本土市場(chǎng)MCU未來如何發(fā)展

主流車規(guī)級(jí)MCU多以自有架構(gòu)為主要路線，海外廠商已實(shí)現(xiàn)32位產(chǎn)品量產(chǎn)，核心廠商料號(hào)可達(dá)上千顆，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先廠商均在百顆以下。海外廠商主要以IDM（整合制造模式）為主，擁有自己的晶圓廠，在產(chǎn)研調(diào)動(dòng)上更具有優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)MCU廠商仍為Fabless（設(shè)計(jì)模式）為主。國(guó)內(nèi)MCU公司對(duì)比國(guó)際大廠，國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)更加貼近主要芯片市場(chǎng)......

據(jù)IHS統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，2020年中國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模超過268億元。預(yù)計(jì)2021-2026年增長(zhǎng)率約8%，至2026年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)513億元。MCU應(yīng)用主要集中在汽車電子、工控/醫(yī)療、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。在中國(guó)市場(chǎng)，由于新基建的需求帶動(dòng)，汽車電子和工業(yè)控制應(yīng)用對(duì)MCU的需求增長(zhǎng)是最快的。?物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算等新興應(yīng)用對(duì)MCU有著強(qiáng)大的需求，但也提出了新的挑戰(zhàn)。

在AIoT領(lǐng)域，設(shè)備面臨智能化、信息安全、功能安全的新挑戰(zhàn)，比如無人機(jī)、穿戴設(shè)備健康監(jiān)測(cè)對(duì)傳感器融合的需求，智能音箱對(duì)自動(dòng)語音識(shí)別的需求，智能門鈴對(duì)生物特征識(shí)別的需求等都意味著，計(jì)算能力需求在進(jìn)一步提升。除此之外，還有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息安全的重要性在增加，本土市場(chǎng)MCU對(duì)高可靠性的要求在提高。

安謀科技處理器產(chǎn)品總監(jiān)陳江杉先生表示，Star-MC1得到客戶充分的任何，出貨量高達(dá)100M+，在通用片機(jī)、互聯(lián)芯片、穿戴式、系統(tǒng)控制、汽車電子、存儲(chǔ)、定位、傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等市場(chǎng)都得到了廣泛的使用，對(duì)于當(dāng)前AIoT設(shè)備的新挑戰(zhàn)，安謀科技推出了基本第一代Star-MC1的本土團(tuán)隊(duì)研發(fā)的Star-MC2，是高效、安全、可靠的嵌入式處理器。在性能、規(guī)格、能力上得到了全方位的提升，面向人工智能、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、最高車規(guī)級(jí)的MCU，在2022年第三季度開始對(duì)外授權(quán)。

自1971年開始，MCU的發(fā)展歷程至今已有51年，新能源汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化、共享化“新四化”為MCU市場(chǎng)帶來更大的需求。自2021年以來，世界及國(guó)內(nèi)各大汽車制造商因芯片短缺而被迫縮減產(chǎn)能，形成全球性危機(jī)。截止2022年6月19日，根據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)公司，AFS的最新數(shù)據(jù)，由于芯片短缺，今年全球汽車市場(chǎng)累積減產(chǎn)量約為225.8萬量，預(yù)計(jì)今年全球汽車市場(chǎng)累積減產(chǎn)量會(huì)攀升至逾306萬量。減產(chǎn)芯片主要集中在ECU（電子控制單元）和ESP（車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)）的MCU，然后現(xiàn)實(shí)非常嚴(yán)峻，中國(guó)作為全球最大的汽車市場(chǎng)，車規(guī)級(jí)MCU占全球市場(chǎng)30%，基本上全靠進(jìn)口。車規(guī)級(jí)MCU具有較高的行業(yè)壁壘，根據(jù)StrategyAnalysis，2020年車規(guī)級(jí)MCU芯片市場(chǎng)，海外廠商瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、賽普拉斯、德州儀器、微芯科技、意法半導(dǎo)體占有率高達(dá)98%。

