内卷的MCU——闹剧完结后偷笑的Arm与8位的安魂曲
如果说2023年半导体圈最值得关注的话题，不是中美之间的半导体制裁与反制，也不是ZEKU这样三千人规模的IC设计公司突然解散，更不是美国芯片补贴政策与台积电和三星之间的互相算计，真正值得我们关注的还是半导体供应链从2021年的严重缺货转向现在的库存过剩，导致了整个芯片价格跳崖式暴跌，除了周期性价格波动的存储器和部分依然紧俏的汽车芯片之外，绝大部分芯片都遇到了前所未有的价格战，这其中最特别的就是MCU了。
在2020年下半年开启那场史诗级芯片缺货大潮中，由于MCU是汽车电子中应用最广泛的芯片，所以其他应用的MCU价格成为飙升最厉害的芯片类别。以因为能够稳定供货华为而更为紧俏的STM32为例，据说官方价格涨了2倍左右的基础上，市面上部分型号可以直接在售价上加上个0出手都能被抢疯，甚至部分带有STM32的开发板官方价格已经不如其中那颗MCU贵了。在不考虑分销商囤货炒货基础上，MCU的平均价格在2021年和2022年上半年实现了普遍的翻倍。几乎所有的MCU厂商在疫情前两年最大的任务就是不停应付客户的催货要求。
然而一年之后的现在呢？据供应链的数据表示，STM32同型号已经持平了疫情前的价格，甚至开始出现折扣。其他的MCU产品的价格则出现了近乎腰斩的降价，按照业内的部分消息，一年多前1块钱（人民币）基本拿不下任何一颗32位MCU，现在1块钱买到2颗Arm核MCU还能附送个二极管啥的。这一切似乎就如一股突如其来的寒流，让供应链上的很多人措手不及。2023年春天，MCU厂商面临的最大任务就是如何确保自己的出货量能跟生产量保持持平。
从一片难求到现在的库存高企，从十倍溢价到现在的折扣好商量，谁也说不清到底MCU的销售从天堂到地狱的转变怎么就这么措手不及。MCU的内卷已经从价格上很明显的体现出来。如果说当年STM32的0.32美元开创了Arm核MCU的低价标杆，那么现在已经有国内厂商开始供应0.08美元的Arm核MCU。而无论是ST还是TI，最新的M0+内核MCU发布后迟迟不肯给出一个明确的价格，就是在观望市场的走向，准备拿出一个“颇具竞争力的低价”搏杀市场。从目前部分国内上市公司披露的MCU库存数据变化来看，在未来12个月MCU的价格将持续在较低的水平，因为几乎所有MCU厂商都将面临巨大的出货压力。
内卷，必然是32位MCU在2023年的关键主题，但正如很多行业的内卷中卷死的往往是非参与者一样，这场MCU内卷大戏的赢家还看不到，但输家已经出现，那就是8位单片机。
8位MCU的安魂曲
其实十几年之前就有人在预测8位MCU什么时候会退出市场，不过由于其成本具有明显的优势，8位MCU依然在诸多领域大杀四方，甚至跟32位MCU的市场份额在长时间里维持一种微妙的平衡。毕竟几块钱的32位MCU对比几毛钱的8位MCU显得昂贵太多以至于可以忽略性能的差距，但当0.08美元的Arm核MCU出现，似乎一切都发生了改变。
首先是一众国内厂商的悉数布局低价32位MCU，特别是曾经8位的51单片机领头羊STC明确将2023定义为32位51单片机元年，公开表示要全面进军32位MCU市场。而在Arm核MCU的阵营中，不管是已经上市的几家MCU大厂，还是筹划上市的MCU新秀，在疫情严重缺货期间，纷纷将性价比市场当作国产可替代的主战场，希望用低价策略拿下国外大厂曾经的客户。加之因为国内对半导体产业的高度重视，国产芯片厂商纷纷拿到各种投资和优惠政策，更有资格去硬抗价格战。
