飞思卡尔、英飞凌 2020 年收购赛普 拉斯。

经销为主，同时直销力度加大。MCU 行业具有客户众多、订单少量多样的特点，一 般厂商多采取经销为主的销售模式，尤其对于 Fabless 运营的中小规模设计企业来说， 耗费巨大精力培育直销团队经济效益未必划算。近年来国际领先厂商对于直销渠道 重视程度加大，德州仪器强化直销渠道，19Q1 至 21Q1，其直销比重由 35%提升至 63%，效果显著，净利率由 34%提升至约 40%。在中国，瑞萨电子的战略客户和大 客户占据直销资源超过 80%。

主流领域 MCU 市场国产替代粘性。由于几十年技术积淀和完善的数据库建设，高 端领域客户或在供需缓解后用回海外大厂的 MCU，但主流领域国产替代粘性已经显 现，原因有两点：1）供应链安全事关重大，下游客户国产替代意愿增强；2）在工 业、消费领域，客户使用国产型号时反馈较好，例如在工控领域，兆易创新很少接 到投诉。

产品生态是终端客户的使用习惯，需要培养。缺货行情之前，客户对于国产 MCU 使 用意愿较低的很大一部分原因在于软件易用程度较差，一旦出问题，费时费力且解 决效果不佳，客户宁可接受价格更高的 ST MCU。软件能力在产品生态中举足轻重， 客户软件若不是基于国产厂商的软件开发，再转回其他兼容 ST 产品会比较容易。

3、汽车/工控带动行业加速增长，高端需求亟需国产突破

市场 V 型反弹，需求持续向好。受益于 AIOT、工业控制、汽车电子等应用的蓬勃发展， 全球 MCU 市场规模和出货量触底反弹。在行业高景气度的 2021 年，全球 MCU 出货量 同比增长 12%达到了近 309 亿颗的历史最高水平，同时受产能限制等因素影响，ASP 强 劲反弹 10%达到 0.64 美元。根据 IC Insights 数据及预测，2021 年全球 MCU 市场规模约 196 亿美元，同比增长 23.4%，预计至 2026 年将以 6.7%的复合增速达到 272 亿美元； 2021 年全球 MCU 的出货量约为 309 亿颗，至 2026 年预计将达到 358 亿颗。

国内市场增速高于全球市场。根据 IHS 数据统计，2015-2020 年中国 MCU 市场 CAGR 为 8.4%，同期全球市场几乎没有增长，同时该机构预计 2021 年中国 MCU 市场增长 36% （高于全球市场增速的 23.4%）至 365 亿元。得益于国内物联网和新能源汽车市场在全 球具有的高影响力和不俗增长，未来数年 MCU 发展将迈入一个新的台阶，IHS 预测至 2026 年中国 MCU 市场规模或以约 7%的 CAGR 提升至 513 亿元（该数据为 2021 年预 测，较为保守，但依然高于全球市场的 6.7%）。

海外企业占据绝对领先地位，国产替代空间广阔。根据 Omdia 数据，全球竞争格局来看， MCU 龙头厂商保持了较高的市占率，行业集中度相对较高。根据 Omdia 统计，2020 年 全球前 5 大 MCU 生产厂商分别为瑞萨电子（17.1%）、NXP（16.7%）、英飞凌（14.6%）、 意法半导体（14.5%）、以及微芯科技（12.7%），CR5 约 76%。我国 MCU 市场大部分份 额同样被海外巨头占据。根据 CSIA 数据，2019 年中国前 5 大 MCU 生产厂商分别为 意法半导体（20.9%）、NXP（20.2%）、微芯科技（14.2%）、瑞萨电子（13.0%）以及英飞 凌（6.2%），CR5 约 74%，行业集中度低于全球市场，国内厂商主要在消费和中低端工控 领域竞争，汽车、高端工控等市场国产化率较低，中颖电子、兆易创新等企业开始突破。

汽车电动化、智能化驱动汽车 MCU 市场加速扩张

MCU 在汽车电子系统中起着核心作用，是执行 ECU 运算和处理的大脑。广泛应用在逆 变器控制、发动机和电池管理、变速箱控制、安全控制、ADAS、主动悬架、LED 照明、 传感器融合等几十个次系统中。ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）是汽车 EE 架构的基本单位，每个 ECU 负责不同的功能，ECU 一般由 MCU、扩展内存、扩展 IO 口、CAN/LIN 总线收发控制器等设备组成。当传感器输入信号，输入处理器对信号进行 模数转换、放大等处理后，传递给 MCU 进行运算处理，然后输出处理器对信号进行功 率放大、数模转换等，使其驱动如电池阀、电动机、开关等被控元件工作。

车规级电子设备的技术要求要远高于一般性电子产品，具有显著的工艺技术和客户认证 壁垒，价值量较高。

根据 IC Insights 数据，2019 汽车行业持续低迷导致车用 MCU 市场规模出现下滑，2021 年汽车市场复苏叠加芯片供应紧张，预计汽车 MCU 销售额增长超过 23%，达到 76 亿美 元。

