在日前于深圳舉辦的電子展上，上市公司國(guó)民技術(shù)一口氣發(fā)布了接近四十款MCU；另一邊廂，初創(chuàng)MCU公司航順打出了孵化100+專(zhuān)用領(lǐng)域MCU原廠的口號(hào)；一年前，專(zhuān)注于打印機(jī)芯片的納思達(dá)也高調(diào)宣布進(jìn)軍MCU市場(chǎng)。

再算上中穎、兆易創(chuàng)新、華大和靈動(dòng)微等一系列已經(jīng)打響名頭的本土MCU廠商、眾多在不同細(xì)分市場(chǎng)盤(pán)踞的大小“作坊”。據(jù)業(yè)內(nèi)資深人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，國(guó)內(nèi)做MCU的廠商已經(jīng)接近百家。而這一切都得益于Arm Cortex-M系列內(nèi)核的普及。

這家IP授權(quán)廠商依賴(lài)于這系列32位內(nèi)核和獨(dú)特的授權(quán)模式，在過(guò)去的十多年里幾乎一統(tǒng)了MCU江湖，也推動(dòng)了國(guó)內(nèi)MCU廠商的繁榮。但回看十年前，MCU市場(chǎng)是一個(gè)百花齊放的江湖。

從百花齊放到一家獨(dú)大

自英特爾在1981年推出8051單片機(jī)，MCU這種形態(tài)的產(chǎn)品就開(kāi)始在市場(chǎng)上萌芽發(fā)展并逐漸成為主流。經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了一批MCU的贏家， 當(dāng)時(shí)的他們都是用不同的內(nèi)核征戰(zhàn)江湖。

據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)iSuppli提供的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的前十大MCU供應(yīng)商。當(dāng)時(shí)的龍頭瑞薩，他們有RX內(nèi)核，排名第二的飛思卡爾則是PowerPC的最強(qiáng)支持者、Microchip的 PIC和Atmel的AVR也享譽(yù)全球、NXP則在8051方面表示出色。就連后來(lái)因?yàn)锳rm Cortex-M系列內(nèi)核在MCU市場(chǎng)迅速發(fā)展的ST也有其ST7內(nèi)核。

但這在Arm Cortex-M系列處理器發(fā)布之后，這個(gè)市場(chǎng)開(kāi)始發(fā)生變化。

行業(yè)專(zhuān)家告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，在二十一世紀(jì)初期，八位甚至四位MCU就已經(jīng)能基本滿足市場(chǎng)需求，但后來(lái)隨著各種多媒體應(yīng)用的增加，開(kāi)發(fā)者不但需要處理能力更強(qiáng)的MCU，還需要MCU具備音視頻能力，還要帶有USB、CAN和Ethernet等多樣化的通信接口，這時(shí)候發(fā)展32bit MCU就成為了當(dāng)時(shí)MCU廠商的迫切需求，為此他們都轉(zhuǎn)向了這個(gè)方向。

在當(dāng)時(shí)，廠商們有兩個(gè)選擇，一是選擇自研，另一個(gè)是選擇授權(quán)Arm 的A7和A9。但從與行業(yè)前輩的交流中得知，在當(dāng)年的那個(gè)時(shí)代，自研一個(gè)32bit MCU談何容易，飛利浦自研32bit 內(nèi)核的失敗就是一個(gè)很好的佐證。為此在32bit 潮流發(fā)展早期，A7就成為了不少?gòu)S商的選擇。但行業(yè)專(zhuān)家告訴記者，A7嚴(yán)格上來(lái)說(shuō)是一個(gè)CPU，它需要OS才能運(yùn)行，這樣就帶來(lái)了的內(nèi)存管理、中斷和I/O比較慢的問(wèn)題，不能夠滿足這些設(shè)備的實(shí)時(shí)性需求。

相信Arm也是看到了這個(gè)問(wèn)題，為此他們?cè)?005年前后推出了新的產(chǎn)品線Cortex-M系列，開(kāi)啟了輝煌的MCU征程。而后來(lái)在Arm MCU領(lǐng)域叱咤天下的ST就是Cortex-M的第一個(gè)吃螃蟹者，他們首先推出了一個(gè)基于M3打造的MCU，之后NXP就切入了M0，之后越來(lái)越多的MCU廠商也轉(zhuǎn)向了Arm。

