電子發(fā)燒友App
整理 | 付斌 【整理自】中國電子報、Semi insights、ittbank、elecfans、樂創(chuàng)客，在此特別鳴謝！
微控制器（MCU），也就是我們所說的單片機(jī)，是今天電子產(chǎn)品的心臟，被廣泛地應(yīng)用到消費和工業(yè)電子產(chǎn)品中。小到體溫計、無線充電器和智能手環(huán)，大到數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和汽車，都有MCU的身影。
MCU應(yīng)用“定義權(quán)”在中國。不管從消費類的玩具、手機(jī)周邊、家居家電，到工業(yè)類的電機(jī)控制、汽車電子、無線通訊，甚至物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，在中國都有大量的開發(fā)團(tuán)隊和配套的支持體系，以及廣泛的消費群體和應(yīng)用場景。這使得MCU產(chǎn)品及方案的“定義權(quán)”逐步移到中國來，而這是本土MCU廠商生存成長的天然土壤。
其次，中國有距離和服務(wù)理念方面的優(yōu)勢。本土的MCU廠商及其員工，已經(jīng)習(xí)慣了“今日事今日畢”的高效的行事風(fēng)格，堪比外賣訂餐的便捷。這一點在全球其他電子行業(yè)市場是難以想象的。
國產(chǎn)MCU，市場份額和技術(shù)先進(jìn)性，都無法和國外企業(yè)進(jìn)行相比。國內(nèi)來看，當(dāng)前占據(jù)的主流市場還停留在8位MCU，占比50%。16/32位MCU占比分別為20%。這就意味著，國內(nèi)MCU應(yīng)用領(lǐng)域相對集中在低端電子產(chǎn)品，中高端電子產(chǎn)品市場還在外企手里。
按照位數(shù)來劃分，MCU可分為4位、8位、16位、32位和64位微處理器，現(xiàn)在32位MCU已經(jīng)成為主流，正在逐漸替代過去由8/16位MCU主導(dǎo)的應(yīng)用和市場。若按照指令集架構(gòu)（ISA）來劃分，MCU類型包括8051、Arm、MIPS、RISC-V、POWER等微處理器?；贏rm Cortex-M系列內(nèi)核IP的MCU已經(jīng)成為32位MCU的市場主流，最近幾年開源的RISC-V微處理器也開始流行起來，特別是在新興的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
Arm Cortex-M系列的橫空出世，ST、NXP、TI和瑞薩等廠商的鼎力相助，MCU從早期的百家爭鳴，轉(zhuǎn)向了以Arm Cortex-M為主導(dǎo)的市場。以國內(nèi)市場為例，根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)顯示，Arm內(nèi)核的MCU在國內(nèi)占領(lǐng)市場的份額約為15%，在Arm內(nèi)核和生態(tài)的助推下，國內(nèi)的MCU廠商也如雨后春筍般冒起，也成就了幾家本土巨頭，但是與國外相比，我們依舊存在較大差距。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，包括歐洲的ST、NXP、英飛凌（包括收購的Cypress），美國的TI、Microchip和日本瑞薩在內(nèi)的領(lǐng)先MCU廠商幾乎統(tǒng)領(lǐng)了包括汽車電子和電機(jī)控制在內(nèi)的高端市場。這些廠商在整個MCU市場的占有率也超過八成，而隨著新應(yīng)用的興起，這個數(shù)字勢必會繼續(xù)上升。
據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)做MCU的廠商已經(jīng)超過了一百家，而當(dāng)中有不少是瞄著替換國外廠商目標(biāo)掙一筆“快錢”而去的。這些企業(yè)的運營模式也是相當(dāng)簡單，看國外哪個廠商的MCU在國內(nèi)賣得火、或者抓住國外廠商即將退市的產(chǎn)品，照著做一個管腳兼容的產(chǎn)品，以更低的價格去取代，這就造成了賽道擁擠、利潤低下，把原本以拼設(shè)計為重點的芯片產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨?yīng)量和制造成本取勝的行業(yè)，這做法就限制了公司的成長，不利于整個行業(yè)的發(fā)展。
