AIOT 四大核心芯片解读，抓住黄金发展期

全球物联网连接数目前正处于复合30%左右的速度快速增长。据ABIResearch公司的数据，2019年全球物联网终端连接数量达到49.16亿，预计到2026年物联网终端连接数量将达到237.2亿。

AIoT的发展离不开四大核心芯片：SoC、MCU、通信芯片、传感器。SoC是数据运算处理中心，是实现智能化的关键。MCU是数据收集与控制执行的中心，辅助SoC实现智能化。WiFi/蓝牙芯片：数据传输的中心，远程交互的关键。传感器：数据获取的中心，感知外界信号的关键。

SoC芯片（SystemonChip）又称系统级芯片，片上系统。是将系统关键部件集成在一块芯片上，可以实现完整系统功能的芯片电路。SoC是手机、平板、智能家电等智能化设备的核心芯片。

SoC芯片作为系统级芯片，集成有CPU、GPU、NPU、存储器、基带、ISP、DSP、WIFI、蓝牙等模块。

MCU（MicrocontrollerUnit），又称微控制器或单片机，是把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，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级计算机。从而实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。MCU一般分为4位、8位、16位、32位和64位。

MCU内部的功能部件主要是CPU、存储器（程序存储器和数据存储器）、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等八大部分，还有一些诸如时钟振荡器、总线控制器和供电电源等辅助功能部件，此外，很多增强型单片机还集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口方式，这些使单片机更具特色、更有市场应用前景。

MCU由Intel率先提出，经过4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已广泛应用于多种场景。目前市场上以8位和32位MCU为主，未来随着产品性能要求的不断提高，32位MCU的市场规模将进一步扩大。而在国内，现阶段8位、32位MCU企业居多，未来企业加大研发投入，将进一步实现MCU的国产替代。

MCU、MPU、SoC均可作为设备的主控，AIoT通常会将SoC、MCU搭配使用。

IoT设备联网的关键在于通信组网技术，包括有LoRa（远距离无线电）、Zigbee（短距离低速）、WiFi、NB-IoT（蜂窝网络）、蓝牙等。主要的通信组网方式是WiFi和蓝牙，2020年WiFi和蓝牙组网技术占比达67.3%，由于流量成本的降低，蜂窝网络组网占比逐年提升，由2017年的3%上升到2020年占8.75%。

Wi-Fi每4-5年左右会出现一次技术变革，变革的主要目的是提高带宽。WiFi6的理论带宽达9.6Gbp；AP接入容量是11ac的4倍，支持更多的终端并发接入；终端功耗节约30%以上，满足物联网终端对低功耗的要求。因此，WiFi6将在接下来3年成为WiFi市场的主力技术，可极大提高接入用户的体验。

通信方案主要有两种：单芯集成协议MCU和双芯MCU+通信芯片。单芯方案主要用于智能灯泡、智能插座等比较简单的控制电路；双芯片方案主要用于智能摄像头、智能音响等运算要求高的电路。

双芯结构会增加设计和生产过程中的复杂性和安全风险，例如存储在闪存中的网络安全密钥容易受到网络攻击、需要对不同软件开发工具进行更多投入、系统级应用没有技术支持等。物联网发展呈现通信协议+MCU集成趋势。

传感器是物和物之间得以相连的起点，是将接收到的物理感知转化为电信号的基本枢纽。作为物联网上游构件中最为基础的零部件之一，在各类物联场景中存在大量需求。传感器历经三个阶段，结构型传感器（1950-1969），固体传感器（1970-1999），智能传感器（2000-至今）。

传感器作为一种检测装置，接收被测量的信息，并将其转换为电信号或其他所需形式的信息，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的种类多样，如CIS、RF、雷达、指纹传感器等。

一、MCU

总体来说，MCU行业集中度高，国内厂商市占率较低。全球MCU供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高：全球MCU厂商主要为瑞萨电子（日本）、恩智浦（荷兰）、英飞凌（德国）、微芯科技（美国）、意法半导体等，TOP7头部企业市占率超过80%。

中国MCU奋起直追，逐步扩大市场份额：国内MCU芯片厂商在中低端市场具备较强竞争力。兆易创新、华大半导体、中颖电子、东软载波、北京君正、中国台湾企业新唐科技、极海半导体等市占率稳步上升。

国外厂商IDM模式为主，国内厂商Fabless模式为主：国外大厂如意法半导体、瑞萨电子、德州仪器、微芯、英飞凌采用IDM模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；国外个别厂商如恩智浦以及大部分大陆厂商采用Fabless模式，只负责芯片的电路设计与销售；中国台湾企业盛群、松翰、新唐以及大陆厂商士兰微、华大半导体等采用IDM模式。

二、SOC

SoC下游应用广泛，智能手机为最大应用。SoC主要应用于消费电子、IT、通信及汽车。在过去几年，消费电子占最大市场份额，对智能手机、4K电视等电子设备及TWS耳机、手表等智能可穿戴设备的需求不断增长，推动消费电子市场的增长。

三、通信芯片

根据Dell’Oro公司预测，2019年支持Wi-Fi6的芯片出货量占总出货量10%，到2023年将达到90%左右，成为真正的主流产品。乐鑫科技凭借领先行业的产品成为全球WiFiMCU行业龙头。根据华经情报网数据，2018年WiFiMCU市场中，乐鑫科技市占率高达33.59%，处于龙头地位。赛普拉斯和联发科分别以14.85%和13.10%的市占率跟随其后。

四、传感器

传感器是物和物之间得以相连的起点，是将接收到的物理感知转化为电信号的基本枢纽。作为物联网上游构件中最为基础的零部件之一，在各类物联场景中存在大量需求。

结构分布方面，Yole数据显示，2018年全球传感器类型结构中占比较大的是CIS传感器（27%）、MEMS传感器（25%）、RF传感器（15%）和雷达传感器（11%）。应用领域方面，赛迪顾问数据显示，2019年全球传感器应用占比前三的领域分别是汽车电子（32.3%）、消费电子（17.7%）和工业制造（15.6%）。