车用 MCU 以 32 位芯片为主。根据 IC Insights 预测，2021 年 32 位 MCU 的销售额占比 超过 3/4。32 位 MCU 主要应用包括仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制， 以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统，如预碰撞、自适应巡航控制、驾驶 辅助系统、电子稳定程序等安全功能，以及复杂的 X-by-wire 等传动功能。汽车信息娱乐 （娱乐和信息系统，如检索数字地图、识别位置以及从互联网和卫星传输访问数据的系 统）预计将占 2021 年汽车 MCU 销售额的 10%，而用于车辆的其他部分（发动机控制、 动力系统、刹车、转向、电动车窗、电池管理、安全功能、ESD、ADAS 等）预计将占全 年销售额的 90%。

汽车 MCU 市场具备较高的市场集中度。2020 年海外厂商 CR5 （瑞萨电子、恩智浦、英 飞凌（包含赛普拉斯）、德州仪器、微芯科技市占率达到 93%。国内车规级 MCU 起步晚， 仅少数厂商能量产车规级 MCU 产品，其余厂商处在产品研发或认证阶段。

单车 MCU 价值量提升核心逻辑：1）配置区域增加，应用领域由传统底盘延伸至整车， 随着汽车电子化发展，ECU 逐渐占领整个汽车，遍布车身控制、座舱、动力总成、底盘 安全、新能源三电、ADAS 智能驾驶等域；2）芯片算力和集成度提升，高性能 MCU 占 比提高，产品升级驱动 ASP 增长。

汽车电动化将推动 MCU 用量增加。根据 Gartner 和国际汽车制造商协会数据，平均单车 配置约 25 颗 MCU。通过 IHS 拆解数据，我们可以看到部分汽车整机厂对于车规级 MCU 的采购情况：本田雅阁 20 颗（来自 7 个供应商），雪佛兰 Equinox 27 颗 MCU，奥迪 Q7 39 颗（来自 7 个供应商）。比亚迪燃油车 F3 装有 12 颗 MCU，而其电动车型唐的 MCU 数量增加到了 55 颗，用量大幅增加。

随着汽车电动化和智能化进程加速，新能源车三电管理、娱乐系统、ADAS 等功能单元 对于 MCU 的性能要求不断提升，MCU 的价值增量占比呈现上升的态势，根据英飞凌援 引自 IHS Markit 和 Automotive Group 的数据，2019 年和 2020 年纯电动车较传统燃油车 在平均半导体价值量上的增量分别为 420 美元和 400 美元，其中 MCU 价值增量分别为 19 美元和 23 美元，占比达到了 4.52%和 5.75%，随着自动驾驶技术日臻成熟，作为模块 必不可少的控制单元，价值量有望进一步提升。传统汽车的电气化升级亦在稳步推进， 根据 IHS 数据，2018-2021 年燃油车半导体价值量分别为 375 美元、417 美元、457 美元 和 490 美元，逐年增长，车规级 MCU 基本盘稳固。

汽车电子电气架构（E/E）重构下 MCU 地位稳固。传统汽车使用的分布式 ECU 架构大 多基于成熟工艺的 MCU 芯片，靠增加 ECU 的数量或针对单个 ECU 进行 MCU 芯片的替 代来提升汽车性能，在全球晶圆厂资本开支向高阶制程和工艺倾斜的今天，供应链安全 难以得到有效保障。为了突破 ECU 的性能瓶颈，博世在 2015 年描绘出了全新的汽车电 子电气架构技术路线图，并率先提出 DCU（Domain Control Unit，域控制器）这一概念， 即将汽车电子部件功能由整车划分为动力总成，智能座舱和自动驾驶等几个区域，利用 处理能力更强的控制器芯片相对集中地控制每个域，以取代目前分布式电子电气架构。 DCU 的出现，标志着以 ECU 为主的分布式电气架构出现本质进化。

中短期来看，汽车 ECU 方面依然存在着巨大的机会。从分布式 ECU 架构向域集中式架 构的转化过程汇总，软件的作用被显著强化，但是现有汽车软件功能和商业模式还不能 满足要求，主要系主流的汽车零部件供应商大多提供的是软硬件一体的服务，鲜有单独 提供软件服务的。麦肯锡预计，2020/2025 年全球 ECU 市场规模分别为 900 亿/1030 亿 美元，仍在上升通道，这意味着作为 ECU 核心的 MCU 依然有足够的向上空间。

DCU 模式下 MCU 依然有较大潜力。传统架构下，ECU 与所需 MCU 的数量基本上为 1： 1，在域集中架构下，DCU 的算力需求显著提升，一块 DCU 配置的计算芯片将超过 2 颗， 其中高性能 MCU（兼具跨域功能）和各式异构 SoC 将蚕食过去低端 MCU 的市场。而在 核心计算模块以外的各细分车域执行端，MCU 必不可少。可以预见到的趋势是单车 MCU 在用量保持基本稳定的同时，高端品类占比将逐步提升，整体汽车 MCU ASP 稳步向上。 奥迪 A8 使用的 zFAS 共搭载四枚异构式 SoC 芯片，包括：Mobileye EyeQ3（ASIC），英 伟达 Tegra K1（GPU+CPU），英特尔 Cyclone V（FPGA），英飞凌 Aurix TC297T 芯片 （MCU）。

工控 MCU 是仅次于汽车的第二大品类，是实现工业自动化的核心部件。

下游应用主要为工业自动化控制、电机控制、工业机器人、仪器仪表类应用等，其功能 主要是电机控制运算和数据采集控制等，随着工业设备复杂度的提升，工业 MCU 单机 使用数量持续增长。

