微控制单元 MCU(Microcontroller Unit),又称单片机,是把中央处理器(CentralProcess Unit; 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 等周边接口都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。

MCU单片微型计算机是为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。

由于汽车电子及物联网大量导入MCU架构,需求爆发,加上包括ST、TI、瑞萨等IDM厂产能不足,导致交期拉长据悉,不少MCU厂商产品交期都从4个月延长至6个月,日本MCU厂商更是拉长至9个月。到了2018年,MCU缺货涨价的情况仍将延续,很重要的一个原因是原材料的上涨,全球各大晶圆厂向客户调涨明年报价势在必行,预估涨价幅度上看30%。目前已经有晶圆厂宣布涨价,可能会对MCU造成涨价缺货。

各厂商交期汇总:

● NXP:32位MCU交期为12-14周;

● 赛普拉斯:Cypress的32 位 MCU产品交期10-12周,部分8位MCU产品交货周期从8-10周延长至16周,对多款产品价格和交期进行调整;

● 微芯:Microchip延长交期至12-16周;

● 瑞萨电子:Renesas受地震频发影响,Renesas的产能偏于保守导致该公司8位和32位MCU交期延长至25周;

● ST:8位和32位MCU交期为14-16周产品线稳定交货。车用MCU和旧产品线延长3周。

8位、16位、32位MCU应用领域

根据总线或数据暂存器的宽度,单片机又分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位单片机。

8位MCU工作频率在16-50MHz之间,强调简单效能、低成本应用,8位单片机依然是MCU市场的主力之一,而不少MCU业者也持续为8位 MCU开发频率调节的节能设计,以因应绿色时代的产品开发需求。

16位MCU,则以16位运算、16/24位寻址能力及频率在24-100MHz为主流规格,部分16位 MCU额外提供32位加/减/乘/除的特殊指令。由于32bit MCU出现并持续降价及8位 MCU简单耐用又便宜的低价优势下,夹在中间的16bit MCU市场不断被挤压,成为出货比例中最低的产品。

32位MCU得益于ARM内核良好的生态以及极佳的可拓展性,逐渐成为全球消费电子和工业电子产品的核心。2015年,全球32位MCU出货量超过4/8位MCU与16位MCU出货量的总和,随着32位MCU的价格逐渐逼近4/8位MCU,未来几年应该会保持30%左右的高速增长。32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间,执行效能更佳,应用类型也相当多元。

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国内外MCU厂商最全汇总

一、国外MCU厂商

全球 MCU 市场一直以来都是由欧美、日本和台湾厂商主导,形成三足鼎立之势。其中,国外厂商占据 32 位高端 MCU 领域,尤其是汽车电子、工业控制领域优势巨大。欧美、日本以高端产品为主,包括汽车电子、工业控制、计算机与网络等领域;台湾企业则在消费电子、计算机与网络领域有较强实力。中国大陆的供应商则侧重于低端消费电子产品。

1 图:2015&2016年全球MCU出货量排名(数据来源:IC Insights)

1、恩智浦(NXP)

NXP(恩智浦)公司传统的MCU是基于80C51内核的MCU,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。在2015年,恩智浦75%的MCU营收是来自用在智能卡的8位和16位MCU。

收购飞思卡尔之后,NXP从2015年全球第六大MCU供应商来到了榜首的位置,市场份额也高达19%,营收额达到29亿美元。在收购了飞思卡尔之后,NXP的MCU转向32位MCU的的嵌入式控制应用,汽车电子领域更是其重点领域。NXP和飞思卡尔都开发了大量32位的ARM Cortex-M MCU。

2、瑞萨电子(Renesas)

2016年瑞萨被新收购了飞思卡尔的NXP拉下神坛,MCU出货量屈居第二,市场份额16%,不过在车机市场仍然是第一的市场份额。他们有获得ARM的授权,不过不是用来做MCU的,是用来做处理器的,MCU都是用瑞萨自己的架构。

2 图:用于中国的MCU产品

3、Microchip

Microchip的主要产品是16C系列8位单片机,CPU采用RISC结构,仅33条指令,运行速度快,且以低价位著称,一般单片机价格都在一美元以下。Microchip单片机没有掩膜产品,全都是OTP器件(近年已推出FLASH型单片机)。 Microchip强调节约成本的最优化设计,使用量大、档次低、价格敏感的产品。MICROCHIP公司的PIC单片机产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。

