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1、电子元器件行业深度报告电子元器件行业深度报告1. MCU 行业概况：广泛应用的基础电子元件，数字化推动需求不停扩展 微控制单元(MCU) ，又称单片机，是把CPU 的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D 转换、UART、PLC、DMA 等周边接口，甚至 LCD 驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。 MCU 的应用范围广泛，从工业到民用，工厂中的工业控制系统、自适应控制系统和数据采集系统以及家庭中的智能家居、游戏机、电子秤和厨房设备都会大规模的应用 MCU。 从 MCU 上下游产业链来看，上游主要为MCU 设计厂商，中游主要为晶圆代工、

2、封装测试和内核授权，下游包括家用电器、汽车电子、工业控制等应用领域。 根据总线或数据暂存器的宽度，MCU 又分为 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位单片机。各位数的 MCU 都不同的特点。8 位MCU 工作频率在 1650MHz 之间，强调简单效能、低成本应用；16 位 MCU，则以 16 位运算、频率在 24100MHz，由于 32 位出现并持续降价及 8 位简单耐用又便宜的低价优势下，夹在中间的 16 位 MCU 市场不断被挤压，成为出货比例较低的产品。32 位 MCU 是MCU 市场主流，单颗报价在 1.54 美元之间，工作频率大多在 100350MHz 之间，执行

3、效能更佳，应用类型多元化。 MCU 根据指令结构又可分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机微控制器)。CISC 方法试图最小化每个程序的指令数量，从而牺牲每个指令的周期数量。基于 CISC体系结构的计算机旨在降低内存成本。RISC（精简指令集计算机）由于其能效高而用于便携式设备，是一种使用高度优化的指令集的微处理器架构，以每个程序的指令数为代价减少了每个指令的周期，流水线化是RISC 的独特功能之一。MCU 按应用广度可分为通用型和专用型。通用型将可开发的资源（ROM、RAM、I/O、 EPROM）等全部提供给用户。专用型是指其硬件及指令是按照某种特定用途而设计，例如录音

4、机机芯控制器、打印机控制器、电机控制器等。 2. 行业需求端：5G 提供万物互联新引擎，汽车电子提供蓝海赛道 2.1 MCU 市场概况 从 MCU 下游需求情况来看，汽车、工控/医疗、计算机是主要的下游应用，分别占据 33%、25%、23%的份额，消费电子占据8%的份额。 随着嵌入式系统广泛应用以及物联网的快速发展，设备接入量大幅提高，MCU 需求持续增长。根据 IC Insights 预测，2019 年全球 MCU 市场规模204 亿美元，预计2022 年可达239 亿美元。 2.2 智能汽车为 MCU 市场注入新成长动能 MCU 是运动控制的核心芯片，在汽车电子的有着非常广泛的应用，从电机

5、控制到信息娱乐系统和车身控制等均发挥着重要作用。在ADAS 以及自动驾驶领域中，MCU 也发挥着重要作用，主要配合负责感知的高算力 MPU 或 SoC，根据当前车辆的运动状况和感知目标进行控制变量的计算，如输出给底盘域的角度、扭矩信号或告警逻辑的判断。根据市场研究公司 iSuppli 的报告的数据，在一辆车装备的所有半导体器件中，MCU 大概占三成。一辆汽车需要用到数量众多的 MCU，以奥迪 Q7 为例，该车用了 7 个供应商的 38 个 MCU，其中动力域采用2 枚英飞凌 MCU；底盘和安全域使用 4 个瑞萨MCU、4个 NXP MCU，2 个 Microchip、以及 TI 和英飞凌各1

6、个；ADAS 和娱乐域这块，也用了多颗 MCU。 随着汽车集成的摄像头、雷达和激光雷达等传感器数量的大幅提升，为了保证应用和通信的安全，汽车 MCU 的需求以及性能都将大幅提高。另外，随着新能源汽车的发展，车载 MCU 还需要为车载充电机、电池管理，整车控制器和马达主驱等应用提供支持。在车联网方面，联网汽车产生的海量数据和云之间的通信也需要 MCU 提供强大的实时计算能力和资源，随着车联网的普及，对汽车 MCU 的需求也将大幅提高。在车用MCU 市场规模方面，根据IC Insights 的数据，2020 年市场规模 65 亿美元，同比上升 1%，预计到2023 年将达到81 亿美元，2020-