工业控制主要分为现场层和控制层两个层次，相对应的，MCU 需要具备丰富外设、超低 功耗、高控制力三项条件。

电气化和数字化趋势推动工控市场半导体含量增长。

其中，工厂自动化是主要驱动因素 之一，此外电力相关的应用，如配套可再生能源系统的智能电表和智能电网、运动控制、 电动工具和家电等也是重要的增长动力。受益本土工业设备崛起，国产市场迎来快速增 长，总量和国产渗透率同步增加。

2021 年中国自动化市场增速创历史新高。根据 MIR DATABANK 数据，2021 年中国整体 自动化市场规模为 2923 亿元，同比增长 16.8%。需要注意的是，2021 年下半年自动化市 场由于存在芯片缺货、原材料涨价、限电限产等不利因素，增速有所放缓。预计 2022 年 延续这一态势，主要原因是海外疫情的不确定性，中国出口市场可能出现萎缩，以及依 然未知的“缺芯”风险。

2021 年中国自动化市场高速增长，国产化进程也不断加快。根据 MIR DATABANK 数据 表明，2021 年在中国低压变频器、伺服、传感器、小 PLC 市场中，本土品牌份额均有提 升，其中伺服市场份额提升最快。

海外疫情和芯片短缺加速工业市场拥抱“中国芯”，2021 年在工业自动化产品交货方面 本土厂商的表现明显好于外资厂商，推动了国产化进程。主要是因为本土厂商采取了更 加灵活的采购策略，高端产品芯片有大量库存，部分低端产品的芯片逐渐国产化，以汇 川为首的内资厂商实现了快速增长。工业自动化应用主要为高性能的 32 位 MCU，需要 具备强大的电机控制算法和处理性能、丰富的高速模拟器件与数字通信接口。

工业客户主要考虑可靠性、模拟性能、供货稳定性（2020 年、2021 年尤其重要）、方案 成熟度。工业类 MCU 的关键特性有 EMI（电磁干扰）、EMC（电磁兼容性），从功能上 来说，在理想环境中表现不出这些特性，需要经过严格的稳定性测试可以测出。

工业客户存在羊群效应，如果领先客户应用，有示范作用。工业领域的 MCU 可以分为 普通工业类和工规类，前者指应用于工业领域但在制造、封装等工艺上与一般消费级无 异的品类，后者则多见于核心工业自动化设备中，在设计和制造工艺方面有更严苛的标 准，此类暂时比较少看到国产厂商，兆易创新、中颖电子已走在前列。

消费市场不容忽视，物联网终端直接拉动 MCU 用量

MCU 在物联网系统中扮演核心角色，在远程控制、数据收集、监控和分析方面发挥关键 作用，具有传感器和网络接口的 MCU 可以为汽车、工业自动化、仪器仪表、医疗和保健 设备、家用电器、消费产品和可穿戴电子产品（如智能手表和健身/活动追踪器）提供物 联网连接。目前先进的物联网传感器节点整合了传感器功能，并使用 8/32 位 MCU 来运 行 RF 协议栈。

随着物联网技术的不断优化，智能家居市场如火如荼，但大多各自为战打造自家生态， 出现了平台之间无法互联的痛点。“碎片化”的使用体验也导致了这一市场与最初万物互 联的设想背道而驰。为解决这一问题，2021 年 Google、Apple、Amazon 等科技巨头联合 推出了一项新的物联网连接协议 Matter，旨在打破家居设备跨平台互联的壁垒，提高智 能设备互联的简单性、互操性、可靠性和安全性。越来越多的软硬件厂商加入了支持 Matter 协议的阵营。

除了底层协议的进一步统一，硬件厂商在跨平台互联问题上做出了努力，英飞凌就智能 家居的新旧设备和跨平台互联问题，推出了一系列的软硬支持。英飞凌主要是对已采用 AIROC Wi-Fi、AIROC Bluetooth 和 PSoC 6 系列 MCU 的硬件产品提供免费的固件升级服 务，可添加 Matter 功能支持，增加设备的互操性。

根据 Grandviewresearch 数据，2021 年物联网相关 MCU 的总销售额达到 46.9 亿美元，同 时预计至 2030 年，物联网相关 MCU 的收入将以 12.7%的复合增速达到约 122 亿美元。 随着物联网技术的发展、海量数据以及场景融合（医疗、消费、工控等领域协同），更强 大的计算处理能力呼之欲出，推动设备向 32 位高端 MCU 升级。

根据 Iot analytics 的展望，到 2025 年，全球将有超过 300 亿终端连接到物联网，人均近 4 台设备，较 2019 年这一数据翻倍以上增长。

4、国产化叠加供需紧张，重点领域持续突破

国内 MCU 公司营收规模快速增长，2020 年国内十家上市公司（含拟上市）MCU 业务合 计贡献营收约 39.8 亿元，同比增长 26.75%，占国内市场比重接近 15%，较 2019 年提升 了 2.54pct。2021 年的 MCU 缺货涨价行情进一步加深了内资厂商与下游客户的直接沟通 和合作，国产化率进一步提升。