中微半導(dǎo)體的副總經(jīng)理兼銷售總監(jiān)?柳澤宇先生表示，“主流車規(guī)級(jí)MCU多以自有架構(gòu)為主要路線，海外廠商已實(shí)現(xiàn)32位產(chǎn)品量產(chǎn)，核心廠商料號(hào)可達(dá)上千顆，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先廠商均在百顆以下。海外廠商主要以IDM（整合制造模式）為主，擁有自己的晶圓廠，在產(chǎn)研調(diào)動(dòng)上更具有優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)MCU廠商仍為Fabless（設(shè)計(jì)模式）為主。國(guó)內(nèi)MCU公司對(duì)比國(guó)際大廠，還有質(zhì)量體系研發(fā)體系IATF16949、ISO26262的不足，IP庫的成熟度和豐富度不足，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)較弱，市場(chǎng)占有率低，但國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)更加貼近主要芯片市場(chǎng)，對(duì)應(yīng)用客戶的響應(yīng)速度快，工程師的供給速度和產(chǎn)品迭代速度快。國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片的進(jìn)階之路可從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試三個(gè)層面發(fā)力，微半導(dǎo)體與SGS通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司簽約，‘ISP26262汽車功能安全ASIL-D流程認(rèn)證項(xiàng)目’啟動(dòng)，不斷完善公司設(shè)計(jì)開發(fā)流程，提高質(zhì)量管控綜合實(shí)力?，F(xiàn)階段應(yīng)用案例有輔助駕駛通信模塊、倒車警報(bào)系統(tǒng)、前裝ETC、TPMS接收端、車載無線充、電子水泵、PTC加熱系統(tǒng)，倒車?yán)走_(dá)、汽車自動(dòng)踏板等?！?/p>

“CPU最大的問題不是技術(shù)問題，是‘世界’‘行業(yè)’生態(tài)問題，RISC-V是在生態(tài)普適性和國(guó)產(chǎn)自主可控之間最好的平衡方式，目前RISC-V具有全套開源免費(fèi)的編譯器、開發(fā)工具和軟件開發(fā)環(huán)境，這是RISC-V的巨大優(yōu)勢(shì)，但相比ARM的商用編譯器和IDE而言，還頗有差距。在ARM一統(tǒng)天下的時(shí)間里培養(yǎng)出來的用戶習(xí)慣才是最大的挑戰(zhàn)和阻力?！敝楹N生微電子應(yīng)用支持中心總監(jiān)?李鵬先生表示，“昇生微指令實(shí)現(xiàn)，模塊定制優(yōu)化，低功耗；擴(kuò)展指令集，根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景貼身適配；SSD Debugger；擁有完整工具鏈；產(chǎn)品大類有POWER MCU和8-bit MCU，GUI-MCU和32-bit RISC-V，PMIC，BMS，擁有AIoT全應(yīng)用場(chǎng)景解決方案和開發(fā)生態(tài)、產(chǎn)業(yè)落地能力、團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚等優(yōu)勢(shì)。”

處理器是軟件和互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的硬件核心，提供關(guān)鍵性能，長(zhǎng)期由x86和ARM指令集主導(dǎo)。南京沁恒微電子的技術(shù)總監(jiān)?楊勇先生表示，近年來RISC-V指令集獲得業(yè)界青睞，其架構(gòu)更新，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，RISC-V生態(tài)漸入佳境。RISC-V對(duì)芯片設(shè)計(jì)而言，節(jié)省第三方IP的授權(quán)費(fèi)和每只芯片的提成費(fèi)，便于與應(yīng)用結(jié)合提升專業(yè)性和靈活性，實(shí)現(xiàn)芯片“內(nèi)核自由”；對(duì)用戶而言，能節(jié)約內(nèi)含的IP提成費(fèi)，帶來實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用端便利和價(jià)值。沁恒微專注于連接技術(shù)和MCU內(nèi)核研究，基于自研收發(fā)器PHY和內(nèi)核IP的全棧研發(fā)模式提供接口芯片和MCU，其青稞微處理器首家支持WFE低功耗睡眠指令，最低睡眠功耗低至0.2μA。沁恒微基于自研的RISC-V處理器IP，自研垂直全鏈IP打造出專業(yè)的連接型/互聯(lián)型/無線型的全棧MCU。