另一方面，而在疫情期间成功拿下通用32位MCU市场第一的ST，则从2021年下半年登顶市占第一之后宣布不再支持STM8产品的10年供货承诺，并鼓励用户开始转向32位产品设计，并推出了主打针对STM8平行替代的M0+内核32位MCU。多年不再低成本MCU市场发力的TI更是破天荒的开始准备全面推广其32位M0+的产品。
一个很明显的选择就摆在了8位MCU的现有客户面前。除了继续生成的原有方案外，如果需要对旧方案进行升级，那么现实的问题就是，性能3分的3元BOM的8位方案，对比性能6分的4.5元BOM的32位方案，哪一个更容易赢得客户的订单呢？哦，忘了说一点，32位方案还能附加一个Arm生态可以扩展开发。
这一切的一切，并不是因为这次史诗级缺货之后迅速而来的供应严重过剩，而是源自2017年Arm为了干掉8位MCU而做的布局——DesignStart项目，该项目取消新客户采用Cortex M0和M3的预授权费，并且降低了M系列内核版权费，500万级出货大概只需要每颗4美分，并且更高出货量还可以拥有更灵活的折扣。由于M0是Arm最具性价比的产品内核，此举瞄准的除了万亿级的物联网终端生态外，另一个目标就是希望拿走靠性价比取胜的8位MCU市场。
当然Arm当时的布局并没有快速起到效果，因为按照正常的开发周期，2017年立项的MCU设计起码要到2019年才有机会全面量产，而2019年底开始已经涌现出一些缺货的苗头，正值MCU价格高涨期，怎么可能有人用七八块的32位去顶替几毛钱的8位呢？但是随着MCU供过于求，一切就完全不同了。
其实除了Arm的良苦布局之外，RISC-V阵营的逐步发力也进一步拉低了32位MCU设计的准入门槛，并搅动了MCU大战的一池清水。不管是阿里平头哥的免费MCU内核授权，还是国内芯片厂商的RISC-V MCU，都希望能凭借免费的授权生态拉低整个MCU的价格门槛，这无疑让8位MCU市场雪上加霜。
当然，8位并不是完全没有了生存空间，短期内大多数原有设计依然会继续存在，而8位MCU在功耗和系统BOM方面的成本优势依然在某些成本极敏感应用中具有优势，特别是一些低端消费产品，8位MCU还将至少存在几十年。
现在是否看到公章闹剧背后的真实原因？
伴随疫情告一段落的，是前后折腾了近3年的公章争夺战，最终还是以母公司的胜利告一段落。其实，在这场纠纷开始前，很多人表达过完全不同的各类观点，现在看，其实纠缠的核心已经很明晰了，中国客户的授权费用问题。
当年合资公司刚成立半年之后，DesignStart项目就宣布启动，而其中享受最多的就是中国的本地用户，随着中国芯片公司得到越来越多的资本和政府的扶持，未来这部分客户无疑将成为Arm最大的新收入增长点。特别是庞大的本土MCU厂商，必然是Arm核出货量增长最重要的群体，而这部分群体的价值，无疑对Arm上市的估值和未来的股价产生重要的影响。但因为合资公司的问题，这部分收益和背后的“人情”可能会被合资公司所摊薄，那么致力于被收购或者被上市的Arm自然不希望这方面因此受到损失，所以，抢班夺权的问题就上演了。
很明显，新的管理层上任后，Arm也开启了独立上市的新进程，下一步很可能合资公司会专注于研发本地化IP，而部分产品授权费将悉数转化为母公司的分红，这些我们可以静观其变。毕竟短期内Arm肯定是MCU混战市场背后的大赢家，但长期来看呢，同质化的Arm核MCU最怕的就是价格大战，因为Arm生态几乎确保了大部分主打性价比市场的MCU可以平移替代，特别是本身就主打性价比和国产可替代两大特色的国产MCU，价格战真的打得起么？
资料来源：ICInsights
为什么价格战主战场是MCU？