与全球领先厂商相比，国内厂商规模普遍较小，主营多为 8 位、16 位 MCU，主要在低端 消费类市场厮杀。当前整个市场竞争格局正在重塑，龙头厂商凭借产能和客户优势在高端消费电子、中低端工业控制领域持续发力，蚕食中小竞争对手份额，同时高端工控、 车规级 MCU 产品的进展也在有条不紊的推进中。

ARM 32 位核是主流。主要是因为：1）ST 使用 ARM32 位内核积累了大量的客户群， 产品线从低端到高端，便于客户移植和升级产品。而瑞萨自研内核，虽然在汽车市场有 其独特优势，但导致其在通用类的市场份额缩减。2）基于物联网兴起低功耗芯片越来越 关键，ARM 架构具备优势。

提高软件能力、构筑生态。国产厂商大多采取 pin to pin 国外芯片的策略，存在客户转回 的风险，未来提高用户粘性，需要厂商提高软件能力，促使客户基于自身软件工具进行 开发，构筑自身软硬件生态就显得尤为重要。MCU 龙头意法半导体近年来实现口碑与销 量双丰收，生态系统功不可没，其以 STM32Cube 为核心，搭建了涵盖软硬件开发和合作 伙伴计划的强大的生态，兆易创新在生态发展方面走在了国产前列，具有先发优势。

工控和汽车市场是检验 MCU 的核心主战场。如果一个产品在工业、汽车应用上口碑好， 说明其技术较高，如果要长期发展获得较高毛利率，必须要进入汽车和工业市场。

而在技术方面，国产厂商较国际大厂，需要具备差异化竞争思路。存储是否可以做到足 够大以及 ADC 的精度和速度能否符合要求、是否能做特殊的通信接口、应用和服务是 否足够好（易于设计），这些都将成为国产替代浪潮中的加分项。

5、淡季不淡且交期延长，供需紧张状态有望持续

淡季不淡，供需依然偏紧。台企 MCU 双雄新唐科技和盛群开年营运表现可谓淡季不淡， 其中新唐科技 2022 年 1 月/2 月的单月营收环比增速分别为 0.6%/0.2%，前 2 月营收新台 币 69.33 亿元（折合人民币约 15.73 亿元），创下同期新高，展望后市，新唐看好上半年 整体市场需求仍大于供给，甚至延续至下半年。

盛群 2022 年 1 月/2 月的单月营收环比增速分别为 18.7%/9.9%，较过往年份取得了亮眼 表现。盛群今年取得的晶圆代工产能较去年增加约 6%，全年订单掌握度高达 85%，能再 接的订单空间有限。

天灾加剧市场短期敏感度。日本 317 大地震后，MCU 大厂瑞萨电子在 Naka、Takasaki、 Yonezawa 等三地的工厂受创，合计产能约占总产能 40%，尽管已陆续复工，不过供货仍 持续紧张，市场看好瑞萨生产受阻有助车用 MCU 价格续强。

海外大厂涨价再起。3 月 24 日，MCU 全球龙头 ST 意法半导体对分销渠道发出通知，称 由于原材料、能源和物流成本涨幅已经到达无法消化的程度，决定在 2022 年 Q2 期间对 旗下所有产品线涨价，涨价对象还包括目前积压的订单。公司在 21Q4 法说会中表示，目 前公司在手订单达 18 个月，远高于 2022 年生产能力。订单饱满叠加涨价因素，意法半 导体或在 2022 年继续高歌猛进，MCU 市场景气度有望持续。

根据富昌电子数据，进入 2022 年后，全球主要 MCU 大厂货期继续保持高位，部分紧缺 料号依然“一芯难求”。

（三）DRAM：周期波动显著，利基型 DRAM 市场相对稳定

1、存储产品应用广泛，需求创新+扩产带动行业周期波动

DRAM 是当前存储器市场份额最高的品类。2021 年半导体行业整体供需紧张，叠加消 费者对新款智能手机、家用电器/电子产品和计算系统的潜在需求，共同推动了 DRAM 的 需求，根据闪存市场（CHINA FLASH MARKET，CMF）预测，2021 年全球 DRAM 市场 规模约 945 亿美元。

从历史上看，DRAM 市场一直是 IC 行业中最不稳定的细分市场之一。这种波动主要是 由 DRAM 行业的资本开支周期性变化导致的。2017 年至 2018 年的巨额 DRAM 资本投 入之后，出现大量新增产能，DRAM 的平均售价在 2019 年大幅下降。

资本开支驱动使得 IDM 厂商的成本优势最大程度发挥，周期性变化促使行业多轮洗牌， 目前 DRAM 行业竞争格局高度集中。根据集邦咨询数据，2021 年第三季度，三星、海 力士和美光三大巨头的市场份额合计在 94%以上。2021 年，上述三家厂商分别投入 93 亿、60 亿和 56 亿美元在 DRAM 领域。而在 2022 年，三星和 SK 海力士均增加了支出计 划，部分原因是为其最先进的 DRAM 生产线提供必备的 EUV 光刻设备。美光虽然使用 一种不需要 EUV 光刻的技术来制造其 1α-nm DRAM，然而其已经订购了 EUV 设备， 并计划从 2024 年开始过渡到该项技术。

