国产 MCU 崭露头角,和 TI、ST “一决高下”
在半导体行业的舞台上,MCU 市场始终是竞争最为激烈的领域之一。曾经,德州仪器(TI)和意法半导体(ST)凭借其先发优势和深厚的技术积累,牢牢占据着 MCU 市场的主导地位,其每一个决策和动态都能引起整个行业的关注。然而,随着市场环境的不断变化,这两大巨头如今却陷入了前所未有的困境。与此同时,国产 MCU 厂商凭借技术上的突破和成本方面的优势,正迅速崛起,一场激烈的行业竞争已经拉开了帷幕。
巨头困境:TI 与 ST 的危机时刻
今年 3 月,TI 的一则裁员消息引发了行业的广泛关注。TI 对其 Lehi 工厂进行了裁员,以支持长期运营计划。TI 官网显示,其在全球共有 15 个制造工厂,涵盖晶圆制造厂、封装测试厂和凸点加工测试厂等。到 2030 年,TI 内部制造比例将达到 90%。目前 TI 有 8 家 12 英寸晶圆厂,其中 2 家位于美国犹他州 Lehi,分别为 LFAB1 和 LFAB2。LFAB1 已经投产,而 LFAB2 还在建设中,推测此次裁员发生在 LFAB1 厂。LFAB1 于 2021 年由美光科技的 12 英寸晶圆厂收购而来,2022 年投产,成为 TI 第四家 12 英寸晶圆厂;LFAB2 于 2023 年破土动工,耗资 110 亿美元,是犹他州史上最大的经济投资,预计最早 2026 年首次投产。TI 并未解释裁员的具体原因,但业内人士猜测,可能是由于该工厂产能利用率不足。此外,去年 5 月,TI 还裁撤了位于中国上海研发中心的 MCU 研发团队,并将原 MCU 研发线迁往印度。从业绩表现来看,TI 的营收自 2022 年四季度开始明显下滑,净利润也大幅下跌,毛利率在 2022 年达到 68.8% 峰值后,近两年大幅下跌至 2024 年的 58.1%,跌破了 60%。同时,TI 的库存水位也不容乐观,预计 2025 年第一季度库存水平还将进一步增加。
ST 也面临着严峻的挑战。本月,ST 首席执行官宣布,公司预计未来三年将有 5000 名员工离职,其中包括今年早些时候已宣布的 2800 人裁员计划。去年 11 月,ST 公布了成本削减计划,目标是到 2027 年节省数亿欧元。同时,根据相关报道,法意两国和相关股东计划研究重新拆分 ST。在业绩方面,2024 年 ST 营收和利润分别下跌 23.24%、63.03%,2025 年第一季度净利润增速为 -89.08%,创近十年单季利润增速新低。在具体产品方面,涉及汽车相关的模拟、功率分立器件、MCU 等均大幅下跌。其营收核心的 MCU 产品,在中国市场受兆易创新等国产厂商影响,通用 MCU 份额持续下跌;汽车 MCU 也受到英飞凌等头部厂商冲击以及中国大陆厂商国产化的影响。
国产 MCU,硬刚国际大厂
在 MCU 国产化的进程中,实时控制领域一直是最难攻克的难关。多年来,TI C2000 在实时控制领域独占鳌头,即便 Microchip、ST、瑞萨等巨头在电源和电机领域有所建树,也未能动摇其地位。然而,近年来,随着本土 MCU 厂商的崛起,国产 MCU 厂商开始在这一领域崭露头角。纳芯微、极海半导体等国产企业主动对标 TI C2000 系列产品,发起了强有力的挑战。
以纳芯微为例,其推出的 NS800RT5 和 NS800RT3 两类产品,精准对标 TI C2000 的 F280039、F280049 等型号。
