MCU进行深度分析。首先介绍MCU相关基础概念，接着介绍MCU分类，按数据位数、内核、用途分类阐述。最后分析行业概况，分为全球分销市场和独立分销市场，并介绍当前MCU品牌，分成主流品牌和其他品牌两大类。

一、MCU科普

1.1 什么是MCU？

MCU全称是Micro Controller Unit，即单片微型计算机，又称为微控制器、单片机。

这里注意，单片机有时指MCU，有时指开发板。不同场景，含义不同。在讲芯片时，单片机指MCU，在讲开发板时，单片机指开发板。

1.2 MCU和CPU的区别是什么？

MCU是简化版的CPU，将CPU的工作频率等性能降低，例如CPU的工作频率一般为3.6GHz，而MCU一般只有72MHz，速度相差了50倍。

同时，将内存（FLASH、RAM）、定时器、计数器、通信接口等硬件集成在了MCU上，形成芯片级计算器。

1.3 MCU和SoC的区别是什么？

SoC全称为System on Chip，即系统级芯片，性能和集成度是高于MCU。
根据不同的应用领域，两者有较大的差异。
MCU主要应用于工业控制、物联网、汽车电子等领域，SoC主要应用于手机、平板、笔记本电脑等消费电子。
所以，对MCU的要求是低功耗、能存储简单的控制程序、提供CAN、I2C等工业类用的通信接口；SoC的要求是高性能、能存储复杂的操作系统和应用程序，提供HDMI、以太网、蓝牙无线通信等偏商业使用的通信接口。

二、MCU分类

MCU可以根据处理的数据位数、指令结构和用途分类。

2.1 数据位数

位数是指MCU一次处理的数据量，位数越高，处理能力越强。数据位数可分成4位、8位、16位和32位。
32位有替代8位的趋势，但是8位依旧会有一席之地。按位数来看，MCU主要是32位和8位，市场份额分别为80%和20%，其他位数可忽略。
随着技术的发展，32位会一点点吞噬8位的市场份额，例如随着技术发展，32位的价格会不断逼近于8位的价格。

但是8位MCU历史悠久，在器件特性和市场因素都有自己不可代替的点，依旧会有一席之地，例如8位的芯片结构比32位简单，设计成本、生产成本应该是低于32位，所以在实现简单的功能时会倾向选择性价比更高的8位

2.2 MCU内核

市场上主流的MCU内核有ARM、AVR、PIC、8051、RISC-V。
【ARM】ARM生态建设比较完善，促使主要MCU厂商均采用ARM架构。MCU主要运用ARM Cortex家族系列，包括A系列、R系列、M系列。例如ST意法半导体的MCU采用的就是ARM Cortex-M内核。
【AVR】由Atmel公司开发，采用哈佛架构、CISC指令集，具有高性能和低功耗特点。Atmel的ATmage系列MCU就采用此内核。
【PIC】由Microchip公司开发，哈佛架构，CISC指令集。Microchip的PIC系列MCU就采用此内核。
【8051】由intel开发。采用此内核的有SILICON LABS芯科、NUVOTON新唐、STC宏晶等

【RISC-V】基于精简指令集的的开源指令集架构。最大特点是开源。树莓派就采用此内核。

2.3 用途分类

从应用领域来看，可分为通用型MCU和专用型MCU。通用型MCU主要领域是工业、消费，专用型MCU主要领域是汽车、航天、军工。
根据IC Insights最新数据，就全球整体而言，MCU主要聚焦于3大领域：汽车领域（33%），工业领域（25%），计算机与网络（23%）。
在独立分销市场中，MCU主要聚焦于工业领域，因为不管什么品牌，重点物料的温度范围为-40℃至80℃，属于工业级别。

三、行业概况

在全球分销市场中，TOP5的品牌分别是Renesas瑞萨（日本）、NXP恩智浦（荷兰）、Infineon英飞凌（德国）、ST意法半导体（瑞士）、Microchip微芯（美国），2020年合计市占率约为75.6%。21年进一步提升至82.1%。
在独立分销市场中，TOP5的品牌分别是ST意法半导体（瑞士）、GigaDevice兆易创新（中国）、Microchip微芯（美国）、NXP恩智浦（荷兰）、TI德州仪器（美国）。其中意法半导体ST是毋庸置疑的王者，市场份额过半。国产品牌主打提供性能更优越的Pin-to-Pin替换物料，尤其是替换ST的STM32系列。

造成独立分销市场和整体分销市场的TOP品牌差异的主要原因是汽车领域是MCU最大的一块，往往由原厂和代理商进行服务，流入现货贸易市场的需求一般都是短暂性紧缺的物料，份额较小。而相比其他品牌而言，Renesas和Infineon更聚焦于汽车领域。