早年，國產(chǎn)MCU在ARM內(nèi)核方向的一個重要發(fā)展分支是做歐美品牌的兼容替代。由于與被替代品的價格差較明顯，Pin-to-Pin甚至是Register-to-Register替代方便，存量市場給初入者帶來了業(yè)績的快速成長。
隨著進(jìn)入者越來越多，替代產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，這門生意越來越不具有可持續(xù)性。不過我們也慶幸的看到像華大半導(dǎo)體這樣有特色的MCU廠商開始自主定義和開發(fā)更有差異化更有競爭力的ARM MCU產(chǎn)品，這樣的踐行也給華大帶來 了業(yè)務(wù)的飛速成長。
那么MCU的未來如何，國產(chǎn)又將如何。日前，兆易創(chuàng)新、中穎電子、國民技術(shù)接待了一些機(jī)構(gòu)的調(diào)研。在調(diào)研中，他們對MCU的現(xiàn)狀和未來做了一些回應(yīng)，我們摘錄如下，以饗讀者，深入思考。
01
兆易創(chuàng)新如何看待MCU的未來
兆易創(chuàng)新首先指出，MCU今年確實增長非?？焖伲谡滓讋?chuàng)新方面，公司到三季度的收入已經(jīng)是超過去年全年的業(yè)績了。整個全球看起來，也出現(xiàn)增長。從他們本身看來，MCU業(yè)務(wù)今年整體增長不僅僅來自某一個行業(yè)需求，在多個行業(yè)需求都比較明顯，我們預(yù)測持續(xù)增長到明年是可以預(yù)期的。
在問到MCU三季度的景氣狀況時，兆易創(chuàng)新表示，目前看起來跟前幾個季度沒有太大差別。因為MCU產(chǎn)品Design in cycle比較長，所以目前看到第三季度往后，包括10月，在工業(yè)控制領(lǐng)域客戶量產(chǎn)會越來越多，占的比例會越來越大。
兆易創(chuàng)新進(jìn)一步指出，MCU產(chǎn)品早期相對偏消費類會多一些，之后更多的成長在工業(yè)控制這一塊會越來越多。就工業(yè)控制業(yè)務(wù)來講，大多數(shù)是逐漸起量的，起量的速度不像消費類，目前看從客戶出貨速度來講，或者增長趨勢看工業(yè)控制業(yè)務(wù)會越來越多。
“MCU相對是比較長的Design in周期，客戶從小批到上量慢慢起來。目前也看得到，公司MCU產(chǎn)品整個品牌的認(rèn)知度和接受度是非常高的，再加上國際大廠的缺貨，國內(nèi)越來越多大的廠商在導(dǎo)入我們的MCU產(chǎn)品”，兆易創(chuàng)新強(qiáng)調(diào)。
在問到四季度是否會漲價的時候，兆易創(chuàng)新回應(yīng)道：“目前公司沒有漲價。雖然說有友商在漲價，但是目前公司沒有計劃漲價?！?/p>
最近，因為Nvidia收購Arm，很多人對于Arm的未來也有不同的想法，作為一個Arm架構(gòu)的使用者，兆易創(chuàng)新又是如何看待這筆交易，以及交易對他們產(chǎn)生的影響呢？
兆易創(chuàng)新表示，兆易創(chuàng)新與ARM是戰(zhàn)略合作的關(guān)系，公司已經(jīng)量產(chǎn)的產(chǎn)品都是拿到了合法授權(quán)的，公司也會密切關(guān)注AMR控制權(quán)的變化。此外，兆易創(chuàng)新在RSIC-V方面也有布局。他們指出，公司在MCU領(lǐng)域是最早布局的，是全球首家推出基于RISC-V內(nèi)核的32位通用MCU產(chǎn)品的公司。
“公司的目標(biāo)是打造MCU的百貨商店，不論是ARM架構(gòu)還是RSIC-V架構(gòu)，我們都有產(chǎn)品供客戶選擇”，兆易創(chuàng)新強(qiáng)調(diào)。
02
中穎電子如何看待MCU的未來
