前期,我們大緻介紹了半導體行業分類,并簡單講解存儲芯片在半導體産業中的地位以及存儲細分領域相關公司,本文我們繼續為你介紹半導體産業中占比較大的一類:微處理器。
根據世界半導體貿易統計組織(WSTS)數據,預期2022年全球半導體産品銷售額為6332.28億美元,其中數字與模拟集成電路銷售額将達到5340.1億美元,占比達到84.33%。其中,數字集成電路銷售額将達到4436.72億美元,模拟集成電路903.38億美元。而數字集成電路中,存儲器、邏輯IC、微處理器銷售額分别達到1665.17億美元、1921.82億美元、849.74億美元,微處理器以13.42%的占比成為半導體細分領域第四大市場。
微處理器是一種可完成取指令、執行指令,以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作的集成電路細分品類。由于目前行業内對微處理器和邏輯電路的分類界定比較模糊。大緻可以分為以下幾個類型:MCU、MPU、DSP、AP、BP。
MCU:(Microcontroller Unit)又叫單片機,是一種微控制單元。MCU是簡化後的CPU,集成存儲、接口等形成的單片機,專注于控制功能。對于MCU而言,核心頻率/核數量、存儲器容量、接口豐富度等是重要性能指标。目前,消費、通信、工業等市場以ARM内核為主,而汽車上以TriCore、PowerPC、瑞薩自研三種内核為主,未來ARM架構将在汽車市場獲得更高份額。
MCU由其總線寬度差異可以分為4位、8位、16位、32位乃至最先進的64位,通常情況下,總線越寬的MCU可以完成的任務越複雜,而總線寬度較小的MCU具有成本優勢,可以廣泛的應用在運算需求不大的設備中。
根據ICInsights,全球MCU市場主要是汽車電子占據主體,2020年汽車電子和工業控制分别占全球市場的33%和25%,計算機和消費電子占比較少,分别為23%和11%,海外主流MCU廠商下遊營收結構同樣以汽車和工業為主。相比之下,中國MCU市場消費電子占比較高,2020年消費電子、計算機與網絡、汽車電子、工業控制,分别占比26%、19%、15%、15%。中國MCU應用主要集中于IC卡、智能家電、消費電子等應用領域,在車規和工控領域的占比較低。
根據WSTS和IC Insights兩家機構的統計數據綜合整理,在2018-2020年中我國MCU的市場份額呈現波動穩定。2018年占3.3%,2019年上漲至3.8%,但2020年卻稍微下滑至3.6%。而目前中國MCU市場格局還是以外國廠商恩智浦、英飛淩、瑞薩、ST等廠商主導。國内MCU相關企業有兆易創新、中穎電子、上海貝嶺、華大半導體、上海複旦、樂鑫科技、國民技術、國芯科技、芯海科技、芯旺微、中微半導、峰岹科技、钜泉科技等。
MPU: (Micro Processor Unit)全稱是微處理器單元,其功能是在計算機中起到轉接橋的作用,轉接數據。CPU的指令調用、數據傳輸、各個設備的工作狀态都需要MPU轉接控制才能完成,所以很多時候是把CPU集成在一起并行處理數據的芯片,性能更高、價格更貴。
目前MPU的市場集中度很高,英特爾、三星、高通、蘋果等巨頭占據80%左右的市場份額。根據WSTS和IC Insights兩家機構的統計數據綜合整理,國内廠商在MPU市場的份額持續增加,從2018年的18.8%市場份額,上升至2019年的22.1%和2020年的22.8%。
國内MPU相關公司有華為海思、瑞芯微、全志科技。
DSP: DSP(Digital signal processing,數字信号處理器), 指能夠實現數字信号處理技術的芯片。能夠實時處理信息,多用于零延遲等實時信号處理領域,是通信、計算機、消費電子産品領域最普遍的基礎器件。
與CPU、GPU等技術攻堅難度較大的運算芯片不同,DSP于上世紀80年代被發明出來,而我國在近十年前就已經推出過比肩世界水平的芯片。但由于DSP應用具有特殊性,國内軍用需求較為緊迫,目前DSP産品較為成熟的公司,大部分都具有國家背景(除進芯電子)。
國内涉及DSP芯片的主要有:中電科14所,中電科38所、湖南進芯電子、北京中星微電子。
AP:AP指的是應用芯片(Application Processor),它一般與BP都存在于手機或有對外通訊需求的設備中。AP是基于ARM的CPU,它通常負責執行和運作OS和一些特定的設置和載入開機預設。
目前全球智能手機應用處理器(AP)市場收入份額前五名有高通、海思、蘋果、三星 LSI和聯發科。華為海思與蘋果芯片都是自用。
BP:基帶芯片(Baseband Processor),一般都存在于手機或有對外通訊需求的設備中。BP主要作用是發送和接受各種數據,即和通信息息相關。
基帶芯片是手機最重要的部分,任何手機都無法缺失它。基帶芯片也從最初隻能傳輸信号進行通話,變為了如今的可以一邊上網,一邊通話,還可以進行短信輸送。高通就是因為他們研制出的基帶芯片功能紛繁複雜,地位才領先于其他品牌。
想要研發這種芯片,隻投入資金是遠遠不夠的,從蘋果一直沒有研發出基帶芯片中我們也可以看出來。蘋果從19年正式開始研發基帶芯片,他們向其中投入了大量的金錢,但最終的結果卻是不理想。基帶芯片市場當中的佼佼者要數高通公司,高通公司憑借基帶芯片長期處在通訊領域的霸權地位,國内涉及公司有華為海思和紫光展銳。
國内微處理器領域主要公司
圖片來源:各公司公告,九方金融研究所
本報告由研究助理協助資料整理,由投資顧問撰寫。投資顧問:黃波(登記編号:A0740620120007)
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