7、2023 年CAGR 为 7.7%。 2.3 5G 赋能物联网有望带动 MCU 市场快速成长 MCU 是物联网的核心,是各种互连设备的中央处理元件，目前已经被大量应用在物联网的三个领域智能家居和城市、智慧工业、智能万物，每一种应用都有处理和安全需求。单个 MCU 芯片上集成了多种功能模块和接口,包括存储器、I/O 端口、时钟、A/D 转换、PWM 等,以及SPI、I2C、ISP 等数据传输接口，并且现在32 位MCU 已经成为主流。 物联网的应用生态基本遵循云-管-端的架构，其中云端是线上的负责处理大量的数据的服务器，管指的是连接通信的管道，端是设备终端或传感终端，大部分物联网都是将传感终端连

8、接到云端，MCU 的应用一般是在“管”和“端”。 随着 5G 的加快部署，以及LoRa 与NB-IoT 等低功耗广域网铺开应用,全球物联网设备连接数据激增，从智能汽车、智能家居到企业资产管理设备再到工业设备,广泛的连接推动信息科技由移动互联迈向万物互联。根据 IDC 的数据,2020 年全球物联网连接规模达到300 亿,预计到 2024 年全球物联网的连接量将接近650 亿，CAGR 高达21%。 物联网的快速发展将带来相关芯片需求的大增，根据BIS Research 的数据，2019 年至2029年全球物联网芯片市场规模年复合增速可达 15.18，到 2029 年，全球物联网芯片的市场规模将

9、超过 386.1 亿美元。MCU 作为物联网设备的核心芯片之一，有望充分受益于物联网市场的快速发展。 3. 行业供给端：供应呈现海外垄断局面，芯片缺货潮提供国产化加速窗口 3.1 头部厂商集中度提升，海外垄断程度高 随着 MCU 技术的发展，从 4 位发展至 64 位，整体性能逐步优化。目前应用最为广泛的是 32 位和8 位MCU，32 位在性价比上远高于 16 位并可应用于大部分场景，8 位在功耗和价格上具有明显优势。据 IC Insights 数据，2020 年 32 位 MCU 占比约62%，预计到2024 年，32 位MCU 占比将达71%，4/8/16 位 MCU 占比将逐年下降。

10、MCU 头部厂商在技术迭代过程中布局较为完整，从 4/8 位至 64 位的产品种类较全，在软硬件定义上具备较强竞争力。全球 MCU 市场前8 大厂商均为欧美日系厂商，Microchip、ST、Renesas、TI、NXP 市占率分别为 20%、17%、14%、12%与 9%，CR5 高达 72%，CR10 高达 87%，MCU 市场头部厂商份额相对集中。 在海外龙头发展过程中，MCU 厂商或子业务经历多次大规模收并购。NXP 在 2015 年以118 亿美金收购飞思卡尔。Microchip 在 2016 年收购Atmel。Cypress 在2015 年以40 亿美金收购Spansion；Cyp

11、ress 在2019 年被英飞凌以 101 亿美元收购。Skyworks 在 2021 年以27.5 亿美金收购 Silicon Labs。在多轮收并购浪潮中，MCU 头部厂商集中度进一步提升。在全球MCU 市场中，中国厂商的市场份额仍较低。 在中国MCU 市场，头部厂商份额与全球市场存在一定差异，前五大厂商Renesas、NXP、ST、Microchip、Toshiba 市场份额分别为 17%、14%、8%、8%和 7%，CR5 约为 54%，CR9 约为 76%。国内 MCU 市场头部集中度仍较高，但集中度低于全球市场，主要由于国内 MCU 厂商众多，但国内主要厂商收入规模仍较低。3.2

12、受益芯片缺货潮，国产厂商迎历史发展窗口 国内 MCU 厂商数量上较多，但收入规模相对较小。上市公司兆易创新 2020 年整体收入规模 44.97 亿元，其中 MCU 业务收入 7.55 亿元，占比约 16.8%，MCU 毛利率 47.61%。中颖电子 2020 年收入10.12 亿元，毛利率 40.55%。乐鑫科技2020 年收入8.31 亿元，毛利率 41.29%。国产 MCU 龙头企业营收规模相比海外龙头规模仍较低，具有较大国产化替代空间。 全球 MCU 厂商毛利率水平相对较高，Microchip 和 TI 整体毛利率高达 60%以上，MCU业务未单独拆分，预计毛利率水平行业领先。国内产商