MCU微控制器作為智能控制的核心廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車電子、計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制等領(lǐng)域， 伴隨物聯(lián)網(wǎng)的逐步落地和汽車電子的發(fā)展，MCU微控制器的市場需求長期增長可期。據(jù)IC Insights預(yù)測， 2020年MCU全球市場規(guī)模接近200億美元，海外前八大MCU廠商占據(jù)全球約88%的市場份額。公司是國內(nèi)較具規(guī)模的工控單芯片廠家，在全球家電MCU及國內(nèi)鋰電池管理芯片領(lǐng)域取得領(lǐng)先，受益于我國已發(fā)展成 為全球最大的家電、電子產(chǎn)品制造基地，而且國家政策上積極支持芯片國產(chǎn)化，中穎電子自2012年起實現(xiàn) 了持續(xù)性的增長。公司堅持自主研發(fā)核心技術(shù)，充分發(fā)揮貼近國內(nèi)客戶的優(yōu)勢，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量及 性價比等方面贏得了市場綜合競爭優(yōu)勢。
在談到公司MCU表示的時候，中穎電子表示，針對家電市場 ，公司產(chǎn)品以高性價比，高可靠性，低不良率，高直通率為核心競爭力，切合家電市場對于MCU的需求，在行業(yè)競爭中處于領(lǐng)先地位。相對于外商競爭者，公司可以提供性能相當(dāng)，價格更優(yōu)的產(chǎn)品。
面對國內(nèi)競爭者，公司可以在價格稍高的情況下，提供高可靠性和極低返修率的產(chǎn)品。和歐、美、 日競爭者采用通用型產(chǎn)品做法不同，公司主要專注于細(xì)分市場，開發(fā)行業(yè)訂制的ASSP產(chǎn)品，集成外圍分立 元器件，降低BOM成本;
和國內(nèi)新興崛起的競爭者相比，公司產(chǎn)品在可靠性、品牌認(rèn)可、供貨能力等方面 具有優(yōu)勢。
針對電機(jī)控制市場 ，公司在產(chǎn)品可靠性、成本控制、銷售渠道等方面積累了豐富經(jīng)驗。血壓計應(yīng)用，公司在數(shù)年前率先推出高精度ADC架構(gòu)血壓計MCU，搭配專門的血壓檢測算法，在檢測精度和穩(wěn) 定性上較傳統(tǒng)日系MCU方案有較大優(yōu)勢，已被國內(nèi)一線大廠采用。
公司的電競類鍵鼠MCU在制程、芯片資源、燈效控制和BOM上具有相對比較優(yōu)勢，處于中國大陸機(jī)械鍵盤市場領(lǐng)先地位;新一代電競鍵鼠專 用MCU產(chǎn)品采用集成大電流LED驅(qū)動創(chuàng)新架構(gòu)，在整體BOM上較傳統(tǒng)方案具有明顯優(yōu)勢，提升LED燈光效果同時大幅精簡了整機(jī)成本。
在中穎電子MCU規(guī)劃方面，家電ARM cortex-M3內(nèi)核新產(chǎn)品目前已經(jīng)完成開發(fā)，該芯片專注于白色家電的主控MCU，已經(jīng)有 客戶小批量產(chǎn)。隨著貿(mào)易戰(zhàn)影響的深入，白色家電廠家轉(zhuǎn)換國產(chǎn)MCU的意愿大幅加強(qiáng)，預(yù)計在未來1 至2年內(nèi)可望被白色家電大廠采用，對公司業(yè)績做出貢獻(xiàn)。同時，家電也準(zhǔn)備推出基于ARM cortex-M0+ 內(nèi)核的大家電面板顯示MCU，預(yù)計在12月完成開發(fā)，預(yù)計推出1至2年后，有機(jī)會進(jìn)入量產(chǎn)，對公司業(yè) 績做出貢獻(xiàn)。
電機(jī)方面，公司則新推出ARM 內(nèi)核產(chǎn)品，目前已完成開發(fā)，在推廣階段，專注于變頻空調(diào)壓縮機(jī)矢量控制。隨 著國內(nèi)空調(diào)行業(yè)新能效標(biāo)準(zhǔn)的實施，變頻空調(diào)比例大幅提升，目前空調(diào)市場客戶也有變頻芯片國產(chǎn)化 需求，但態(tài)度普遍偏謹(jǐn)慎，推廣周期較長，預(yù)計1至3年內(nèi)可望被空調(diào)大廠采用，對公司業(yè)績做出貢獻(xiàn)。
具體到MCU每個業(yè)務(wù)的表現(xiàn)，中穎電子方面表示，上半年受疫情影響，國內(nèi)大家電市場整體低迷，出貨量下降。與國際MCU大廠競爭者相比，公司在白色家電MCU市場領(lǐng)域?qū)儆谛逻M(jìn)廠商且市占率還比較低，所以整體行業(yè)出貨量的下調(diào)并沒有對公司的業(yè)績產(chǎn)生負(fù)面影響。