據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察了解，Cortex-M之所以能夠在MCU市場(chǎng)日益壯大，這一方面與Arm獨(dú)特的授權(quán)模式有關(guān)。不夸張地說(shuō)一句，不但是MCU，中國(guó)乃至全球的芯片產(chǎn)業(yè)都是在Arm的這個(gè)經(jīng)營(yíng)模式下成長(zhǎng)起來(lái)的；另一方面，筆者從行業(yè)專(zhuān)家處得知，到了32bit內(nèi)核時(shí)代，對(duì)軟件的需求大大提高，光有硬件不行，所以統(tǒng)一內(nèi)核和生態(tài)具有重要的意義。

受這兩個(gè)因素的影響，加上Arm、廠商和市場(chǎng)多方的努力，Arm Cortex-M一統(tǒng)了MCU江湖，一些曾經(jīng)名噪一時(shí)的MCU內(nèi)核（如AVR）已經(jīng)鮮有聽(tīng)到他們的消息。但有些MCU廠商的自有內(nèi)核也在某些市場(chǎng)發(fā)揮余熱。

以NXP為例，在收購(gòu)了飛思卡爾之后，這家荷蘭廠商擁有了豐富的內(nèi)核產(chǎn)品線。除了Arm產(chǎn)品之外，他們DSC芯片在電機(jī)和數(shù)字電源應(yīng)用上得到不少客戶的認(rèn)同，專(zhuān)供5V家電及低功耗市場(chǎng)的S08也獲得了客戶的認(rèn)可，PowerPC也在汽車(chē)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器芯片市場(chǎng)發(fā)揮余熱。

在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，MCU供應(yīng)商在過(guò)去十年中發(fā)生了翻天覆地的變化。

巨頭盤(pán)踞下的中國(guó)聲音

根據(jù)知名市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)IHS Markit的最新數(shù)據(jù)，十年前在列的NEC、東芝和三星已經(jīng)跌出了榜單，當(dāng)中有些甚至已經(jīng)退出了MCU這個(gè)市場(chǎng)，而曾經(jīng)倒數(shù)的兩位ST和NXP，則躍升到了前二。他們?cè)趪?guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)的份額超過(guò)了80%，并且也都各自有各自的優(yōu)勢(shì)。例如ST在消費(fèi)電子市場(chǎng)的一家獨(dú)大，而NXP在汽車(chē)市場(chǎng)也予取予求。

從以上榜單，我們還看到了國(guó)產(chǎn)廠商兆易創(chuàng)新的名字，他們以9.4%的份額占據(jù)了中國(guó)市場(chǎng)第三大供應(yīng)商的位置，而兆易創(chuàng)新的崛起也是中國(guó)MCU廠商發(fā)展的一個(gè)典型。而在談這些國(guó)產(chǎn)MCU廠商之前，我們先對(duì)ST的崛起有個(gè)簡(jiǎn)單的了解。

在前面我們提到，ST是Arm Cortex M的第一個(gè)入局者。而在后續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，他們推出了廣泛的產(chǎn)品線，能滿足多個(gè)應(yīng)用的需求；同時(shí)他們還優(yōu)先采取固件庫(kù)開(kāi)發(fā)方式，讓開(kāi)發(fā)更加快速便捷；ST還擁有資料全、下載方便、C編程和電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，還有類(lèi)似正點(diǎn)原子等第三方的加入，為其拓展生態(tài)。再加上最重要的一點(diǎn)——極高的性?xún)r(jià)比，這就幫助ST在中國(guó)大陸乃至全球攀上了高峰。

在ST的成功的激勵(lì)下，大陸涌現(xiàn)了不少的MCU廠商，他們當(dāng)中的不少都以這家歐洲半導(dǎo)體巨頭為學(xué)習(xí)對(duì)象，用更便宜價(jià)格和可靠性更高的產(chǎn)品來(lái)取代ST的位置。事實(shí)上這種做法也的確湊效，因?yàn)橛胁簧俦就罬CU廠商就是趁著這個(gè)機(jī)會(huì)成長(zhǎng)起來(lái)的，他們也各自有著各自的特點(diǎn)。