较小的 DRAM 供应商如南亚和华邦，也宣布大幅增加支出。南亚正在建设新的晶圆厂， 以支持其转向<20 纳米 DRAM 工艺技术。华邦计划在 2022 年第 4 季度之前将其台中晶 圆厂的产能扩大至每月 6 万片晶圆，并预计在 2022 年第 3 季度在其高雄的晶圆厂开始小 批量生产，同时华邦还计划在今年实施新开发的 DRAM（20nm）和闪存（32nm 和 45nm） 工艺技术。

DRAM 仍然是一个周期性行业，但技术升级带来的数据产生和处理难度呈现指数级增长， 导致波动性降低，根据 IC Insights 和闪存市场数据，2021 年全球 DRAM 市场规模约为 945 亿美元，同比增长超过 40%，人工智能、云计算、5G 网络和自动驾驶汽车为主要驱 动力。

DRAM 根据应用设备的性质，可分为计算机（DDR）、移动（LPDDR）、图形存储器 DRAM （GDDR）。按照应用类型，DDR 又可以划分为 PC 端、服务器端、以及消费端，内存密 度和传输速率为核心参数；LPDDR 主要应用于手机端，功耗指标至关重要；GDDR 主 要应用于显卡等图像处理场景。

计算机和服务器中使用的计算机存储器正在为满足高性能和大容量要求而不断发展。根 据 SK 海力士官网介绍，早期的单倍数据速率同步 DRAM（Single Data Rate DRAM，简 称 SDR DRAM）在一个时钟周期内仅用于传输一次数据。而随着 CPU 处理速度提高， DRAM 需要更快的处理速度和更高的内存带宽。DRAM 行业由此开发出数据传输速率为SDR 的两倍，即一个时钟周期内传输两次数据的双倍数据速率同步 DRAM（DDR DRAM）。 多年来，业界不断迭代更新，推出 DDR2、DDR3、DDR4 和 DDR5 等读写速率不断加快 的新产品。

手机等移动市场的爆发式增长，推动了移动应用存储器领域的发展。低功耗 DRAM（即 LPDDR）应运而生，该产品通过降低待机模式下的泄漏电流来最大程度地减少电池消耗。 图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）是专于并行处理数据的处理器，多核架构 的图像处理器，每个存储芯片的带宽决定系统的性能，为此业界开发出能适用于并行操 作应用程序的图形 DRAM（即 GDDR）。

在技术推进上，GDDR步伐最快。终端主流显卡2021年陆续导入GDDR6，根据TrendForce 预测，2022 年三星 GDDR6 的渗透率预期将达到 70%。得益于高通和联发科两大平台的 支持，手机用低功耗 LPDDR5 目前已经被不少高端手机采用，LPDDR5 或在 2022 年成 为市场主流。DDR 推进相对迟缓，目前消费电子产品仍然处于 DDR3 到 DDR4 的转换 期，预计初期导入要到 2023 年。而 DDR4 向 DDR5 转换时，我们主要着眼于服务器和 PC 端市场。

2、行业格局逐渐优化，利基型 DRAM 价格坚挺

利基型 DRAM 的划分非技术因素，更多是以应用场景为导向，多见于电视、机顶盒、安 防监控、网络通讯、车载影音等相关产品上，多数为过往代际的 DRAM 产品，如 DDR 和 DDR2 等。利基型 DRAM 具有需求稳定、消费类场景居多、中低内存密度等特征，影 响该类市场的主要因素是供给端。

2022 年在 PC 及服务器市场， Intel 与 AMD 均将发售支持 DDR5 世代的全新 CPU，以 韩厂为首的 DRAM 厂商势必将向 DDR5 大踏步迈进，过往代际产品 DDR3 的产能或将 不断减少，与此同时台系厂商新增产能尚未开出（或良率等不足以支撑量产），DDR3 供 给将会出现一段下降的窗口期。需求方面，DDR3 目前依然是 PC 应用领域的主要内存技 术，大部分的计算机并不追求极限性能，存储芯片升级意愿不够强烈，其次网通产品如 机顶盒等利基场景，所需的主芯片（SoC）多半对于效能并未有高追求，DDR3 需求依然 稳健，最后近期晶圆供给情况有所缓解，部分长短料逐渐备齐，终端厂商回头采购 Consumer DRAM。

Consumer DRAM 一枝独秀，利基型产品 Q2 价格或上涨。根据 TrendForce 预估，第二 季度整体 DRAM 仍有供过于求情形，均价跌幅约 0~5%，由于买卖双方库存略偏高，同 时智能手机、PC、笔电等受俄乌冲突和高通胀影响，需求偏弱，目前仅 server DRAM 需 求较好。Consumer DRAM 方面，DDR4 则仍维持跌势，而来自于特定产品如 WiFi 6、5G 基站等对 DDR3 需求持续强劲，供给则各 DRAM 厂表现不同，三星、海力士都已逐步减 产 DDR3，南亚科近期则是把投片转向毛利较好的 DDR3 上，在需求相对稳健、韩系原 厂出货量限缩的影响下，DDR3 第二季度价格将上涨 3~8%。（报告来源：未来智库）