13、兆易创新、中颖电子、乐鑫科技毛利率水平约 40%50%。其中兆易创新今年 MCU 快速发展，2020 年MCU 业务收入增速达 70%，毛利率提升至47.61%，具备一定国际竞争力，有望加速实现国产化。在通用型 MCU 细分赛道中，Cortex-M MCU 领军企业为 ST 和 NXP，分别深耕于消费/工业以及汽车领域。2018 年，中国Cortex-M 市场中，ST 占比约 47%，NXP 占比约25%，国内厂商兆易创新占比约 9%。兆易创新 MCU 产品主要为基于 ARM Cortex-M 系列 32位通用 MCU 产品，以及于 2019 年 8 月推出的全球首颗基于 RISC-V 内核的

14、 32 位通用MCU 产品。GD32 作为中国 32 位通用 MCU 领域的主流产品，以 28 个系列 360 余款产品供市场选择，广泛应用于工业和消费类嵌入式市场。兆易创新 MCU 产品累计出货数量已超过 5 亿颗，客户数量超过 2 万家，随着其产品系列日趋丰富，生态链逐渐完善，逐步建立起产品品牌，在 32 位通用型 MCU 领域，公司有望加速实现国产化替代。 此外，目前晶圆代工产能紧缺，海外头部 MCU 厂商主要以 IDM 模式为主，产能扩张进度慢于纯晶圆代工厂，并在疫情等影响下出现严重缺货现象。国内 MCU 公司主要以Fabless 模式为主，受益于台湾以及大陆地区成熟制程产能扩张加速，

15、国内 MCU 头部企业有望拿到更多增量代工产能，加速抢占市场，国内厂商有望在此轮芯片缺货潮中缩小与海外龙头的差距。 4. 推荐标的 4.1 兆易创新（603986）：深耕 MCU 市场，打开长期成长空间 公司成立于 2005 年，始终致力于各类存储器、控制器及周边产品的设计研发，并在韩国、美国、日本等地通过产品分销商为客户提供优质便捷的本地化服务。公司产品为 NOR Flash、NAND Flash 及MCU，广泛应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等各个领域。 受益于 5G 技术的快速发展以及集成电路产业国产替代进程的

16、不断深化，叠加人工智能、物联网和虚拟现实的出现，集成电路产品的市场需求不断扩大。公司主要产品闪存芯片、微控制器和传感器销售额不断上升。自 2019 第三季度公司 Nor Flash 市场份额提升到18.3%，排名全球第三后，公司陆续推出NAND Flash 和 MCU。目前公司产品已形成“存储（NOR/NAND Flash、DRAM）+控制（MCU）+传感（思立微）”的战略布局。 公司 2019 年收入为 32.03 亿元，其中存储芯片销售收入 25.56 亿元，收入占比 79.79%，微控制器产品 4.44 亿元，收入占比 13.85%，传感器产品2.03 亿元，收入占比6.34%，其他业务

17、收入 0.01 亿元，收入占比0.02%。 公司 2019 年公司实现营收 32.03 亿元，同比增长 32.02%；归母净利润 6.07 亿元，同比增长 49.88%。2019 年毛利率40.51%，同比下降2.26pct。2019 年公司经营活动现金流净额 9.67 亿元，占营收比例30.2%，占比略有提升。公司业绩上升主要受到市场需求增加、产品结构优化，以及上海思立微并入合并报表影响。 2020 年前三季度公司实现营收 31.74 亿元，同比上升44.02%，归母净利润6.73 亿元，同比上升 49.65%，剔除预收账款的资产负债率 14.93%，相比 2019 年显著下降显，偿债能力大

18、幅提升。 公司的 MCU 产品上已经有了 24 条完整的产品线，有超过 300 款可选型号，全系销量超过 4 亿颗。在 MCU 赛道中，公司MCU 覆盖的品类较为全面，包括运动控制、能源控制、工业控制、安防设备、健康领域等众多领域，具体应用场景如日常的汽车、电子产品、血氧仪等。 公司主打的基于 RISC-V 内核的 32 位通用 MCU 兼容性较强，为公司打开下游场景应用奠定了扎实的基础。同时，在国内厂商激烈竞争的情况下，基于 RISC-V 内核的 32 位处理器也使得公司脱颖而出，拥有更强竞争力。 4.2 中颖电子（300327）：国产 MCU 龙头企业，AMOLED和锂电池管理业务齐发力

19、公司成立于 1994 年，是一家专注于单片机集成电路设计与销售的高新技术企业。公司专注于单片机(MCU)产品集成电路设计，MCU 母体包括8-bit Flash MCU、8-bit OTP/Mask MCU、16-bit DSP、4-bit OTP/Mask MCU。公司结合MCU 的开发经验，采用高压制程，开拓了锂电池管理和保护产品线。产品广泛应用于笔记本电脑、智能手机、平板电脑、电动工具、电动自行车、UPS 和移动基站等领域的锂电池管理和保护。同时，还扩充了OLED 系列产品，践行环保节能的先进理念。 公司 2020 年收入为 10.12 亿元，其中工业控制收入 9.50 亿元，收入占比