公司的產(chǎn)品品質(zhì)在白色家電領(lǐng)域得到了客戶廣泛的認(rèn)可，在未來的一段時間內(nèi)，公司仍有較好的機(jī)會進(jìn)一步提高白色家電行業(yè)MCU的市占率。變頻空調(diào)市場隨著新能效標(biāo)準(zhǔn)實施，內(nèi)銷市場定頻轉(zhuǎn)變頻成為趨勢，市場空間擴(kuò)大對公司長期經(jīng)營有益;但目前該市場應(yīng)用都是是國外芯片大廠，替換周期很長，對公司短期業(yè)績影響不大。
受全球疫情影響，消費者在家用餐的次數(shù)更多，生活電器、廚 房家電市場總體增長。公司在生活及廚房家電MCU市場的市占率較高，公司持續(xù)積極拓展廚房家電的應(yīng)用，整體上半年業(yè)績?nèi)〉貌诲e的上升，未來生活及廚房家電行業(yè)有向智能化，高端化發(fā)展的趨勢，必然會帶來MCU的升級換代，公司在生活及廚房家電市場的營業(yè)額也有機(jī)會進(jìn)一步擴(kuò)大。
電動自行車 行業(yè)在報告期內(nèi)經(jīng)歷了新冠疫情和新國標(biāo)落地，加速了企業(yè)的優(yōu)勝劣汰，刺激了電動自行車整車市場銷售， 頭部品牌廠商的市占進(jìn)一步提高。基于公司一直以來的大客戶銷售策略，這一結(jié)果對公司產(chǎn)生積極影響，公司產(chǎn)品在電動自行車市場的占有率進(jìn)一步提高，在國內(nèi)控制器MCU細(xì)分領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。
血壓計應(yīng)用，內(nèi)需市場持續(xù)成長，外銷受海外新冠疫情影響大幅成長，行業(yè)發(fā)展保持向上增長趨勢。電腦周邊鍵鼠應(yīng)用，雖然海外疫情導(dǎo)致商用PC鍵盤需求下滑，但游戲電競市場保持持續(xù)成長態(tài)勢。
在繼續(xù)談到MCU的發(fā)展方向時，中穎電子表示，家電主控MCU是一個發(fā)展比較平穩(wěn)的行業(yè)，特別需要長時間的耕耘，過去5年來MCU的升級換代不大， 主流芯片制程較多為8寸晶圓的0.11um制程。未來整體家電市場有向智能化，高端化發(fā)展的趨勢，公司也會積極響應(yīng)市場的變化，挑選合適的制程，推出客戶滿意的高性價比產(chǎn)品。
電動車市場受新冠疫情影響，整體需求上升。電動工具市場受房地產(chǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)冷、新冠疫情和貿(mào)易戰(zhàn)影響，需求略有減弱?？照{(diào) 市場隨新能效比出臺，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)變頻成為趨勢，風(fēng)機(jī)也由交流轉(zhuǎn)直流變頻趨勢，未來市場變頻需求大 增，目前公司已有相應(yīng)布局的產(chǎn)品，但還未大批量產(chǎn)。血壓計MCU目前主流架構(gòu)為高精度ADC搭配高集成度的SoC方案，市場對國產(chǎn)方案的認(rèn)可度不斷提高，加上普通消費者對健康越來越關(guān)注，市場有所成長。
電腦周邊鍵鼠應(yīng)用，在PC座機(jī)端的需求還是維持下滑趨勢，電競市場則處于持續(xù)蓬勃發(fā)展的 態(tài)勢。鋰電池計量產(chǎn)品技術(shù)要求繼續(xù)提高，主要表現(xiàn)為可靠性、內(nèi)存容量、加密性能等要求的提高，設(shè)計平臺由8位逐步過渡到32位，公司在國內(nèi)此領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。電力電表部分在CPU計算能力、 SOC設(shè)計、新的計量要求、計量精度、通訊接口拓展性等方面的要求進(jìn)一步提高，IC設(shè)計的制程由早 期的0.25um工藝逐步向90/55nm精進(jìn)。
近年來，我國涌現(xiàn)出一批MCU企業(yè)，部分已經(jīng)在A股或新三板上市。但是，以MCU細(xì)分領(lǐng)域看，全球主要供應(yīng)商仍然以國際廠商為主，行業(yè)集中度較高。而且國內(nèi)MCU集中在低端市場，中高端市場被國際廠商占據(jù)。如何形成差異化競爭能力，向中高端市場延伸，成為擺在國民技術(shù)等本土MCU供應(yīng)企業(yè)的重要課題。
03
國民技術(shù)如何看待MCU的未來