3.1 主流品牌

ST意法半导体
意法半导体的MCU有32位和8位。
32位以STM32F103和STM32F407两大系列为主，分别代表主流MCU和高性能MCU，其中STM32F103C8T6和STM32F407VET6是对应系列的王者料号。
8位以STM8S003系列为主，代表主流MCU。其中STM8S003F3P6TR、STM8S003F3P6是对应系列的王者料号。

GigaDevice兆易创新
① ST的32位MCU料号哪款重点，GD对应的料号重点。
因为GD的MCU特点之一是能够Pin-to-Pin兼容ST料号，并且其性能各方面是得到市场认可的。所以ST哪款物料缺芯了，GD对应的料号热度蹭蹭往上走。GD料号命名规则和ST一样，例如GD32F103C8T6能够兼容STM32F103C8T6。
② 相比ST的32位MCU，GD的主流MCU比高性能MCU更重点。
假设ST的主流MCU和高性能MCU的销售比例为6:4，那GD为8:2。虽然说能够Pin-to-Pin兼容，但是性能还是有差别的，所以在国产替换时，客户对高性能MCU比较慎重。
③ 32位主流MCU以GD32F103、GD32F303为主，高性能MCU以GD32F407系列为主。
每个系列里，ST重点的，GD就重点。F303系列向下Pin-to-Pin兼容F103系列，同时提供更强的性能。
④ GD没有8位MCU，主打GD32E23系列。
定位是入门级MCU，代替8/16位MCU。GD32E230系列是重点系列，其中GD32E230C8T6是系列里的王者料号。

Microchip微芯
① Microchip重点料号聚焦于8位MCU，将8位MCU性能做到极致。
② 内核架构为自研，不易替代。
③ 主要重点是两大8位MCU系列：ATMEGA系列（品牌Atmel爱特梅尔，被美国微芯收购）和PIC系列，前者重点程度远高于后者。PIC系列主要聚焦于PIC16系列和PIC18系列。

NXP恩智浦
NXP重点料号聚焦于LPC17系列，此系列为32位MCU，内核为Arm Cortex-M3，相当于ST的STM32F1系列，属于通用主流MCU。

TI德州仪器
① 聚焦于16位和32位MCU，16位MCU重点系列是MSP430系列，32位MCU重点系列是TMS320系列，两大系列的内核架构均为自研，不易替代。
③ TMS320系列比MSP430系列重点的料号更多一些，毕竟32位才是市场主流。
④ MSP430系列特点是超低功耗、可处理数字和模拟信号，其中MSP430F139IPMR是此系列的王者料号。
⑤ TMS320系列特点是实时。TI的微控制器划分为基于Arm的微控制器、C2000实时微控制器和MSP430微控制器，划分差异在于内核架构不同，TMS320系列属于C2000实时微控制器。C2000微控制器专为实时控制而设计，可提供不同应用场景的低延迟实时控制。

3.2 其他品牌

SILICON LABS芯科（美国）：重点物料聚焦于51单片机，8位MCU。
HOLTEK盛群/合泰（中国台湾）：重点物料聚焦于51单片机，8位MCU。
NUVOTON新唐（中国台湾）：重点物料聚焦于51单片机，8位MCU。NUVOTON新唐为WINBOND华邦全资子公司，2008年从华邦分割出来，继承华邦的逻辑IC业务。
STC宏晶（中国）：重点物料聚焦于51单片机，属于8位MCU。
Infineon英飞凌（德国）：重点物料聚焦于32位Arm Cortex-M内核MCU，尤其是XMC系列。
Renesas瑞萨（日本）：瑞萨覆盖8、16、32位MCU，种类丰富。重点物料聚焦于RL78系列和RA系列。RL78系列是8/16位MCU，特点是超低功耗，RA系列是Arm内核的32位MCU。
XHSC小华（中国）：重点物料聚焦于HC32系列，尤其是HC32F和HC32L系列，分别代表通用和超低功耗。HC32系列为Arm内核的32位MCU。
SOC赛元（中国）：主打8位51单片机和32位MCU
Nations国民技术（中国）：重点物料聚焦于N32G4、N32L4、N32L0。N32G4指32位Arm Cortex-M4内核、主流通用型MCU，N32L4指32位Arm Cortex-M4内核 主流低功耗类型MCU，N32L0指Arm Cortex-M0内核主流通用型MCU。
Geehy珠海极海（中国）：和兆易创新一样，主打32位MCU！Geehy料号命名规则和ST一样，例如APM32F103C8T6能够兼容STM32F103C8T6。聚焦APM32F030和APM32F103系列。
HK航顺（中国）：和兆易创新一样，主打32位MCU！航顺料号命名规则和ST一样，例如HK32F103C8T6能够兼容STM32F103C8T6。聚焦HK32F030和HK32F103系列。

ADI亚德诺（美国）：重点物料聚焦于32位Arm Cortex-M内核MCU，如ADUCM系列、ADUC系列。