20、93.82%，显示驱动类产品 0.63 亿元，收入占比6.18%。 公司 2020 年实现营收 10.12 亿元，同比增长 21.35%；归母净利润 2.09 亿元，同比增长10.61%。公司业绩增长主要受各领域客户需求强劲增长所致。在家电 MCU 方面，受疫情影响，消费者在家用餐次数增多，生活电器及厨电市场快速增长，公司 MCU 市占率逐步提升。在电动自行车 MCU 方面，疫情和新国标的落地刺激了电动自行车整车市场销售，公司电机控制产品在电动自行车市场的占有率进一步提高。在锂电池管理芯片方面，由于终端客户国产化替代意愿的不断增强和美、日竞争者的产能收紧，公司在手机市场取得突破。在显示驱动方面

21、，由于 OLED 面板良率的提升和手机市场 AMOLED 需求的持续提升，公司的 AMOLED 业务势头良好。 2021Q1，公司实现营收 3.06 亿元，同比增长 51.95%；实现归母净利润 0.68 亿元，同比增长 60.73%；实现扣非后归母净利润 0.58 亿元，同比增长 61.65%。公司一季度销售增长较快的产品主要为锂电池管理芯片及AMOLED 显示驱动芯片，主要由于产品在国内品牌手机应用逐步实现进口替代且公司产品竞争力强、良率改善明显。 盈利能力方面，21Q1 毛利率达 44.53%，同比提升 3.61pct，环比提升 4.57%；净利率达21.67%，同比提升 2.31pct

22、s，环比提升 0.34pct，公司毛利率及净利率同比环比均有所上升，盈利能力不断加强。 现金流方面，2019 年和 2020 年经营性现金流保持较高水平，其中 2020 年经营性活动现金流净额为 2.16 亿元，同比下降1.75%，主要是由研发支出上升所致。 公司作为国内较大工控单芯片厂家，在全球 MCU 的销售占比约为 0.5%。此外，公司在国内的家电 MCU 及国内锂电池管理芯片领域占有一席之地，凭借研发核心技术，发挥贴近国内客户的优势，在技术创新、产品质量及性价比等方面具有核心竞争优势。 4.3 乐鑫科技（688018）：WIFIMCU 领域行业龙头，全面拥抱 IoT 时代 公司是物联网

23、 Wi-Fi 解决方案专业供应商，专注于物联网Wi-Fi MCU 通信芯片及其模组的研发、设计及销售。公司主要产品 Wi-Fi MCU 是智能家居、智能照明、智能支付终端、智能可穿戴设备、传感设备及工业控制等物联网领域的核心通信芯片。公司产品在集成度、产品尺寸、计算能力、射频、内存、功耗、综合性价比等多个方面均拥有比较优势，具有较强的进口替代实力和国际市场竞争力。 公司 2020 年收入为8.31 亿元，其中芯片收入 4.41 亿元，收入占比 53.10%，模组产品3.80亿元，收入占比 45.71%，其他主营业务收入 0.10 亿元，收入占比 1.20%。 公司 2020 年公司实现营收8.

24、31 亿元，同比增长 9.75%，主要是由于本报告期产品销量增长以及公司为应对疫情影响而实施降价策略综合所致；归母净利润 1.04 亿元，同比下降34.35%，主要由于毛利率下滑和研发投入增加；此外，公司继续加大研发投入，研发费用较去年同期增长 61.00%。 毛利率方面，受疫情影响，公司在 2020Q1 执行了特殊的降价策略，价格进行了大幅下调，导致 2020 年毛利率为41.29%，同比下降 5.74pct。 公司 2020 年经营活动产生的现金流量净额 0.36 亿元，同比下降 64.76%，主要系公司应对行业产能紧张以及预期的下一季度销售积极采购备货。存货与同比增加 0.98 亿元，导致采购付款增幅高于因销售增长导致的收款增幅所致。 由于公司与上游供应商关系稳固、具有规模效应、自主研发低 IP 授权费用，公司硬件产品性能强质量好、价格低，未来凭借差异化竞争策略，有望进一步提升市占率，预计2020年公司产品在 Wi-Fi MCU 领域市场份额为 35%以上，仍位列第一。此外，公司已具备基于开源 RSIC-V 指令集自研 MCU 能力，两款新品有望在 2021 年成为爆品，公司自主研发的 IDF 操作系统，有望帮助公司构建深厚壁垒。