缺货的是汽车电子，砍单的是消费电子，但是横跨消费和工业两大市场的MCU为何成为涨价潮和价格战的主战场？这就要特别点明MCU这款产品的独特之处了。
MCU本质上是这次缺货的罪魁祸首，首先，MCU算是用成熟制程的最大用户，几乎三分之一的成熟数字工艺用来生成MCU。其次，MCU的用量巨大，几乎主要几家厂商的年出货量都是以“十亿”量级为单位的，而很多大客户单客年订单就可以上亿。第三点，汽车是MCU最大的细分应用领域，MCU则是汽车电子中用量最大的单一品类。所以前两年的市场缺货，基本上最缺的就是汽车用MCU，因为MCU用量实在太大，所以很多厂商的订单即使临时赶工，也很难短时间内满足客户需求。特别是汽车电子最基本的前提需要满足车规认证，这对晶圆代工厂的资质就有硬性要求，而MCU的成熟制程工艺基本在代工厂这边利润不高，所以生产线必须排满才能维持一定的运营利润，临时增加订单只可能推升代工厂的费用要价，是很难短期带来大量的生成能力提升的。
另一个问题属于典型的灰犀牛效应。首先是美国制裁华为，导致华为不得不大量囤积芯片，只能高价抢占了大概3-6个月各代工厂的产能，这本身就打破了很多代工厂生产计划的平衡，不过华为抢的多数是先进产能，并不直接影响MCU市场。不过随之而来的是大量美国企业无法正常供货华为，华为只能选择通用MCU大厂里仅有的非美企业ST来合作，这直接拉升了ST的市场需求量，导致本来就市场供应紧俏、占有率节节攀升的STM32系列价格一天一变。一个最能代表这方面的坊间传闻是，深圳赛格广场大楼摇晃，其中一个有趣的流言是楼里囤积了太多的STM32，因为涨价太快，让大楼都笑得晃动了。当然这只是一个STM32，其他厂商产品紧缺的原因也是雷同的，因为害怕美国的制裁，因此很多国内企业开始竞相囤积美资企业的芯片，从而直接拉高市场的半导体整体价格，而这其中MCU又是最重要的一款，据供应链人士保守估计，在华为被制裁执行日后的3个月内，国内各大厂商和分销商疯狂进货超过千亿美元，大概相当于囤积了6个月的半导体消耗量，这是引发这次半导体生产供应危机最直接的原因之一。
如果说涨价是以MCU为主体带动的，那么降价为什么也是MCU表现的最明显呢？毕竟这次降价是由于大量消费电子砍单造成的，而消费电子只是MCU的第三甚至第四大应用市场，在汽车电子依然供应不足，工业市场始终稳步发展的前提下，MCU咋就成了降价风波中最悲惨的一个呢？还是因为量大和过度竞争！可能仅仅因为一单几百万上千万订单的取消，最后造成的连锁反应足以影响整个MCU市场的供应。
在整个半导体细分领域，如果MCU的竞争敢说第二，估计没人敢说第一了。按照正常的逻辑，某个行业只有前三能挣到钱，但是MCU市场前五的市场份额差别不大，竞争堪称惨烈，而市场第六还是德州仪器这个庞然大物。问题的关键在于，MCU市场中不仅有汽车用MCU，还有更敏感的通用MCU市场，这个市场除了国际巨头外，国内以MCU为主要产品方向的上市公司就有六家。这个市场的竞争已经到了牵一发动全身的程度，在主要的几个核心芯片细分领域里，MCU是唯一领导者没有掌控权的领域。手机是砍单的重灾区，高通可以通过协商专利费甚至是返利的办法，维持高价格并且要求客户放弃竞争对手而保证自己产品的采购量，但MCU的厂商显然没有这样的“霸权”。在短暂的缺货和涨价潮期间，很多国内厂商凭借着自己有库存和价格低的优势，已经打入了部分国际巨头客户的设计中。而当国际MCU厂的供应恢复价格稳定，留给系统级客户的选择就会重新丰富起来，当供货都不是问题，当价格也可以商量，那么留给MCU厂商之间的只有一个必然结果，卷起来吧!