三、传统主业稳健增长，MCU&利基型 DRAM 打开全新成长空间

（一）供需趋势向好，NOR Flash 业务稳扎稳打

技术实力雄厚，产品料号丰富。2008 年，公司即发布第一颗国产 SPI NOR Flash 芯片， 深耕 14 年，目前已成为全球排名第一的无晶圆厂 Flash 供应商。在 NOR Flash 领域，市 场占有率全球第三、中国第一，累计出货量超 190 亿颗，年出货量超 28 亿颗。公司拥有 业界最全的 NOR Flash 产品系列，涵盖 7 款温度规格、16 种产品容量、26 大产品系列、 4 个电压范围以及 25 种封装方式，备受市场青睐。针对不同应用市场需求分别提供高性 能、低功耗、高可靠性、高安全性等多个系列产品：（1）大容量，公司推出 512Mb、1Gb、 2Gb 的大容量 SPI NOR Flash 产品，填补国产空白；（2）高性能、高可靠性，公司推出国 内首款业界最高性能的 GD25/GD55 T/X 系列产品，各项规格、指标完全符合最新的 JEDEC xSPI 以及 Xccela 联盟的标准规范，产品内置 ECC 算法与 CRC 校验功能，最大程 度上保障了产品的可靠性，大幅度延长使用寿命；（3）低功耗，GD25E/LE 系列提供业界 领先的低功耗参数，大大延长了电池供电应用的待机时间；（4）小封装。公司产品采用 WLCSP 封装，有效缩减芯片的体积和重量，满足市场日益增大的可穿戴电子产品对“轻、 薄、小”的追求，公司还成功推出 1.5mmx1.5mm 的业界最小 USON 封装。

全面布局车规级产品。兆易创新 GD5F 全系列 SPI NAND Flash 均已通过 AEC-Q100 车规级认证，并且在其久经验证的车规级 GD25 SPI NOR Flash 基础上，形成了有效的 扩展，是目前唯一的全国产化车规闪存产品。除发电机及汽车底盘，NOR 系列产品几乎 可用于车身的所有电子部分，包括车载娱乐系统、智能驾驶系统、显示系统、导航系统、 摄像头、传感器、车联网模块等。GD5F 系列 SPI NAND Flash 提供了 1Gb~4Gb 的选择， 在已有的 GD25 SPI NOR Flash 车载产品基础上进一步扩充容量，可为车载网关、DVR、 智能驾舱、Tbox 等应用提供大容量、高性价比的解决方案。

在 Flash 存储器领域，兆易创新已实现从 SPI NOR Flash 到 SPI NAND Flash 的车规级 产品的全面布局，为车载应用的国产化提供丰富多样的选择。

AEC-Q100 是 AEC 汽车电子协会组织所制订的车用可靠性测试标准，主要是针对车载应 用、汽车零部件、汽车车载电子实施标准规范，预防可能发生各种状况或潜在的故障状 态，特别对产品功能与性能进行标准规范测试。对整个汽车市场而言，车规认证是一项 必备的基础。日本、欧洲、北美 Tier 1 的客户都有自己的专有标准，需要继续进行沟通和 进一步的测试。除了产品品质认证，整个公司的质量体系认证也非常重要。目前，公司 已经成功导入博世等客户。依托国内的汽车产业链近水楼台先得月，我们有理由相信随 着公司在车规级市场的逐步导入，该业务有望成为公司 NOR 系列重要一极。

产能供应充沛，需求结构改善。根据各公司公告披露数据，2020 年的全球 NOR 行业总 产能约 8.2 万片/月（按头部三家厂商月产能及市占率推算），其中旺宏、华邦电、兆易创 新的产能分别为 2、1.8、0.9 万片/月，全球近两年产能几乎没有扩充。根据中国台湾旺宏在 2021 年 Q1 法说会披露，其新厂最快在 2022 年 H2 开始试产，产能爬升尚需更多的时间， 可以判断其新建产能在 2022 年至 2023 年上半年贡献尚不明显。与旺宏类似，华邦在短 期内也无大量新增产能投入市场。对比各下游蓬勃发展的新增需求，NOR Flash 的价格有 望维持高位。在供给端，作为 Fabless 运营的公司，兆易创新更加积极，产能扩建的灵活 度也更高。公司与中芯国际、华虹半导体等晶圆厂，以及通富微电等封测厂多年来合作 密切，随着国内晶圆厂 12 寸扩产加速，公司 NOR Flash 有望获得更多的产能支持。

产品结构优化对利润率水平产生积极影响。目前 NOR Flash 行业主流工艺节点为 55nm， 公司产品工艺处于行业内主流技术水平，55nm 工艺节点全系列产品均已量产，正结合客 户需求情况，持续从 65nm 向 55nm 转换，截止 2021 年底，公司 55nm 产品占比超过 40%。 制造工艺的升级会节省约 25%的生产成本（单晶圆裁剪出的芯片数增长 20%-50%），公 司不断推出性能领先、更大容量和高可靠性产品，优化产品结构，拓展应用领域。

（二）产能弹性叠加需求结构改善，MCU 业务量价齐升

兆易创新 GD32 MCU 是中国高性能通用 MCU 领域的领跑者，中国最大的 Arm® MCU 家族，中国第一个推出的 Arm® Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M23 及 Cortex®-M33 内核通用 MCU 产品系列，并在全球范围内首个推出 RISC-V 内核通用 32 位 MCU 产品 系列，已经发展成为中国 32 位通用 MCU 市场的主流之选。近年来，随着公司产能端弹 性释放，以及产品和客户结构的不断改善，MCU 业务迎来快速发展机遇。

