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（MCU产品系列等相关情况；信息资料来源：华大半导体，招商证券研究所）

根据MCU位数（即MCU每次处理数据的宽度，或者总线及数据暂存器的宽度），不同位数的MCU被应用在不同的工商业场景之中。其中8位MCU市场地位稳固，32位MCU解决复杂场景问题。

（MCU的四个分类标准）

MCU的广泛应用源自8位时代，8位MCU具有功耗低、成本低、使用便捷等优点，广泛应用于消费、工业控制、家电和汽车等领域。16位产品性能不及32位，性价比不如8位MCU，市场份额有被挤压的趋势。32位MCU相比16位具有更强的运算能力，可以满足当下大多数嵌入式场景的需求，且目前32位MCU的成本逐渐接近8位MCU，导致32位MCU的市场占比最大。

（MCU应用场景；信息资料来源：半导体行业观察）

年中国通用型MCU市场规模占比中，32位占比54%，8位占比43%，4位占比2%，16位占比1%。32位和8位占据市场主流，且未来32位产品占比预计仍将不断提高。

按照程序指令和数据是否位于相同的存储地址，可将MCU分为冯诺依曼结构和哈佛结构。冯诺依曼结构又称为普林斯顿结构，将程序指令存储器和数据存储器合并在一起，同时存储器与中央处理器分开。哈佛结构将程序指令和数据分开存储，中央处理器首先读取指令存储器中的指令，再读取数据存储器中相应的数据，程序指令和数据指令可以有不同的数据宽度，通常具有较高的执行效率。

（MCU的两种存储器结构分类；信息资料来源：《单片机原理与应用》）

（MCU的指令系统分类；信息资料来源：《单片机原理与应用》）

CISC和RISC指令集系统是目前主要的两种MCU指令系统。CISC指令能力强，但CPU复杂度较高，RISC指令较为固定，优化了编译流程。CISC（复杂指令集）的指令格式和指令大小不固定，每条指令按照规范设计为最合适的格式和大小，每条指令执行的时间不一样，以此来追求更强的处理能力。RISC（精简指令集）的指令长度是固定的，并且采取流水线的概念，将处理过程划分为多个阶段，每个时钟周期可以执行一条指令，执行部分并行处理。

按照自身产品应用领域可以分为通用型MCU和专用型MCU公司。通用型MCU是不针对特定应用的，用户可根据自身需求进行相应开发来满足特殊需求。专用型MCU秉承“MCU+特定组件”的形式，旨在满足特定场景提出的专有需求。

通用型MCU是指具有MCU的基本组成，但是将MCU中可利用的资源（包括RAM、ROM、串并行接口等）全部提供给用户，不是为了某种专门用途设计的。专用型MCU是指按照具体用途而专门设计的MCU，通常会在MCU内集成具有特定功能的硬件单元，比如数字信号处理单元、蓝牙协议栈等。

STM32系列是典型的通用型MCU代表，STM32的17个子系列，上千款产品可以满足各个层级的开发者需求，针对高性能、主流、超低功耗和无线4大领域，既可用于先进的智能神经网络处理、语音音频识别、无线互连等高级场景，也可用于图像用户接口、电机控制、安全芯片以及USBType-C快充等常见生活场景。广泛应用场景催生了众多型号的MCU产品，通用型MCU的出现降低了产品研发和产品选型的难度，有利于快速研制出符合需求的终端产品类型。

针对电机类MCU，是专用型MCU典型之一。电机类MCU，需要增加数字信号处理单元，将传感器搜集到的外界信号进行梳理，进而输入相应的指令。

此外，如对于有无线连接需求的MCU，会在MCU内集成Wi-Fi以及蓝牙模块来满足无线通信需求；对于温度传感装置，通常会在MCU内增加对于温度信号处理的数模转换器等。随着物联网的发展，基于场景化的应用层出不穷，需要MCU针对特定应用有更强的应对能力，催生更多专用型MCU需求。乐鑫科技的ESP32MCU集成Wi-Fi和蓝牙功能，与外部DSP结合使用，功能丰富且极具成本效益。

内程序构架方面，MCU的芯片架构经历4代变迁，ARM为目前主流架构，已形成完整的生态系统。

ARM架构实现了标准化，为设计平台提供了代码兼容性和软件兼容性，促使主要厂商纷纷迁移到32位MCU产品开发，成熟的架构迅速替代各家自定义架构，成为目前主流架构，全球前十大MCU厂商32位产品均有导入ARM架构。据软银数据，ARM处理器逐步占领全球手机市场，市占率高达90%以上。

ARM公司将Cortex系列细分为三大类，包括A系列、R系列和M系列。在不同应用领域具体内核不同，A系列主要用于复杂的电脑应用，比如手机、服务器等；R系列主要用于实时系统；最早集成到芯片级的是Cortex-M系列，主要面向各类嵌入式应用的MCU。

（ARMCortex-M各系列介绍；信息资料来源：电子创新网）

（下游客户MCU产品开发流程；信息资料来源：《半导体情报》）

MCU芯片需要通过硬件设计和软件设计，最终实现商用化产品开发。下游厂商需要根据自身产品特点，进行系统设计，包括硬件和软件设计。硬件设计指的是选择满足系统要求的MCU芯片和其它电子元器件，并进行电路设计等。

对于软件设计：1）输入源代码，通常是借助IDE（集成开发环境），用编程语言编写代码；2）进行代码编译，确保代码符合语法规则；3）利用仿真系统调试程序，在生成实际电路板之前，用仿真软件进行系统仿真，避免资源浪费。在软硬件设计完成后，根据电路原理图生产PCB板，将MCU芯片及其它电子器件焊接在电路板上，进行系统联调，直到最后功能无误。

（MCU的生态环境；信息资料来源：环球表计）

年8月26日，在由全球电子技术领域知名媒体Aspencore主办的“全球MCU生态发展大会”中，国内MCU头部企业，如安谋科技、兆易创新、极海、国民技术、华大半导体和灵动微等均出席，并表达了自己对IoT设备未来发展趋势、ARMCortex-M架构、产品系列以及发展方向的观点，并作详细的主题演讲。

综合我国头部企业的观点，全球及中国MCU市场的规模将稳步增长，并且国产MCU替代将迎来发展的黄金时代。

《电子工程专辑》主分析师SteveGu在大会中演讲嘉宾，并发表国产MCU厂商及市场趋势分析报告主题演讲。

根据SteveGu的观点，目前全球MCU市场规模约为至亿美元，且在至年间，将以6.08%的CAGR（年复合增长率）增长至亿美元，平均价格（ASP，AverageSellingPrice）在0.63至0.64美元。中国市场是其中最重要的组成部分，目前市场规模在至亿元（约合38至46亿美元，年市场规模为.8亿人民币）之间。在至2年间，将以8.99%的CAGR增长。

从发展动力以及发展方向上，全球市场未来MCU设计的6个发展方向为：更加智能、更强算力、更低功耗、更加安全、无线连接、更小尺寸。

据ICInsights数据显示，全球MCU市场中，传统半导体厂商占据MCU市场大头。据英飞凌

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