“為實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的汽車需要域控制器技術(shù)DCU，域控制器SoC芯片地位愈發(fā)凸顯。下一代電氣化汽車平臺(tái)另一關(guān)鍵變化是電壓提升到800V，涉及到車內(nèi)電源到車外充電整個(gè)強(qiáng)電鏈路。未來以SiC功率器件為核心的800V強(qiáng)電系統(tǒng)，將在主逆變器，車載充電器全面替代硅基器件。MCU芯片通過AEC-Q100的認(rèn)證，芯片廠商就必須要做完28項(xiàng)試驗(yàn)。實(shí)際工況環(huán)境包括PCB的測(cè)試，在不同的頻率、不同的電壓、不同的溫度、以及高覆蓋率測(cè)試向量、以及EMC的測(cè)試。MCU從生產(chǎn)出來到封裝出貨主要有兩大測(cè)試：晶圓級(jí)測(cè)試（WAT）和芯片級(jí)測(cè)試（FT）。源表SMU是芯片ATE測(cè)試機(jī)的核心測(cè)試設(shè)備之一，用于MCU靜態(tài)電流測(cè)試、工作電壓電流測(cè)試等，是實(shí)現(xiàn)芯片穩(wěn)定供電和數(shù)據(jù)采樣的重要硬件支撐，”艾德克斯電子有限公司中國(guó)區(qū)產(chǎn)品應(yīng)用工程師?宋辰辰先生表示，“新一代多合一源表技術(shù)將測(cè)試成本降低超60%，多表合一包括電壓源、電流源、6 ?數(shù)字萬用表、脈沖發(fā)生器、電子負(fù)載、電池模擬器。ITECH新一代圖形化源量測(cè)單元SMU——IT2800系列源表應(yīng)用于車規(guī)級(jí)MCU測(cè)試，支持高達(dá)16 CH通道的并行測(cè)試能力，即支持將高達(dá)16臺(tái)獨(dú)立SMU組合成單一且緊密同步的多通道系統(tǒng)運(yùn)行；提供先進(jìn)的光纖級(jí)聯(lián)技術(shù)，將高達(dá)16臺(tái)設(shè)備作組合成單一且緊密同步的多通道系統(tǒng)運(yùn)行；多量程、高精度?！?/p>

靈動(dòng)微電子的產(chǎn)品經(jīng)理?李珂先生分享了靈動(dòng)新推出的搭載安謀科技“星辰” STAR-MC1 處理器的全新 MM32 “星”?平臺(tái)?- MM32F5 系列，采用Armv8-M Mainline 架構(gòu)，4.02 CoreMark/MHz對(duì)比M3/M4性能提升20%，1.5 DMIPS/MHz提升20%?，集成 DSP 和 FPU?！靶浅健?STAR-MC1支持常用的編譯工具，如KEIL, IAR, GCC, J-LINK, ULINK2。實(shí)現(xiàn)高性能、多并發(fā)、生態(tài)完備，且自動(dòng)可控，保障供應(yīng)鏈安全。高性能 F5系列擴(kuò)充靈動(dòng)豐富產(chǎn)品組合，全面提升性能、存儲(chǔ)、架構(gòu)、外設(shè)。此外，靈動(dòng)還推出低功耗 MM32L0130?系列和軟件開發(fā)平臺(tái)?- MindSDK。MindSDK 用于開發(fā)MM32 MCU應(yīng)用的軟件開發(fā)套件，包含驅(qū)動(dòng)程序、功能組件、樣例工程及演示工程。

孤波科技產(chǎn)品市場(chǎng)負(fù)責(zé)人?馬力斯先生表示，MCU公司實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證中面臨的挑戰(zhàn)有產(chǎn)品復(fù)雜度變高、驗(yàn)證項(xiàng)目增多、車規(guī)應(yīng)用要求嚴(yán)苛、需求可追溯可閉環(huán)。孤波車規(guī)MCU實(shí)驗(yàn)室測(cè)試驗(yàn)證方案能在OneTest平臺(tái)上標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法，開發(fā)自動(dòng)化測(cè)試程序，以標(biāo)準(zhǔn)軟件兼容多種硬件的思路，取代重復(fù)操作，大幅提高開發(fā)、調(diào)試、測(cè)試用例遍歷的效率；利用孤波在多種測(cè)試項(xiàng)目上的Know-how積累，提供通用IP和定制化軟硬件服務(wù)，實(shí)現(xiàn)成本可控、測(cè)試項(xiàng)覆蓋率高的方案。孤波科技期望將產(chǎn)品測(cè)試用例管理和測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)IP 結(jié)合，統(tǒng)一產(chǎn)品管理和測(cè)試用例的管理；支持多維度數(shù)據(jù)分析、探索式分析、數(shù)據(jù)挖掘的半導(dǎo)體專用數(shù)據(jù)分析工具，賦能工程師收集、清洗、分析測(cè)試數(shù)據(jù)；可追溯的Spec與Compliance管理支持?jǐn)?shù)據(jù)與研發(fā)設(shè)計(jì)指標(biāo)閉環(huán)。