高性能/低功耗/无线/车规全面突破，“MCU 百货商店”日臻完善。2021 年，公司量产了 电机驱动芯片（应用于电动工具、机器人、工业自动化三相 BLDC 和 PMSM 电机），继 续加速高性能产品布局。发布了第一代 WIFI 产品 GD32W515 和第一代低功耗产品 GD32L233，产品线覆盖度进一步增强。同时，除在汽车后装市场的已有应用外，公司 MCU 产品正稳步进入车规市场，积极拓展在汽车领域应用。目前，公司车规级 GD32A 系列 MCU 产品已成功流片，该产品主要面向通用车身市场，已提供样品供客户测试，力争 2022 年中左右实现量产。公司不断演进“MCU 百货商店”的定位与内涵，丰富工规、车 规、消费等领域产品，为客户提供完整解决方案。

目前市场主流产品是 M3 内核，M4 内核相对价格更高，公司主动放弃低端产品线，全 力投入主流及以上产品中。而在车规市场，同样配置情况下，车规级 MCU 比消费级价格高出一倍。公司卡位国产 MCU 中高端市场，叠加产品迭代升级加速，ASP 持续受益。

多元化供应链策略释放产能弹性。2021 年 MCU 市场整体缺货，叠加地缘政治因素，国 产替代趋势明显。制程方面，2013 年公司 MCU 采用 110nm 工艺，2016 年使用 55nm 工 艺，2020 年升级至 40nm 工艺，目前最新高性能 MCU 采用 22nm 工艺研发。与主流厂商 eFlash 的设计结构不同，由于在 NOR Flash 方面具有较高的技术积累，公司采取了 SiP Flash 的结构，即通过 SiP 方式把一颗 NOR 闪存芯片和逻辑芯片封装在一起，代码和数 据存储在独立、外挂的 NOR 闪存芯片上。这种设计的优点在于闪存的容量比较灵活，在 工艺制程节点上具有优势，同时可以快速转厂获得产能弹性。这种 Stacked Die 结构的缺 陷在于封装成本和难度较高，以及功耗更大，而公司逐步将 NAND、DRAM、传感器等 模块叠封在 MCU 上以实现 SoC 化响应客户需求，并补齐低功耗产品线，改善生产工艺。

更多时候封测产能是产业链木桶效应的短板。封测环节，国内的封装厂如华天、长电、 通富等封装产能远大于测试产能，测试产能又受限于测试时间，故封测厂对于封装时间 短、测试时间长的产品如 MCU 意愿较低，同时 MCU 又具有产品系列多、少量多样的特 点，如果没有足够的订单作为支撑，封测厂很难进行排单。在海外大厂持续缺货的情况下，公司多元化的供应链策略起到了积极的作用，通过与多个晶圆厂、封测厂的良好合 作，有效规避了单一供应商带来的供应风险。

高研发下品类扩充加速，驱动 MCU 出货量非线性增长。2021 年上半年，公司研发投入 达到 4 亿元，约占营业收入 11%，相比 2020 年同期研发投入增长 75%，MCU 产品系列 数、料号数增长逐年提速，至 2021 年底共有 35 个系列 450 余款，出货量累计超 10 亿 颗，研发转化率可见一斑。

多产品联动，MCU+方案提升竞争力。兆易创新一直致力打造旗下多产品联动的综合性 解决方案，MCU 作为核心件，可与传感器、模拟外设和信号链、各类存储器组合联动。 GD30WS8805 就集成了充电、放电、通信、保护、耳机检测、LDO 等六大功能，是公司 MCU+PMIC 的代表产品。对于物联网和消费电子市场而言，成本极其关键。公司发挥产 业链优势，辅以 MCU 市场本身的优势地位，打造高性价比方案——对下游客户而言自 然直接节省了成本，加快 time-to-market 速度，研发转化效率大大提升。

重视生态建设。GD32 MCU 支持丰富的主流开发环境、仿真器以及烧录器，涵盖了从芯片到软件 SDK、开发套件等完整工具链与开发生态。同时公司极其重视人才培养，广泛 开展大学计划，包括共建联合实验室、教学改革、师资培训、以及深入赞助并参与全国 各个电子设计竞赛。深度参与国内 MCU 产学研各个维度，致力于为开发者、客户、高校 师生提供完善的服务与支持，不断推进产业升级步伐。

（三）产能优势+技术研发，DRAM 业务有望放量

公司 DRAM 业务主要分为两个部分：代销长鑫标准型 DRAM，以及自研利基型 DRAM （由长鑫代工）。根据关联交易公告，2021 年 1-11 月公司与长鑫就代销 DRAM 产品和自 有品牌代工的金额分别达到了 1.59 亿美元（约合人民币 10.15 亿元）和 0.3 亿美元（约合 人民币 1.89 亿元）。预计 2022 年代销业务交易额保持稳定，而自有品牌的代工采购额将 大幅增长至约 1.35 亿美元（约合人民币 8.6 亿元），表明公司自研 DRAM 无论是在客户 认证，渠道拓展还是产能支持等方面均有较好的进展。