國民技術(shù)成立于2000年，是國家“909工程”重要承建單位之一。在成立之初，國民技術(shù)以專用MCU、信息安全、無線射頻產(chǎn)品等為研發(fā)方向，其“MCU+金融級安全技術(shù)”的網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證SoC產(chǎn)品與方案持續(xù)保持80%以上市占率，是國內(nèi)首家通過EMVCo金融IC卡高安全級別認(rèn)證的企業(yè)。
2015年，國民技術(shù)推出面向金融支付的專用MCU，也是國內(nèi)首款金融支付終端主控芯片，在支付終端、二維碼支付等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過深耕專用MCU領(lǐng)域，國民技術(shù)積累了大量的芯片設(shè)計經(jīng)驗，幫助行業(yè)客戶解決了實際問題。
作為網(wǎng)絡(luò)安全的先行者，國民技術(shù)密切注意著網(wǎng)絡(luò)安全形勢的發(fā)展變化。隨著物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入萬物互聯(lián)新階段，萬物互聯(lián)的泛在接入、高效傳輸、海量異構(gòu)信息處理和設(shè)備智能控制，以及由此引發(fā)的安全問題等，對發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用提出了更高要求。
由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域眾多，涉及面廣。相比針對特定場景的專用MCU，通用MCU資源豐富、外設(shè)接口眾多，能夠應(yīng)對復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境。順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和市場趨勢，國民技術(shù)決定，將長年以來在芯片設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)積累結(jié)合起來，形成了“通用+安全”的MCU發(fā)展策略。
國民技術(shù)相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的碎片化在帶來挑戰(zhàn)的同時，也給國產(chǎn)MCU帶來發(fā)展機(jī)遇。國內(nèi)MCU企業(yè)有望在智能家居、消費電子、健康醫(yī)療、汽車后裝、智能表計等領(lǐng)域形成落地應(yīng)用，并針對特色行業(yè)形成定制方案，推出本地化的定制芯片。同時，國內(nèi)MCU廠商可以基于更加貼近用戶需求的解決方案，以及快速響應(yīng)的本地化技術(shù)服務(wù)，逐步向高端汽車電子與車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域滲透。
為此，國民技術(shù)面向MCU技術(shù)與細(xì)分市場，規(guī)劃了高中低端100余款MCU型號，可以實現(xiàn)安全啟動、核心知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、固件保護(hù)、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備認(rèn)證、通信數(shù)據(jù)高速加解密等安全功能，將覆蓋工業(yè)控制、智慧城市、智能家電、醫(yī)療健康、生物識別、機(jī)器人控制等多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。
同時，國民技術(shù)將持續(xù)跟蹤先進(jìn)技術(shù)發(fā)展方向，提升產(chǎn)品的核心競爭力。2020年，在“通用+安全”MCU基礎(chǔ)上，國民技術(shù)將采用更先進(jìn)的工藝制程，進(jìn)一步提升產(chǎn)品集成度。同時，進(jìn)一步完善從芯片、終端到云的物聯(lián)網(wǎng)安全體系，將“云-端”一體化安全解決方案推向更多物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分領(lǐng)域。