该公司有自己架构的单片机,叫PIC,分别有PIC8 PIC16 PIC32 等系列 ,PIC单片机也有采用MIPS 公司的Aptiv内核 ;还有一个系列的产品是传统8051/80C51产的MCU。由于Microchip和全球第二大半导体设计IP公司MIPS 合作,用MIPS 的内核做MCU而跟ARM对抗,所以他们没有基于ARM架构的MCU。

Microchip 2016年MCU出货量位居第三位,营收相比2015年增长了50%到20亿美元。这主要得益于2016年第二季度收购了Atmel。在2015年,Atmel在全球MCU供应商中排行第九,营收为8.08亿美元。而在收购Atmel之前,Microchip是少有的几个没有ARM授权的MCU公司。在收购Atmel六个月之后,Microchip扩充了其基于MIPS的32bit PIC32 MCU,同时扩充了Atmel的基于ARM 的SAM系列。Microchip表示,将为不同的客户提供适合的MCU。

4、三星(Samsung)

三星2016年MCU市场份额12%,位居第四。三星有KS51和KS57系列4位MCU,KS86和KS88系列8位MCU,KS17系列16位MCU和KS32系列32位MCU。三星MCU为OTP型ISP在片编程功能。在4位机上采用NEC的技术,8位机上引进Zilog公司Z8的技术,在32位机上购买了ARM7内核,还有DEC的技术、东芝的技术等。其单片机裸片的价格相当有竞争力。

5、意法半导体(ST)

意法半导体MCU拥有一个强大的产品阵容,从稳健的低功耗8位MCU STM8系列,到基于各种ARM® Cortex®-M0和M0+、 Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M7内核的32位闪存MCU STM32家族。为嵌入式产品开发人员提供了丰富的MCU选择资源。同时,意法半导体还在不断扩大、拓展产品线,其中包括各种超低功耗单片机系列。

意法半导体的STM32系列拥有极其庞大的出货量,2007年,ST发布全球首款STM32产品;到2012年,全球出货量达到了1亿片;到了2013年,全球出货量更蹿升至10亿片;2013~2016这三年又增加了10亿。十年来STM32拥有L1、F2、F4、F0等共计10大产品系列,700余款产品,强大的从超低功耗到高性能产品阵容满足了多重市场需求。

6、英飞凌(Infineon)

其前身是西门子集团的半导体部门。英飞凌8位MCU能实现高性能的电机驱动控制,在严酷环境下(高温、EMI、振动)具有极高的可靠性。英飞凌8位MCU主要有XC800系列、XC886系列、XC888系列、XC82x、XC83x系列等。英飞凌的MCU用在汽车、工业类上面居多,消费类的很少。

7、德州仪器(TI)

德州仪器 (TI) 是全球领先的模拟及数字半导体 IC 设计制造公司。除了提供模拟技术、数字信号处理 (DSP) 以外,TI 在单片机领域也涉入较深,推出一系列的32位单片机,其中Piccolo系列微处理器最具代表性,具体型号如C2000和F28x系列。TI的MCU产品线很广,针对不同领域推出了很多系列的产品。

8、赛普拉斯(Cypress)

Cypress的MCU主要就是PSOC系列,是集成了高性能模拟、可编程逻辑、内存及微控制器的嵌入式片上系统,最大特点是功耗低、可编程、非常灵活。其中PSoC4 将模拟和数字架构以及CapSense电容式触摸技术同ARM的低功耗Cortex-M系列完美相结合。

Cypress最新的MCU为PSoC 6,采用ARM® Cortex®-M4 and Cortex®-M0+的双核架构,来平衡性能和功耗需求。更为重要的是,PSoC 6采用了赛普拉斯40nm SONOS处理技术,让PSoC 6微型控制器架构能够在ARM Cortex-M4和 Cortex-M0+内核上分别以22 µA/MHz和15 µA/MHz工作电流实现业内领先的功耗。

2016年,Cypress的MCU业务也营收了15%到6.22亿美元,位居第八。Cypress的增长主要来源于2015年的收购,当时他们斥资50亿美元收购了飞索半导体。后者最初是从AMD独立的Nor Flash供应商。在2013年,飞索半导斥资1.1亿美元收购了富士通半导体的MCU和模拟业务。当时的目的是为了将其产品线扩充到非易失性存储产品之外。在2013年,飞索也获得了ARM的32bit MCU核心授权。Cypess的营收增长除了来自飞索半导体的MCU业务外,自身的PSoC产品线增长也是一大贡献,这系列产品将MCU、混合信号用户定义串口和数字功能联合在一起,为终端用户应用提供更完整的解决方案。

9、东芝(Toshiba)