據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家介紹，中穎電子是在電動(dòng)自行車(chē)、鋰電池保護(hù)等市場(chǎng)取得不錯(cuò)的成績(jī)。憑借極高的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，他們能夠在進(jìn)入一個(gè)市場(chǎng)之后直接把這個(gè)市場(chǎng)鎖死，除了中穎電子之外 ，其他國(guó)產(chǎn)MCU廠商基本都是往通用的市場(chǎng)走，也憑借不同的產(chǎn)品和定位在多個(gè)市場(chǎng)開(kāi)花。

從系統(tǒng)和架構(gòu)上看，本土MCU供應(yīng)商中，華大占了低功耗M0+的坑，兆易創(chuàng)新?lián)屃薓3/M4的先機(jī)。至于其他廠商，他們當(dāng)中的不少在M0通用型市場(chǎng)上尋找機(jī)會(huì)，當(dāng)然也不乏國(guó)民技術(shù)這些上M4的廠商。

下一個(gè)十年的展望

ICinsights在最新的報(bào)告中指出，在過(guò)去兩年達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的銷(xiāo)售之后，因?yàn)殡娮酉到y(tǒng)的整體疲軟，汽車(chē)銷(xiāo)售的放緩以及美中之間的摩擦影響，微控制器（MCU）市場(chǎng)在2019年上半年下滑。報(bào)告顯示，在今年的前六個(gè)月中，與2018年上半年相比，全球微控制器的銷(xiāo)售額下降了約13％，出貨量也下降了14％。

但他們同時(shí)也指出，隨著MCU市場(chǎng)在2019年中期出現(xiàn)穩(wěn)定跡象后，預(yù)計(jì)微控制器的銷(xiāo)售將在未來(lái)六個(gè)月內(nèi)擺脫兩位數(shù)的百分比下滑，使得今年MCU的營(yíng)收達(dá)成165億美元，而在2018年，全球MCU銷(xiāo)售總額創(chuàng)下了歷史新高176億美元。

ICinsights預(yù)測(cè)，明年的MCU市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)溫和反彈，增長(zhǎng)3.2%到171億美元，而MCU的出貨量將會(huì)提升7%。這與近年來(lái)自動(dòng)化和系統(tǒng)中嵌入式控制的普及，更多的傳感器以及將應(yīng)用程序連接到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的迫切需求有關(guān)。為此MCU單元的出貨量一直以強(qiáng)勁的速度增長(zhǎng)。

而從上圖我們可以看到，MCU的ASP一直在下降，這是32位微控制器類(lèi)別的激烈競(jìng)爭(zhēng)所造成的。中國(guó)廠商毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)是當(dāng)中的一個(gè)X因素。

由上可見(jiàn)，MCU市場(chǎng)無(wú)疑是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，在Arm的內(nèi)核的推動(dòng)下，這也是一個(gè)門(mén)檻相對(duì)低的領(lǐng)域。在加上在美國(guó)“實(shí)體清單”的刺激下，很多本土系統(tǒng)廠也在尋找國(guó)內(nèi)的供應(yīng)源，這就讓更多的本土MCU從業(yè)者認(rèn)為有機(jī)可乘。

但我們也應(yīng)該看到，本土的MCU廠商目前更多切入的應(yīng)該都是消費(fèi)領(lǐng)域，而在工業(yè)和汽車(chē)MCU市場(chǎng)，他們還有很長(zhǎng)的一段路要走。這也就是為何我們聽(tīng)到不少替代ST的說(shuō)法，而鮮有聽(tīng)到替代NXP的口號(hào)。因?yàn)榍罢呤窍M(fèi)市場(chǎng)的大玩家，而后者則長(zhǎng)期深耕汽車(chē)市場(chǎng)。

另外，RISC-V也會(huì)成為MCU市場(chǎng)的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)一步指出，因?yàn)?a target="_blank">RISC-V的存在，未來(lái)的MCU市場(chǎng)也許會(huì)發(fā)生新的變局。根據(jù)他的觀點(diǎn)，RISC-V將在未來(lái)十年與Arm平分秋色，那些不需要系統(tǒng)和生態(tài)的小型節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)將會(huì)是RISC-V的切入點(diǎn)。他同時(shí)也表示，RISC-V在這兩年的起勢(shì)也表明，隨著軟件和生態(tài)對(duì)不同內(nèi)核的支持趨勢(shì)，未來(lái)的內(nèi)核差異化反而能提供更多的選擇。

“當(dāng)然，現(xiàn)在RISC-V的軟件和生態(tài)還差些水準(zhǔn)”，他強(qiáng)調(diào)。
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