此外，國民技術(shù)將加強(qiáng)資源整合能力，為MCU發(fā)展構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，國民技術(shù)將采取合作開放的模式，聚集產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作伙伴，形成從晶圓廠和封測廠、行業(yè)解決方案商和集成商、終端生產(chǎn)商，到電信運營和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等資源整合型生態(tài)合作鏈，與合作伙伴實現(xiàn)共贏。
04
比亞迪的車規(guī)級MCU
MCU即微控制單元，是將CPU、存儲器都集成在同一塊芯片上，形成芯片級計算機(jī)，可為不同應(yīng)用場景實施不同控制，可應(yīng)用于電控系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、充電逆變系統(tǒng)、整車熱管理系統(tǒng)、ADAS、車身及其他附件。
比亞迪半導(dǎo)體MCU芯片，在今年發(fā)布的高端旗艦車型比亞迪“漢”的前大燈、后尾燈、室內(nèi)燈、空調(diào)控制面板以及后視鏡控制等諸多應(yīng)用場景中，均扮演了十分關(guān)鍵的角色，每一個功能實現(xiàn)的背后都離不開復(fù)雜芯片組的支撐。得益于自研MCU芯片的強(qiáng)大實力，比亞迪電動車的超凡智能化性能得以落地并具備持續(xù)迭代升級的能力。
作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運算和處理的核心，MCU是實現(xiàn)汽車智能化的關(guān)鍵。據(jù)iSuppli報告顯示，一輛汽車中所使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量中，MCU芯片約占30%。這意味著每輛車至少需要使用70顆以上的MCU芯片。隨著汽車不斷向智能化演進(jìn)，MCU的需求增長也將越來越快。
近幾十年來，國內(nèi) MCU多集中在消費類領(lǐng)域。公開數(shù)據(jù)顯示，中國車規(guī)級MCU市場占全球份額超過30%，但卻基本100%依賴于進(jìn)口。在過去很長的一段時間內(nèi)，車規(guī)級MCU技術(shù)都掌握在國際巨頭的手中，為國外廠商壟斷，國產(chǎn)替代空間巨大。隨著比亞迪半導(dǎo)體的入局和突破，逐步打開了國產(chǎn)工控和汽車級MCU芯片的大門。
相比消費電子領(lǐng)域，尤其是在汽車領(lǐng)域，車規(guī)級芯片存在研發(fā)周期長、設(shè)計門檻高、資金投入大和認(rèn)證周期長等特點。做車規(guī)級MCU的難點，在于車載產(chǎn)品要求做到零失效，品質(zhì)達(dá)到AEC-Q100 Grade 1，使用周期 15到20 年，技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費電子類芯片。此外，車規(guī)級MCU僅僅是單個產(chǎn)品的資金投入就高達(dá)幾千萬甚至上億人民幣。因此，只有具備豐富芯片設(shè)計經(jīng)驗、全面產(chǎn)品質(zhì)量管控、充足人力物力的公司，才有可能研發(fā)出滿足汽車正常運行需求的MCU芯片。這也使得國內(nèi)很多廠商對車規(guī)級MCU望而卻步。
結(jié)合多年工業(yè)級MCU的技術(shù)和制造實力，比亞迪半導(dǎo)體實現(xiàn)了從工業(yè)級MCU到車規(guī)級MCU的高難度跨級別業(yè)務(wù)延伸，在2018年成功推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片，2019年推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片，批量裝載在比亞迪全系列車型上，已累計裝車超500萬顆，標(biāo)志著國產(chǎn)車規(guī)級MCU在市場上邁出了一大步。比亞迪半導(dǎo)體還將推出應(yīng)用范圍更廣、技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先的車規(guī)級多核高性能MCU芯片。
05
2020年市場受到疫情影響，2021或?qū)?fù)蘇