东芝MCU的特点从4位机到64位,门类齐全。4位机在家电领域仍有较大的市场。8位机主要有870系列、90系列等,该类单片机允许使用慢模式,采用32K时钟时功耗低至10uA数量级。CPU内部多组寄存器的使用,使得中断响应与处理更加快捷。东芝的32位MCU采用MIPS3000ARISC的 CPU结构,面向VCD、数字相机、图像处理等市场。

10、芯科(SILICON LABS )

SILICON LABS 成立于1996年,位于美国德州奥斯汀市,是一家专业研发设计类比电路及混合信号IC的公司,为成长快速的通信产业设计等提供广大应用。在8051系列MCU领域居于领先军团行列。

这家公司2013收购了一家叫 Energy Micro 的节能型MCU公司,所以产品有两个型号。

二、台湾MCU厂商

1、新唐科技

新唐科技专注于开发模拟/混合讯号,微控制器及计算机云端相关应用IC产品,相关产品在工业电子、消费电子及计算机市场皆具领先地位;此外,新唐科技拥有一座可提供客制化模拟、电源管理及微控制器产品制程之晶圆厂,除负责生产自有IC产品外,另提供部份产能作为晶圆代工服务。新唐MCU打入VR供应链。新唐M4 MCU 抢大陆机械手臂、VR应用市场。

2、盛群半导体股份有限公司

盛群半导体为国内专业微控制器IC设计领导厂商,营业范围主要包括微控制器IC及其周边组件之设计、研发与销售。MCU除一般应用领域外,更涵盖语音、通讯、计算机外设、家电、医疗、车用及安全监控等各专业领域,此外并提供各种电源管理及非易失性内存等微控制器外围组件,期能以提供客户更具功能性之完整解决方案为产品发展目标。

3、义隆电子股份有限公司

公司主要是研发和行销集成电路(IC)产品为主,产品线包含:消费性芯片、通讯类芯片、微控制器、个人计算机外设芯片、数字显示器芯片及智能型人机接口技术之应用芯片。主要专长于电容式触控技术、影像感应和图像辨识技术。

4、松翰科技股份有限公司

松翰科技成立于1996年7月,随即1997年初推出她的第一颗语音控制器产品,从那时开始,松翰科技逐步成为各方广泛认知的语音、音乐控制器的领导者,为多方面应用的教育性电子玩具注入新的生命。今天,松翰也已在许多应用领域,提供更多领先创新的产品线,包括8位OTP微控器ICs、USB控制器ICs、影相控制ICs。

5、凌阳科技股份有限公司

凌阳科技专注发展家庭娱乐平台芯片方案与核心IP研发。凌阳集团由专注家庭娱乐平台的母公司凌阳科技领军,将涵括从低阶到高阶,从个人到家庭,从消费性到通讯的全方位IC产品解决方案。

6、十速科技

十速科技拥有4/8位精简指令型微控制器 (RISC MCU)、 Embedded NVM、 Mixed Mode IC、 Logic IC、 ASIC 及 SOC 等完整之产品线,这些产品广泛应用于通讯、OA、 IA 、 Internet、 Networks 及计算机外设及消费性产品上。

7、笙泉科技

专注提供8051 MCU单片机。公司目前在麻将机、点钞机占有很大市场,这主要是因为MA8系列单片机的GPIO接口ADC数量较多,适合于这一类市场。MG816单片机有57个GPIO ADC,适合用于点钞机,MA807有41个GPIO ADC,是针对麻将机市场做开发。MG87系列的单片机集成了晶振,适合于较便宜的消费类产品如电磁炉、咖啡机、豆浆机。MG84系列单片机带有USB功能,用于鼠标和键盘等计算机周边。

8、九齐科技股份有限公司

主要研发高质量及高附加价值的消费性集成电路包括语音控制IC、微控制器语音产品(MCU)等;并提供完整的软件设计支持平台和应用解决方案。2016年11月 推出全新NX1系列 - 32-位CPU 高质量语音/MIDI处理器。

9、佑华微电子股份有限公司

本公司设计之产品包括语音控制I C、微控制语音产品(MCU)及录音集成电路产品等;主要应用于以消费性应用领域产业为主,如音效产品、个人电子产品、家电产品、 发声玩具礼品及互动性消费产品。

