一、赛道细分及微处理器简述

前两篇文章我把数字芯片当中的存储芯片和逻辑芯片分享过了，这篇文章我分享数字芯片最后一个细分赛道微处理器，微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器，CPU大家都知道普遍用于电脑中央处理器，也是电脑的心脏，微处理器简单理解为CPU的缩小版，对设计、制造工艺要求更高，主要应用于手机等小型消费电子产品，目前微处理器这个赛道几乎被英特尔、高通几个大玩家寡头垄断，市占率超过70%。也是国产数字芯片最难攻克一个赛道。

CPU（中央处理器）发展出来三个分枝，一个是DSP（数字信号处理），另外两个是MCU（微控制器单元）和MPU（微处理器单元）。

DSP功能：运算能力强，擅长很多的重复数据运算，在嵌入式系统中广泛应用，具有很高的编译效率和指令的执行速度。在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。

DSP应用方向：广泛应用于各种带有智能逻辑的消费类产品、生物信息识别终端、带有加解密算法的键盘、ADSL接入、实时语音压解系统和虚拟现实显示等具有运算量大的领域。

MCU功能：称单片微型计算机，简称“单片机”，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机。MCU则擅长处理不同来源的数据及运算，速度远不及DSP。

MCU应用范围：广泛应用于消费级终端、汽车、工业领域

MPU功能：MPU微处理器，在计算机中起到转接桥的作用，转接数据。CPU的指令调用、数据传输、各个设备的工作状态都需要MPU转接控制才能完成，可以看成是把很多CPU集成在一起并行处理数据的芯片，性能更高，价格更昂贵。

MPU应用方向：MPU是PC、服务型和大型架构的“大脑”：被应用到类似网络配件、电脑周边设备，医疗和工业设备，汽车，电视，机顶盒，视频游戏主机，可穿戴设备和物联网设备等系统中。

二、全球微处理器市场规模及竞争格局

1、市场规模：按市场规模排序：模拟芯片（588亿美元）＜微处理器（790亿美元）＜逻辑芯片（1093亿美元）＜存储芯片（1580亿美元）

按增长排序：2000年-增速中位数由大到小分别为：存储芯片（10%）＞逻辑芯片（9%）＞全球半导体行业增速（6%）＞模拟芯片（5%）。微处理器细分市场详细增速资料国内非常少，因为它的销量主要与半导体的周期相关度高，我直接选半导体行业增速代替。

2、竞争格局

2018年全球集成电路销售额3932.88亿美金，其中微处理器占比20.1%，大约790亿美金，折合成人民币超过5000千亿的赛道。

国产各类芯片的自给率，只想说一句未来的路任重而道远啊

MCU：恩智浦（龙头）、瑞萨等全球前八大MCU厂商市场份额达到88%，头部集中效应明显。国内以MCU 为主业的上市公司仅有中颖电子和兆易创新，营收规模都不超过4亿元，与国外巨头差距明显，下图MCU市场规模与市场份额，无一国内厂商。

DSP：目前，世界上DSP芯片制造商主要有3家：德州仪器（TI）、模拟器件公司（ADI）和摩托罗拉（Motorola）公司，其中TI公司独占鳌头，占据绝大部分的国际市场份额，ADI和摩托罗拉公司也有一定市场，关于DSP我查阅了大量的资料，并没有详实数据研究，但是关系不大赛道的空间足够大，自给率非常低接近零，国产替代逻辑清晰。中国生产商包括中电14所、中电38所、湖南进芯电子、北京中星微电子、中科院等

MPU：MPU目前的市场集中度也是非常的高，英特尔、三星、高通、苹果等巨头占据市场80%以上的份额，我国国产MPU芯片几乎为0，近年来我国企业也取得了一定的进步与成果，比如龙芯和海思半导体的核心产品已经应用到我国的北斗卫星上面，未来突破可期。

三、中国芯片设计的思考与对策

1、中国芯片设计产业目前主要的问题主要包括：企业规模小，核心市场和客户供应体系进入难度较大，技术能力仍与国外企业具有较大差距，芯片设计环节不论是模拟芯片、数字芯片对国产企业来说都是难以逾越的鸿沟。核心原因就是芯片软件原创的设计工具缺乏。EDA软件被誉为集成电路的“摇篮”、命门，是芯片设计最重要的软件设计工具。利用EDA工具，工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机处理完成。但就是这一如此重要的产业，不管是国内还是全球的市场份额主要都由三大巨头Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和Mentor（明导）垄断，由于微处理器赛道国内还没有上市企业，也没有龙头企业可以分享。

2、中国芯片设计产业对策

A、大客户支持：海思半导体能够成功最核心的竞争力在于华为母公司的订单支

持。华为技术2018年半导体芯片总采购额高达211亿美元，这给海思半导体提供了巨大的优先市场，可以说没有母公司华的大力支持就没有海思半导体今天的成功。华为能够如此大规模的采购，一方面是对子公司的全力支持，同时也是基于其强大的经营实力。

B、高强度研发投入：华为是一家业务多元化同时营收规模快速增长的企业，同

时还一直保持着高强度的研发投入，2018年华为营业收入7200亿元，研发投入1015亿元，近十年研发投入超过4850亿元，超过中国BAT等互联网公司研发投入总和。对于半导体行业，持续高强度的研发投入是企业发展的必须。如果对比海外半导体龙头的研发投入，华为是唯一能够跟上国外龙头企业的中国企业，这也是国内大部分半导体企业一直在成长但是却与国外企业差距越来越大的核心原因。

C、充分利用FAB产业红利：不同于美国，欧洲，日本和韩国这些半导体行业先进的国家，中国，包括台湾地区的半导体产业模式有着着根本的不同。欧洲，

日本和韩国都是以IDM（设计+制造）企业为主，Fabless（设计）产业比例基本为零；只有美国是IDM模式和Fabless模式均衡发展，并且都占据全球较高的份额；而中国和台湾则正好相反，Fabless占据份额很高，而IDM占比明显偏低。我们认为这主要源于中国和台湾的半导体发展时点最晚，并且主要得益于全球Fabless模式向台湾和大陆转移的产业趋势，这就导致中国已经错失了早期IDM模式发展的黄金阶段，只能从相对容易的Fabless开始介入半导体行业。因此，我们认为至少在未来相当长一段时间内，中国半导体产业仍然更适合Fabless模式发展，而IDM模式需要国内相关上游设备，材料以及晶圆代工厂的逐步摸索合作，这会是一个相对漫长的过程。

D、布局国内优势下游产业：过去40年改革开放发展中，国内企业在家电、电脑、安防监控、服务器、路由器、无线通信设备以及智能手机等产品的制造能力全球首屈一指。下游系统产品端的巨大需求将成为未来国内电子产业自主可控、创新升级的核心优势。未来在产业链国产化配套需求趋势下，国内终端产品使用国产芯片，在应用端提供试错改进提升的机会，同时通过上游国产配套降低采购成本促进下游整机产品形成核心竞争力，这将是是国内芯片产业的有效突破机会。