在破壞全球經(jīng)濟(jì)的Covid-19病毒影響下，用于汽車，工業(yè)和商業(yè)設(shè)備，家用電器，消費電子產(chǎn)品以及許多其他嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的功能強(qiáng)大的MCU在主要IC產(chǎn)品類別中遭受的痛苦是最大。
根據(jù)IC Insights 2020年的McClean集成電路年中更新報告的預(yù)測顯示，全球MCU銷售額在2019年下降7％之后，在2020年下降了8％，而在2019年下降了7％，當(dāng)時全球經(jīng)濟(jì)疲軟使微控制器市場從2018年創(chuàng)紀(jì)錄的176億美元的營收上跌了下來（圖1）
現(xiàn)在預(yù)計微控制器將在2021年出現(xiàn)溫和復(fù)蘇，銷售額將增長5％至157億美元，其次是2022年將增長8％，2023年將增長11％，屆時MCU收入將創(chuàng)下188億美元的新高。
IC Insights的年中更新顯示，微控制器的出貨量在2019年下降9％，2018年增長9％后，在2020年下降8％至235億個。預(yù)計2021年MCU的出貨量將反彈6％，至249億個，其次預(yù)計2022年將增長8％，2023年將增長10％，屆時全球MCU交付量預(yù)計將達(dá)到296億美元的新紀(jì)錄。
具有諷刺意味的是，在冠狀病毒危機(jī)中，系統(tǒng)中微控制器的普遍性正在與MCU競爭，后者在今年削弱了大多數(shù)最終用戶市場的應(yīng)用。消費者，學(xué)校和企業(yè)在病毒大流行中增加了對Internet的使用，對計算機(jī)的需求正在增加，但預(yù)計這些系統(tǒng)在2020年將僅占MCU銷售額的4％。Covid-19的健康危機(jī)正在拉動主要市場MCU最終用途應(yīng)用包括汽車，預(yù)計到2020年將占微控制器銷售額的40％（60億美元），而工業(yè)預(yù)計將占今年收入的29％（43億美元）。
06
工程師怎么看國產(chǎn)MCU
著名工程師Edward Huang認(rèn)為，STC（宏晶科技）的創(chuàng)始人姚永平是一個傳奇人物。他表示，在51單片機(jī)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)到期之后，此人憑一己之力，獲得了一份51單片機(jī)的源代碼，同時修改了份舶來品，使其更適合國情，創(chuàng)新性地加入了ISP（在線系統(tǒng)編程），從此拋棄了昂貴的傳統(tǒng)芯片下載器。
說起樂鑫科技，他認(rèn)為，談及智能家居，物聯(lián)網(wǎng)，首先想到的肯定是WIF，說到WIFI模塊，肯定會首先想到目前出貨量極大、話題度極高的ESP8266模塊。他表示，五六年前做智能家居的時候，基本都是慶科，海凌科等模塊，彼時平均價格都要40左右。自從ESP8266出現(xiàn)，徹底將WIFI模塊拉進(jìn)了10元時代。
談到兆易創(chuàng)新的時候，他表示，以前在電子元器件網(wǎng)站找STM32的時候，無意中看到了一款芯片，叫做GD32F103C8T6，好奇心驅(qū)使下點擊詳細(xì)的資料發(fā)現(xiàn)，此芯片和STM32F103C8T6的引腳一模一樣，雖然Flash和RAM和原版的STM32F103C8T6一模一樣，但是108MHz的主頻足以讓原版汗顏，而且價格也要比原版便宜。不僅如此，它還有很多與STM32原版芯片Pin to pin兼容的產(chǎn)品。開始他以為這家公司只是一家“高度致敬STM32”的公司，直到后來看到自研的RISC-V產(chǎn)品，他認(rèn)為RISC-V是未來的發(fā)展方向。
07
國產(chǎn)MCU的未來
2020年MCU的產(chǎn)品現(xiàn)狀和趨勢如下：
1、32位MCU工作頻率大多在100-350MHz之間，處理能力和執(zhí)行效能比8/16位更好，其應(yīng)用也更為寬泛，因此，既滿足廠商需求又具有豐富生態(tài)系統(tǒng)資源的Arm內(nèi)核成為32位MCU的主流方向，其優(yōu)勢和市場占有率會越來越大。此外，隨著先進(jìn)制程工藝的采用，32位MCU的成本逐年降低，其平均售價（ASP）正逐漸逼近8位MCU。低功耗是MCU器件的核心指標(biāo)，因為很多MCU都是內(nèi)置于電池供電的電子設(shè)備中，續(xù)航能力不足會嚴(yán)重影響消費領(lǐng)域的用戶體驗。