10、应广科技股份有限公司

公司专注于CPU与DSP平行处理架构,已開發出多核心平行處理系列IC FPPA™(Field Programmable Processor Array)。

三、大陆MCU厂商

1、北京兆易创新科技股份有限公司

公司致力于各类存储器、控制器及周边产品的设计研发,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。

2、中颖电子股份有限公司

• 专注于单片机(MCU)产品集成电路设计。MCU母体包括4-bit OTP/MASK MCU、8-bit OTP/MASK MCU、8-bit FLASH MCU,主要应用于各种小家电、白色家电、黑色家电、汽车电子周边、运动器材、医疗保健、四表(水、电、气、暖) 、仪器仪表、安防、电源控制、马达控制、工业控制、变频、数码电机、计算机键盘、鼠标、网络音乐(便携式、车载、床头音响)、无线儿童监控器、无线耳机/喇叭/门铃。

3、深圳市芯海科技有限公司

芯海科技是一家专业从事混合信号集成电路设计的高新技术企业,产品广泛应用于仪器仪表(电能表、水表、热量表、燃气表、衡器、咪表等)、物联网(如智能电网、智能家居、可穿戴医疗设备等)、消费电子、家电、汽车电子等众多领域。涵盖Sigma-Delta/SAR ADC、低/微功耗8/16/32位、混合信号SOC及工业级高可靠性ASIC设计技术等。

4、上海灵动微电子股份有限公司

成立于2011年3月,目前已批量供货的基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核的MCU产品包括:针对通用高性能市场的MM32F系列,针对超低功耗及安全应用的MM32L系列,具有多种无线连接功能的MM32W系列,电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列,以及针对超小尺寸及超高集成度的MM32P系列等,以满足客户及市场多领域、多层次的丰富应用场景需求。

灵动微一方面提供全面的硬件方案及参考设计,涵盖十余种物联网应用。另一方面不仅仅提供通用MCU产品,还致力于打造MCU生态链,提供全定制的模拟/数字模块、函数、固件、文档、例程、开发环境等设计支撑,以及调试器、烧录器、应用开发板等周边支持,让客户的开发更加简单。

5、华大半导体有限公司

华大半导体有限公司(简称华大半导体)是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的集团公司。2014年名列中国集成电路设计企业前三名。

华大半导体肩负提升国家集成电路产业快速升级,完成IC设计产业向高端技术的转型,不断提升综合竞争能力,致力于保障国家基础信息网络安全和重大应用行业的自主可控,打造世界级集成电路企业。2015年,公司总收入达到了5.2亿美元,其中MCU版块收入强势增长。

6、北京君正集成电路股份有限公司

致力于在中国研制自主创新CPU技术和产品,目前已发展成为一家国内外领先的嵌入式CPU芯片及解决方案提供商。造性地推出了其独特的MIPS32兼容的微处理器技术XBurst。

7、杭州中天微系统有限公司

杭州中天是国内领先的嵌入式CPU专业提供商,专注于研发具有自主知识产权的国产32位C-SKY系列嵌入式CPU核。

8、炬力集成电路设计有限公司

炬力是一家致力于集成电路设计与制造的大型半导体技术公司,公司在数字多媒体影音主控芯片的研发和生产方面具有世界领先的优势,公司的多媒体芯片产品占据全球近50%的市场份额,其产销量、营业额和净利润都位居国内同行业之首。

9、华润微电子有限公司

华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的高科技企业,亦是中国本土规模和影响力最大的综合性微电子企业之一,公司业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线4条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司4家,为国内唯一拥有齐全半导体产业链的企业。

10、深圳爱思科微电子有限公司

公司TCL集团与国有政策性投资机构(北京国投)共同投资兴建,是国家“九0九”工程集成电路设计公司。现自主研发的主要产品有红外遥控IC系列、电源管理IC系列、家电控制MCU、运放IC、LED驱动IC、电话振铃IC等,代理产品有BCD及BELLING全部产品线,主要应用客户有TCL、PHILIPS、TOSHIBA、LG、SONY、长虹、创维等。

11、复旦微电子

上海复旦微电子集团股份有限公司是在1998年7月,由复旦大学“专用集成电路与系统国家重点实验室”、上海商业投资公司和一批梦想创建中国最好的集成电路设计公司的创业者共同出资创建了复旦微电子,是国内从事超大规模集成电路的设计、开发和提供系统解决方案的专业公司。公司于2000年8月4日在香港创业板上市,成为国内集成电路设计行业第一家上市企业。

12、上海贝岭股份有限公司

上海贝岭股份有限公司于1988年9月创立,是国内集成电路行业的第一家中外合资企业。是国内模拟IC产品主要供应商,已形成智能电表芯片、电源管理、通用模拟产品三大业务布局。