在技术路线上,实时控制系统用户最为关注的内核问题上,C2000 采用 TI 自有的 DSP 内核,而纳芯微采用国产厂商常用的 Arm Cortex - M7 内核,并引入自研的 eMath 数学加速核。相比通用 Arm Cortex - M7 的数学运算能力,其在三角函数、开方、指数、对数、傅里叶变换(FFT)、矩阵运算、FIR 滤波等数字信号处理运算中有大幅算力提升。此外,纳芯微还在 NS800RT 系列存储的扩展、关键实时外设等诸多方面进行了改进。在产品定义环节,纳芯微并非完全照搬,而是根据客户痛点,在实时性、可扩展性及安全性等方面进行了全面创新。
极海半导体也不甘示弱,正式发布了基于 Arm Cortex - M52 双核架构及支持 Arm Helium 技术的 G32R501 实时控制 MCU,宣告入局 TI C2000 所把持的市场。G32R501 基于 Arm v8.1 - M 架构,新一代高能效处理器具备出色的实时运算性能,在保持 Cortex - M4F、Cortex - M33 迁移便捷的基础上,能实现 DSP 性能 2.7 倍与 ML 性能 5.6 倍的提升,可满足大部分实时控制的需求,这主要得益于 Arm 在该架构上带来的扩展 ——Helium 技术。借助极海基于 ACI 的 CDE(Customer Datapath Extension)接口,还可以将极海自主研发的紫电数学指令扩展单元和 Cortex - M52 内核完美融合,进一步提升实时控制运算效率,并显著降低 CPU 访问时延。此外,该芯片还支持 TCM、具有增强型实时控制等诸多功能。
在通用 MCU 市场,国产 MCU 品牌与 STM32 的竞争也日益激烈。兆易创新的 GD32 作为中国 32 位通用 MCU 领域的佼佼者,凭借累计超过 2 亿颗的出货量、1 万多家用户、20 个系列 300 余款产品型号的庞大阵容,在市场中占据重要地位。GD32 采用 Cortex - M3 内核,实现了与 STM32 相同型号的全兼容,方便用户替换,而且主频频率更高,在智能家居、工业控制等众多领域成功替代 STM32 的案例不胜枚举。中科芯的 32 位 MCU 产品可批量替换 STM32 的 F103、F030、F031 和 F051 等系列,硬件引脚与 STM32 P2P 兼容,软件采用寄存器级兼容设计。灵动微电子的 MM32 系列基于 ARM Cortex - M0 及 Cortex - M3 内核,管脚、型号等与 ST 全兼容,替换成本低。极海半导体的通用 MCU APM32 系列基于 ARM Cortex M3 系列 CPU 设计,APM32F030、APM32F103、APM32F072 可直接替换 STM32 对应型号。此外,雅特力、国民技术、芯海科技、华大半导体等诸多国产 MCU 企业均有可直接对标 STM32 的产品。
等待一阵风,MCU 市场变了
国产 MCU 虽然正在崛起,但市场竞争也异常激烈。面对国产 MCU 的成本优势,进口品牌在价格战中逐渐处于劣势。价格战的背后,是全球半导体产能扩张导致 MCU 市场供大于求,以及市场需求结构变化,消费者对产品性价比要求提高,同时国产 MCU 厂商在生产工艺、供应链管理等方面的优化也进一步降低了成本。
市场格局的变化不仅体现在价格竞争上,还反映在代工合作和供应链调整等方面。ST 宣布将 40nm 工艺节点的 MCU 交由华虹半导体生产,这一举措打破了以往的产业格局,双方实现了优势互补。恩智浦也表示要为中国客户建立专属芯片供应链,以应对国产 MCU 的竞争。
展望未来,MCU 市场格局的变化将带来新的机遇与挑战。国产 MCU 有望通过技术创新和产品升级,在高端市场实现突破,打破国际巨头的垄断。同时,国际厂商与国内厂商在技术研发、市场渠道等方面的合作也可能更加频繁,实现优势互补。国产 MCU 产业的未来,值得我们拭目以待。

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