自研 DRAM 产品成为新的营收贡献点，目前主要面向消费电子等利基市场。依托公司出 色的研发创新实力和在存储市场的深厚积累，公司于 2021 年 6 月量产的首款 19nm 制程 4Gb DDR4 产品，较行业内利基型 DRAM 主流 20nm 及以上工艺节点产品，具有较强的 竞争力。该款产品已在消费类应用领域通过了众多主流平台的认证，广泛应用在机顶盒、 电视、监控、网络通信、智能家电等领域，同时也在积极扩展在平板电脑、车载影音系统 等领域的应用。同时，公司已在 IPTV、安防及消费类等领域获得了 DRAM 客户的订单 和信任，为后续长期合作打下了坚实基础。随着公司后续不断推出更多自研 DRAM 产品， 自有品牌产品的销售收入占比将逐步提升。

利基型市场不容小觑。根据 Trendforce 统计，2021 年全球利基型 DRAM 市场（消费、工 控等）规模约 90 亿美元，未来随着下游各类应用的稳定发展，利基型 DRAM 市场规模 将保持增长趋势。这一市场的主要参与者包括南亚科技、华邦电、三大 DRAM 巨头（正 在退出）、长鑫存储、福建晋华（受实体清单等限制，研发陷入停滞）兆易创新、东芯股 份等。公司目前体量尚小，依靠合肥长鑫代工工艺及自身渠道优势，快速导入客户。

产能充沛，静待放量。根据此前 TrendForce 预测，2021 年底全球 DRAM 产能达到约 150 万片/月，考虑到 DDR3 较 DDR4 产品单价低，以晶圆用量口径的利基型 DRAM 占比或 在 13%左右（以 TrendForce 2022.4.1 主要 DDR 产品现价数据平均值为依据），即利基型 DRAM 全球产能约为 19.5 万片/月。长鑫在 2020 年、2021 年分别实现了 4.5 万片/月、6 万片/月的目标，2022 年的产能目标是 12 万片/月，长期规划产能目标是 30 万片/月。

假设现有产能不退出，利基型新增产能在 2022 年仅由长鑫贡献 1.5 万片/月（新增 6 万片/月的 25%），远期则由长鑫、南亚科、华邦电三家合计再贡献约 8.5 万片/月的新增（其 中，华邦电高雄厂规划约 2 万片/月，南亚科新北厂扩产约 4.5 万片/月，该数据包含了所 有类型 DRAM 产品，这里我们假设利基型 DRAM 产能约 2 万片/月）：

若 2022 年长鑫存储 DRAM 总产能如期达到 12 万片/月，悲观/中性/乐观假设下，长鑫给 予兆易创新 10%/15%/20%产能保障，则兆易创新对应产能 1.2/1.8/2.4 万片/月，占全球产 能 21 万片/月的 5.7%/8.6%/11.4%，长期产能或可达 3/4.5/6 万片/月，约占全球合计产能 29.5 万片/月的 10.2%/15.3%/20.3%，产能支持充沛，随着公司产品放量，DRAM 业务天 花板有望快速打开。

产品具有竞争优势。当前主要利基 DRAM 竞争对手台系的华邦电与南亚科等，产品制程 尚在 2x-nm，在利基市场，公司 DRAM 产品在工艺制程上保持代差优势，有利于降低产 品成本。长鑫目前已量产的第一代 19nm DDR4/LPDDR4/LPDDR4 X 等，良率在 70-75%， 随着工艺推进和产线调试，良品率将逐步提升，DDR3 作为上一代产品，调试难度将低于 DDR4 系列，良品率问题无需担忧。同时，兆易创新 17nm DDR3 产品正在按计划进行中， 预计 2022 年贡献营收，制程优势进一步扩大。公司与长鑫产品定位不同，长鑫 DRAM 应用在 PC、服务器，对手是三星、海力士等国际大厂，公司定位在利基型，并无冲突。 公司与长鑫存储的紧密合作关系，为公司 DRAM 产品提供稳定产能保障。同时，依托于 多年积累的、完善的销售网络和技术团队，公司能够为客户提供快速的本地化服务响应 和技术支持。

四、关键假设与盈利预测

我们进行盈利预测的关键假设为：1）半导体行业持续高景气，下游晶圆厂积极扩产，公 司在主要合作的晶圆厂中产能稳中有进，同时上游零部件供应充足；2）公司 MCU 业务 在客户和产品领域的开拓顺利，工业领域 MCU 占比持续提升；3）DRAM 业务进展顺利； 4）国际贸易关系相对稳定，国内终端客户国产替代动力充足。

我们预计 2022-2024 年公司营业收入为 119.84/150.22/183.93 亿元，整体毛利率水平分别 为 45.6%、44.4%、42.9%，公司归母净利润为 31.25/38.82/46.07 亿，对应 EPS 为 4.68/5.82/6.90 元。考虑到：1）公司在国内 IC 设计公司中居于龙头地位，在产能获取、 供应链管理、销售渠道等方面相对可比公司具有较为明显的优势；2）公司 MCU 业务主 打中高端市场，在壁垒更高、价值量更大的工业领域为国内领跑者，可比公司在工业领 域普遍尚处在起步阶段；3）公司在利基型 DRAM 业务方面深度布局，天花板再次打开， 可比公司在横向业务拓展上较公司有所局限，赛道空间与公司有一定差距。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站