2、汽車電子應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)超過1/3的MCU市場，而汽車自動化、電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化正在推動著汽車電子行業(yè)快速發(fā)展，這將大幅拉動高集成度MCU器件的需求。
3、疫情影響帶動了測溫儀市場，一時需求快速增長供不應(yīng)求，帶動了傳感器、MCU及運算放大器等需求迅猛增長。預(yù)計2020年國內(nèi)手持測溫儀總產(chǎn)量達(dá)65萬臺，同比增長117%，全球紅外MCU出貨量將呈跳躍式增長。
而根據(jù)ittbank數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)MCU廠商越來越多，但國內(nèi)MCU應(yīng)用領(lǐng)域多集中在低端電子產(chǎn)品，中高端電子產(chǎn)品市場還在外企手里?？傮w看國產(chǎn)MCU，不論是市場份額還是技術(shù)先進(jìn)性，都無法和國外企業(yè)相比。對于中國企業(yè)而言，目前占據(jù)的主流市場還停留在8位MCU，占比50%左右。16/32位MCU占比分別為20%左右。這意味著，國內(nèi)MCU應(yīng)用領(lǐng)域多集中在低端電子產(chǎn)品，中高端電子產(chǎn)品市場還在外企手里。
據(jù)行業(yè)資深專家介紹，歐美日廠商，他們之所以能籠絡(luò)大部分的MCU市場，這主要得益于他們在產(chǎn)品、軟件和使用的生態(tài)環(huán)境這四方面給客戶樹立了一個標(biāo)桿，同時建立了其他競爭者不能輕易跨越的壁壘：
第一看產(chǎn)品：國外領(lǐng)先的廠商基本有自己的IP，但國內(nèi)的同業(yè)卻大多數(shù)IP不全，不少是把現(xiàn)有的IP拿過來做拼湊開發(fā)產(chǎn)品，這就使得他們的產(chǎn)品從誕生開始就有天生的“缺陷”。加上國外的MCU廠商經(jīng)歷了長時間的不同行業(yè)的耕耘，甚至還是從零開始扶持行業(yè)起來的。他們對眾多行業(yè)規(guī)格的了解，已經(jīng)體現(xiàn)到MCU的內(nèi)部以及外部的設(shè)計上，這也是本土MCU所欠缺的。
第二看軟件：所謂軟件算法，是要基于行業(yè)以及客戶的需求，從簡單的硬件堆積，到理解客戶的需求再到和客戶共同創(chuàng)造。在這個過程中，離不開MCU公司對軟件和算法的著力。在過往，很多算法以前需要軟件處理，但國外的企業(yè)因為對具體的行業(yè)吃得比較透，時間也長，所以他們針對客戶的使用場景、系統(tǒng)、軟件算法等吃透，然后共同創(chuàng)造，用芯片來實現(xiàn)，將主芯片周邊的其他器件，盡可能的包括到芯片內(nèi)部去。這樣不但節(jié)省了成本，還使得產(chǎn)品更加容易開發(fā)。
第三看生態(tài)：MCU的生態(tài)包括兩個方面：首先，MCU整體的設(shè)計、生產(chǎn)、加工、制造幾個環(huán)節(jié)是否完整。例如在加工時，客戶在生產(chǎn)過程中會對某款量產(chǎn)燒錄器非常熟悉，如果要換一種量產(chǎn)燒錄工具，客戶的產(chǎn)線上就需要重新購買，重新培訓(xùn)等等，這就對生產(chǎn)造成影響。為此MCU廠商就必須將此種生態(tài)考慮進(jìn)去。生態(tài)需要考慮的第二個層面是在客戶設(shè)計過程中，是否有完善的資料，豐富的網(wǎng)上資源，良好的口碑及流量支撐。
既然大家都看到了國產(chǎn)MCU產(chǎn)品的市占率低的問題，那有什么辦法可以提升國產(chǎn)MCU的市占率呢？
1、珍惜整個來之不易的市場機(jī)遇，扎扎實實把產(chǎn)品品質(zhì)做好，好的產(chǎn)品是國產(chǎn)MCU提升市場占有率的關(guān)鍵。
2、國產(chǎn)MCU廠商需要盡快完善自己的生態(tài)系統(tǒng)。
3、國產(chǎn)MCU要深入本土市場的客戶需求，找到客戶的痛點，做出自己特色MCU。在細(xì)分領(lǐng)域形成差異化優(yōu)勢，提供質(zhì)量可靠，性價比高，有競爭力的產(chǎn)品，并提供優(yōu)質(zhì)的本地化服務(wù)。
附MCU主要國內(nèi)外廠商：
-END-
工商網(wǎng)監(jiān)
評論