國(guó)民技術(shù)市場(chǎng)戰(zhàn)略部市場(chǎng)總監(jiān)劉亞明表示，國(guó)民技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，提供全場(chǎng)景、廣覆蓋、高性能、安全可靠的增強(qiáng)工業(yè)級(jí)MCU產(chǎn)品，覆蓋數(shù)字能源、工業(yè)電器、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)物聯(lián)、工業(yè)打印機(jī)商顯、智能樓宇、交通等廣泛領(lǐng)域。N32系列MCU現(xiàn)已形成超過16個(gè)產(chǎn)品序列，100多款量產(chǎn)型號(hào)。國(guó)民技術(shù)在面向IoT領(lǐng)域，創(chuàng)新推出一系列通用安全解決方案，比如高速ADC讓激光雷達(dá)測(cè)距更精準(zhǔn)、更快，數(shù)字DVP簡(jiǎn)化復(fù)雜應(yīng)用，片內(nèi)安全提升生物識(shí)別安全性，BLE MCU助力BMS無線化，內(nèi)置國(guó)密算法簡(jiǎn)化門禁非接觸讀卡應(yīng)用，提升安全性，低功耗技術(shù)延長(zhǎng)IoT設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)，差分FOTA讓系統(tǒng)升級(jí)更高效更穩(wěn)定。

小華半導(dǎo)體前身是華大半導(dǎo)體MCU事業(yè)部，華大半導(dǎo)體MCU事業(yè)部成立于2016年，在2021年11月26日公司化后成立小華半導(dǎo)體。其專業(yè)團(tuán)隊(duì)近270人，其中75%以上為研發(fā)人員，核心骨干MCU行業(yè)經(jīng)驗(yàn)大于20年。小華半導(dǎo)體市場(chǎng)部產(chǎn)品總監(jiān)?張建文表示，小華MCU產(chǎn)品系列涵蓋靜、動(dòng)、智、車四大系列，分別對(duì)應(yīng)超低功耗MCU、電機(jī)控制MCU、通用控制MCU、汽車電子MCU，面向工業(yè)、汽車、家電和物聯(lián)網(wǎng)。

張建文重點(diǎn)對(duì)其MCU產(chǎn)品HC32F4A0做了特性介紹，ARM Cortex-M4內(nèi)核，240MHz主頻，高算力、大容量2MB Dual Bank eFlash，516KB RAM、多通道模擬單元配合高性能PWM，可支持5個(gè)電機(jī)FOC控制，便利的“通信端口自由映射”特性，豐富的模擬外設(shè)特性，支持Ethernet，16 個(gè) 50ps 高分辨率 HRPWM。還對(duì)即將面世的幾款新品做了預(yù)告。

深開鴻研發(fā)管理部高級(jí)架構(gòu)師?張新星表示，芯片和操作系統(tǒng)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“芯”和“魂”，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)起著重要作用。其中，操作系統(tǒng)作為鏈接軟硬件生態(tài)的核心，是實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，生態(tài)開放的破局關(guān)鍵。市場(chǎng)亟需一個(gè)萬物智聯(lián)的OS實(shí)現(xiàn)海量智能設(shè)備間的互聯(lián)互通。今年7月，中軟國(guó)際聯(lián)合深開鴻發(fā)布“（1+1）× N”全新戰(zhàn)略，基于OpenHarmony，以一個(gè)KaihongOS底座，一個(gè)超級(jí)終端管理平臺(tái)，聚合成深開鴻場(chǎng)景化超級(jí)終端解決方案，賦能智慧基建、智慧養(yǎng)老、智慧礦山、智慧交通、智慧制造、智慧政務(wù)、智慧新零售、智慧教育等多個(gè)行業(yè)場(chǎng)景。KaihongOS是深開鴻基于OpenHarmony研發(fā)的面向未來全場(chǎng)景操作系統(tǒng)，適配各式各樣終端設(shè)備，同時(shí)基于分布式軟總線、無感配網(wǎng)、自組網(wǎng)等特性，KaihongOS形成了統(tǒng)一格式、自組網(wǎng)、安全可靠、穩(wěn)定連接、柔性組合、彈性部署等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

上海睿賽德電子科技有限公司社區(qū)技術(shù)負(fù)責(zé)人?郭占鑫表示，AIoT嵌入式技術(shù)發(fā)生變化，面向交互、邊緣技術(shù)、安全、應(yīng)用開發(fā)APP化，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)往一致平臺(tái)、中立開源、生態(tài)服務(wù)完整、本土化不可逆的趨勢(shì)發(fā)展。智能設(shè)備以實(shí)時(shí)系統(tǒng)為核心，RT-Thread小而美的IoT OS可實(shí)現(xiàn)本土團(tuán)隊(duì)、自主可控、中立第三方，做到社區(qū)化、開源、中立。

編輯：黃飛