前言:国产 MCU 芯片发展的第一步就是要替代进口,在此基础上做出产品特色和创新。

 

受到全球半导体市场下滑影响,MCU 市场也受到了一定冲击。由于中国终端市场需求下降,设备供应商整个产量就发生下降,反映到半导体供应商需求下降。

 

对国内厂商而言,2019 年一方面国产企业受国际半导体环境影响,传统产业大幅下滑,给上游半导体带来了极大的压力。

 

但在另一方面中美贸易战使得国产芯片替代的概念越炒越热,部分厂商逐步实现中高端转移,迎来了新的机遇。

 

在 2019 年的 8-9 月份,国产芯片中 MCU 微控制单元已经超过韩企,在销量上已经占据全球第一。

 

在国产替代浪潮中,国产 MCU 在保证可靠性的前提下,主要帮助客户解决成本与供货交期的痛点。

 

目前 MCU 市场仍处于快速成长阶段,国内企业由于成本优势、服务能力等逐步完成了中低端 MCU 领域的国产化,未来高端市场竞争将是企业发展趋势。

国产 MCU 会着先天的机会

 

①MCU 主要应用市场在国内,像灵动微一样的国产 MCU 厂商离客户近,对客户的需求把握精准,客户转换合作意愿的可能性也会比较高。

 

②中美贸易局势紧张,出于供应链安全考虑,很多国内客户愿意首选或至少尝试国产器件,甚至有些客户,特别设置相关部门,要求所有供应商都是国产厂商,如果不是国产就会被拒之门外。

 

③在审核所有零件供应商股东情况时,那些打着国产招牌、背后是国外资金的供应商也会被拒。

 

车规级 MCU 芯片涨幅增大

 

趋势:国际形势的发展让更多行业开始关注国产芯片,这给国内的芯片设计公司带来了更多的机会。

 

全球疫情之下,海外各制造领域均处于未知状态,进口车规级 MCU 断供、成本上涨风险高增,基于此,国内 MCU 厂商迎来了国产替代的窗口期。

 

汽车新四化进程不断推进,汽车电子产业迎来黄金期,车规级 MCU 芯片销售额将在 2020 年接近 65 亿美元,随后在 2021-2023 年器件涨幅逐步加大,最终年销售额将达到 81 亿美元。

 

企业:旗下全资子公司 AutoChips 杰发科技车规级 MCU 产品 AC7801X。AC7801X 主要面向汽车车身电子,可广泛应用于天窗、车窗、座椅、LED 车灯、ETC、倒车雷达、雨量传感器等产品领域,同时也可应用于高可靠性工业领域。并可与 AC7811 形成优势互补,充分满足不同等级车身控制应用的需求。

32 位 MCU 将赢来爆发式增长

 

趋势:目前全球一致认为 2020 将是 5G 营运元年,且会把酝酿已久的 IoT 产业提升到另一个高度。而经由 5G 加速 IoT 发展,势必也会为 MCU 带来新的商机。

 

随着开发环境提升,从我国 MCU 出货量及销售额来看,32 位 MCU 已经越来越接近 8 位 MCU,8 位与 32 位 MCU 价差也逐步缩小,低功耗成为核心竞争力在 32 位 MCU 的基础上,智能化会成为下一个 MCU 的演进方向。

 

其中基于 ARM 核的 32 位 MCU 由于其良好的生态体系及极佳的可拓展性,以及低功耗、高稳定性、高集成度等特性,逐渐成为消费电子和工业电子的核心,预计 2020 年市场占有率将超过 60%。

 

国内 MCU 厂商也积极加快布局 32 位中高端市场,目前国内厂商在消费电子、智能仪表等中低端 MCU 应用市场发展迅速,成本优势与服务能力助力国内厂商完成中低端 MCU 国产化。

 

企业:中国的厂商也能开发出高性能的 32 位 MCU 产品,如灵动微电子是中国本土领先的通用 32 位 MCU 产品及解决方案供应商,公司基于 arm Cortex-M 系列内核开发的 MM32 MCU 产品拥有 F/L/SPIN/W/P 五大系列,200 多个型号,累计交付近亿颗。