内卷背后是……Arm
还是那个问题，为啥内卷最严重的是MCU，特别是通用MCU呢？为啥国内厂商只能盯着电动汽车MCU打转，却没人愿意去把MCU做进燃油车的动力总成里？为啥谈到国产可替代时MCU成为最多品类Pin to Pin兼容的？背后原因很简单，从没有一种半导体芯片像MCU（特指32位通用Arm核MCU）那样能够容易平行替代，因为大家都属于一个内核平台——Arm Cortex M系列。
曾几何时，MCU的内核也是百花齐放的，不管是MCU的鼻祖8051，还是来自北欧和中国双重特色的AVR，或是曾经火爆一时的Zilog，这些8位内核都拥有自己特定的用户群体，而在32位MCU领域里，光是Freescale就拥有四种不同架构面向不同的应用，Microchip曾经凭借PIC系列火爆多年，日本的瑞萨的自有架构同样大红大紫，MIPS和Power架构更是神奇的霸占了动力总成MCU领域几十年，据说核心不是硬件而是一段只有两三百行的驱动只能跑在该内核上。
但是吧，一切在Arm这家IP公司加入之后变得不一样了，在几乎一统移动手机AP市场的同时，Arm把自己的触手伸向了更为庞大的MCU市场（单论出货量，MCU大概是手机AP的20-22倍）——当Arm杀入市场时，32位可以占据MCU市场的40%，年出货量为50亿颗左右，现在32位MCU年出货量接近200亿，而这其中增长的部分绝大多数是Arm核的MCU，即使Arm按0.04美元每颗收费，这是一个多么庞大的市场。
关于Arm生态的MCU大家已经看得很多了，一言概括就是基于Arm核的MCU只需要做好外围器件就可以实现性能功耗都非常出色的MCU芯片，关键的处理器内核只需要从Arm获得授权即可，这大大降低了MCU的准入门槛；另一方面，Arm核MCU可以充分享受Arm生态带来的各种优势，通过Arm多年的市场铺垫和教育培训，大量新的开发者成为Arm生态的熟练开发者，这些人能够快速上手Arm核MCU开发而不需要太多的内核熟悉过程。这就让Arm核MCU对比其他内核MCU拥有更好的上手体验，从而可以快速抢夺市场。参考Arm在手机AP市场的多年搏杀经验，当年魔改Arm的高通也不得不屈服于公版Arm性能和功耗效率提升的速度，那么在MCU市场，Arm的优势对比那些架构开发团队更少的内核，自然拥有无与伦比的优势。第一个战略性全面转向Arm核MCU的STM32用了14年从others成为了32位通用MCU市场的老大，而抛弃了自己多个优势内核，晚几年转向Arm核的飞思卡尔虽然公司被收购了，但这条MCU产品线依然是全球老大。
Arm核MCU能够快速抢占市场，挤压其他MCU，这得益于Arm生态的综合优势，但物极必反，Arm核MCU最大的问题就是产品同质化明显，同内核产品之间替代性高，能够用极小的代价进行不同产品设计替换。如果说新市场足够庞大，这点还不是太大的问题，一旦市场趋于饱和或者Arm核生态足够庞大，那么内卷几乎成为必然的结果。这一点，打着国产可替代旗号的MCU几乎都是Arm核的，如果不是借助Arm生态，国内可能也不会有那么多的MCU企业能够快速壮大起来，成为市场的挑战者，但同样是因为Arm生态，让国产MCU的竞争力除了低价之外，几乎没有任何其他的特色可言。这点，在内卷的时代是最尴尬和致命的。
如果说国产MCU厂商过去几年吃了政策和缺货的红利，那么未来一两年这点优势将成为最大的隐患，甚至可能成为内卷江湖中最致命的短板，毕竟如果再去低价抢市场，也需要有自己的护城河，而国内企业除了价格护城河之外，在软件和方案方面实在没啥能竞争过国际大厂的优势点，当然在存储上有自己优势并且已经经历过正常市场搏杀的GD日子应该会好过一点。
当然最令人担忧的是，当有的国产厂商抛出0.08美元的低价之时，其他厂商该怎么应对，在8美分授权费的时代，STM32将价格压低到0.32还有大量空间可以盈利，那么在0.04美分授权费时代（当然可能更便宜），买0.08美元真的还有任何利润空间么？如果没有利润空间，卖一颗赔一颗的市场形势国内恐怕不止一家厂商要面对了，届时比的也只有谁的资本更雄厚了，而杀价的最后只有Arm坐看风起云涌了。
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