13、上海东软载波微电子有限公司

公司专注于研发具有高抗干扰性、高可靠性的的通用型8位/32位MCU及专用型微控制器产品。打造了包括安全芯片(S)、通用MCU(M)、专用芯片(A)、射频无线(R)及触控(T)在内的SMART产品线。产品应用于:白色家电、工业控制、小家电、汽车电子、工业仪表等各领域。

14、深圳市中微半导体有限公司

公司为设计、制造、测试、应用与销售各种 CMOS 集成电路及MCU的专业 IC 设计供应厂商。主要产品包括8Bit MCU、电容式触控型MCU、带LED/LCD显示驱动型MCU、LED 恒流照明驱动电路、无线遥控电路、IGBT、通用及专用逻辑电路等产品。其高抗干扰性能、高防静电性能、及宽温范围达工业级要求。产品广泛应用于各行业智能控制领域,如智能家电、汽车电子、安防监控、LED照明及景观、智能玩具、智能家居、消费类电子等领域。

15、上海晟矽微电子股份有限公司

晟矽微电子专注于研发高抗干扰、高可靠性的通用型及专用型的8位和32位微控制器产品,广泛应用于各种小家电、消费类电子、遥控器、鼠标、锂电池、数码产品、汽车电子、医疗仪器及计量、玩具、工业控制、智能家居及安防等领域。

16、深圳联华集成电路有限公司

公司是一家专注于程序防护型IC产品研发与生产的高端技术型企业。致力于“防破解,堵漏洞”的MCU研发设计,相关产品已在消费电子、白色家电、工业控制、通信设备、汽车电子、计算机等各领域里广泛应用。

17、希格玛微电子

公司目前主要致力于计算机周边产品控制芯片、语音芯片、MCU芯片、触摸芯片、电源管理芯片、功率器件MOS和TGS产品等各种集成电路芯片产品的研究、设计、开发和销售。

18、深圳市汇春科技有限公司

公司已开发的产品有CMOS光电传感器及其集成电路、低功耗电容式触摸控制芯片、MCU、无线收发芯片等。同时具备光电成像、模拟、射频、MCU技术的集成电路设计公司。

19、建荣科技

建荣科技已经自主或参与研发了100 MIPS的SX微处理器、SDH/SONET chipset, 奔腾兼容处理器、用于SUN SPARC 5系统的100MIPS的MicroSPARC Ⅱ、8051兼容CPU、32位RISC CPU等多款处理器。产品应用于媒体播放器、移动存储、信息安全、无线多媒体、网络通信及家用电器等领域。

20、苏州华芯微电子股份有限公司

公司主要致力于集成电路的设计、开发与销售。产品涉及MCU、电源管理、无线射频、红外遥感等。

21、北京神州龙芯集成电路设计有限公司

神州龙芯致力于中国唯一自主知识产权高端通用CPU——龙芯CPU的高科技产业化,借助于国家信息产业的战略发展,积极捕捉新技术带来的新机遇,设立两大中心、四大事业部、四个子分公司,实现了从IC设计、应用软件开发到解决方案与系统集成产品提供的集团化运营管理、全产业链发展。

22、北京紫光微电子系统有限公司

北京紫光微电子系统有限公司是由原清华紫光(集团)总公司与清华三星设计中心合作建立的高新技术企业。公司形成了以电子信息技术为核心的多元产品业务方向。 其中包括:消费类电子产品专用电路设计、智能卡技术与产品、导航技术与产品、嵌入式系统技术与产品等。

23、苏州国芯科技有限公司

苏州国芯科技有限公司是中国信息产业部与摩托罗拉公司在中国合作的结晶,接受摩托罗拉先进水平的低功耗、高性能32位RISC嵌入式CPU MCore 技术及其SoC设计方法,以高起点建立国芯自主产权的32位RISC CCore。公司投入主要的研发力量开展了自主研发CPU的进程,经过九年时间的努力,形成了具有自主知识产权的CCore系列32位CPU核,使用CCore系列CPU核的SoC芯片已在台积电、中芯国际、华虹NEC、宏力、和舰等多家集成电路制造公司的工艺线上批量生产;建立了以C Core为核心的CSoC设计平台;并获得多项国家专利和软件著作权。

24、杭州中天微系统有限公司

杭州中天是国内领先的嵌入式CPU专业提供商,专注于研发具有自主知识产权的国产32位C-SKY系列嵌入式CPU核。

25、珠海欧比特控制工程股份有限公司

珠海欧比特控制工程股份有限公司是国内具有自主知识产权的高可靠高性能嵌入式SoC芯片、立体封装SiP模块、智能图像处理及人脸识别、微型航天器、微纳卫星及星座、卫星空间信息平台、卫星大数据服务平台及系统集成供应商。

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