 

 

 

RISC-V 与 MCU 结合将成为现实

 

在灵动微电子黄致恺看来,MCU 不只是一个硬件,而是一个生态系统,库函数和例程、编译器等资源是否丰富,是否有经大规模应用以验证其安全性、稳定性及可靠性等都需要考虑。

 

目前,国产基于 RISC-V 架构的 MCU 采用的是芯来科技的 IP 核授权,在授权费用方面比 Arm 低很多。

 

RISC-V 具有了袖珍化、低能耗的特点,而这对于嵌入式应用可能至关重要。正是因为这种开源特性,RISC-V 吸引了包括老牌 MCU 厂商和新兴供应商涌入这个赛道。

 

正因为这是一个新兴的领域,国内外的 MCU 厂商在这上面的技术和生态差距不大,这也是把它看做 MCU 市场新变局的因素之一。

 

行业内强调性价比,其实性能够高,价格无需太低,性价比就出来了。所以,灵动微不追求低价,而是坚持交付高品质、稳定的产品,带给客户更高性价比。

 

RISC-V 是一个很好的技术方向,但目前生态尚未建立起来,这是一个长期的过程。目前,赛腾微还是选择 Arm 架构,暂时没有基于 RISC-V 开发产品的计划。

 

 

汽车照明市场细分领域机会

 

趋势:受益于 LED 技术的广泛应用,汽车照明市场将以超预期的增长速度在 2022 年增长至 359 亿美元。

 

未来,随着技术与市场不断提升,LED 在汽车照明领域将会得到更广泛全面的应用。

 

汽车照明市场主要受汽车外部照明,尤其是前大灯的驱动。前大灯对安全、环保和造型的要求更高,而在这些方面,LED 车灯能更好的满足需求。

 

企业:国内领先的工业级、汽车级 MCU 厂商上海芯旺微电子推出的多款通过 AEC-Q100 认证的车规级 MCU——KF8A100 系列产品。

 

此系列采用自主研发的 KungFu8 内核架构处理器,该处理器采用流水线结构,经过了 10 年的验证,极大提高了指令运行效率和稳定性。此系列的 13 款车规级 MCU 针对目标市场进行了功能优化,可以满足汽车照明应用所需要的资源。

 

 

ARM 内核普及的生态为王

 

ARM 开放的商业模式,在手机市场中充分验证的架构成熟度在 MCU 市场逐渐代替各家自定义架构,形成了第三代 MCU 的产品形态。

 

这一趋势也引领着 MCU 厂商逐渐将主要精力从架构转向产品本身,其竞争力更多体现在对于产品定义的把握以及产品开发和迭代的速度。

 

经过 10 多年的产品迭代和彼此竞争发展。基于 ARM 内核的欧美主流 MCU 厂商在产品组合和生态方面都取得了长足发展,也形成了一整套成熟的方法论。

 

MCU 的生态与物联网生态的重叠、衔接与融合将会起到相互促进和共同发展的作用。拥抱生态,融入生态,拥有生态是与欧美品牌 MCU 厂商进入正面交锋的基本条件。

 

 

MCU 中增加 AI 已成趋势

 

众所周知,做人工智能一般需要收集大量数据,用于神经网络的训练和机器学习,而数据收集往往由传感器完成。

 

第一代云计算是通过主控芯片把数据全部上传到云端,在云端完成数据的汇总、筛选、处理、分析,再将指令下发到终端设备。

 

这样做的弊端是功耗更高、上传的数据量更大、云服务成本更高,加上网络环境的不稳定性,容易造成数据丢包、设备反应速度满、用户体验不佳。

 

为此,近年开始边缘计算的概念被更多的提起:采集到的数据首先在本地进行处理,仅将部分必须的数据上传到云端。

 

如此一来,大幅减轻云端压力,但同时也对设备主控芯片性能带来新的要求,需要更加复杂的控制和相对更高运算能力的应用驱动。

 

结尾

 

随着终端客户采购国产芯片的意愿日渐强烈,MCU 国产化替代的趋势亦越发明显。如今国产 MCU 已经迎来了的良好开局,未来可期。