32位MCU核競爭加劇 細分市場(chǎng)仍蘊商機

　　臺灣晶心科技的技術(shù)人員這些天在蘇州和無(wú)錫是連軸轉，因為有幾家客戶(hù)選擇了他們公司的AndesCore MCU核做多媒體應用處理器等。加上龍芯、蘇州國芯等本土企業(yè)的深耕，在MCU核領(lǐng)域長(cháng)期由ARM、MIPS、英特爾等幾家主流MCU核把持的局面悄然撕開(kāi)了一個(gè)“缺口”。而隨著(zhù)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及中國大陸IC設計業(yè)的興起，應用多樣化和需求差異化亦為MCU核企業(yè)帶來(lái)新商機。

　　32位MCU核需求走高

　　未來(lái)32位MCU產(chǎn)品的付運量將以18%的年均復合增長(cháng)率增長(cháng)，到2014年，將達25.73億顆。

　　據IDC公布的最新研究報告顯示，截至2015年，包括智能電表、智能手機、智能電視等智能系統對于MCU核的消耗量將超過(guò)125億顆，該數字是2010年MCU核出貨量的兩倍以上。“隨著(zhù)智能型系統的發(fā)展，各種新功能、新應用的添加，系統本身需要整合的MCU數量也在逐步增多。以一部智能手機為例，除了主控MCU，還需要具備觸摸功能、無(wú)線(xiàn)功能、感知功能等處理器芯片。而智能手機觸摸屏可能用這一家的核，應用處理器可能用第二家的核，這個(gè)市場(chǎng)在不斷擴容中。”臺灣晶心科技總經(jīng)理林志明對《中國電子報》記者舉例說(shuō)，“如今MCU核的業(yè)者不超過(guò)5家，晶心也有機會(huì )成長(cháng)。”

　　而MCU中最為閃耀的明星當屬32位MCU。據Semico Research公司預測，未來(lái)32位MCU產(chǎn)品的付運量將以18%的年均復合增長(cháng)率增長(cháng)，到2014年，將達25.73億顆。“這是因為整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)需要32位‘上位’，云計算、良好的人機界面等需要更多的處理，在這方面32位MCU有絕對的優(yōu)勢。比如過(guò)去觸控幾乎都用8位MCU來(lái)做，但是因為手指觸控的關(guān)系對32位MCU產(chǎn)生了需求。”臺灣晶心科技智財產(chǎn)品客服部經(jīng)理李明豪分析，“雖然8位MCU已有50億顆的出貨量，但它在40多億顆之前成長(cháng)快速，到50億顆附近就比較飽和,增速已然放緩了。它的風(fēng)頭已被32位MCU蓋過(guò)，32位MCU目前已超過(guò)20億顆了，年增長(cháng)率遠高于8位MCU的年增長(cháng)率。”另外，隨著(zhù)單位芯片成本最佳點(diǎn)越來(lái)越移向更先進(jìn)的工藝，32位MCU憑著(zhù)相似的成本和顯著(zhù)的性?xún)r(jià)比將在絕大部分應用場(chǎng)合取代8位MCU已是被業(yè)內公認的趨勢。

　　32位MCU的應用深入，對嵌入式處理器內核的需求日益增加，以期提供更高的性能、更好的實(shí)時(shí)響應、更低的功耗和能讓客戶(hù)綜合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期的更好的生態(tài)系統支持。在32位MCU內核市場(chǎng)上ARM7/9、Cortex-M3和MIPS得到廣泛認可，ARM、MIPS在市場(chǎng)上縱橫捭闔，而大陸廠(chǎng)商蘇州國芯和臺灣廠(chǎng)商晶心等也加快了攻城略地之勢。

　　細分市場(chǎng)仍存機會(huì )

　　在新興應用如移動(dòng)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò )通信、汽車(chē)電子、醫療電子、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，本土內核仍有上升通道。

　　放眼望去，MCU核市場(chǎng)好似已身處壟斷。據統計，全球范圍內采用ARM架構的芯片出貨量在2009年高達40億顆，在2010年已突破60億顆。而在智能手機市場(chǎng)，超過(guò)90%以上的手機都使用ARM芯片架構，在已經(jīng)爆發(fā)的平板電腦市場(chǎng)，ARM也正在延續在智能手機領(lǐng)域的覆蓋能力。而MIPS則已在數字家庭和網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)稱(chēng)雄，正在加快向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)進(jìn)軍步伐。盡管如此，面向無(wú)處不在的、各種各樣的嵌入式應用，MCU未來(lái)的發(fā)展將更加豐富多彩，一種芯片、一種體系結構無(wú)法滿(mǎn)足變化萬(wàn)千的市場(chǎng)需求，諸多細分市場(chǎng)仍有上升通道。

　　目前在國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權32位嵌入式C*Core CPU研發(fā)和推廣的領(lǐng)先企業(yè)蘇州國芯任總經(jīng)理助理的黃濤就表示，本土CPU核會(huì )有很好的生存空間：從應用層面看，在信息安全、航空航天、衛星導航、汽車(chē)電子、通信設備、公共安全等領(lǐng)域，國家鼓勵或支持采用國內自主嵌入式CPU技術(shù)的芯片和產(chǎn)品;從技術(shù)層面來(lái)看，嵌入式應用非常廣泛，對高中低端MCU的成本、功耗、性能等要求不一而足，譬如CPU核的面積、單位時(shí)鐘的功耗、實(shí)時(shí)處理相應速度、DSP處理能力、安全性、相同工作頻率下的運算效率等;從成本來(lái)看，雖然ARM、MIPS等核應用很廣，但其在同等性能條件下價(jià)格較高，應用本土CPU核可降低客戶(hù)的開(kāi)發(fā)成本。有例為證，蘇州國芯的32位C*Core C300/C400嵌入式CPU系列已在國內信息安全、衛星導航、數字電視、工業(yè)控制、移動(dòng)存儲等領(lǐng)域打開(kāi)應用局面，有30多家芯片設計企業(yè)基于該系列嵌入式CPU核推出了40多款芯片產(chǎn)品，這些芯片在國內銷(xiāo)量已超過(guò)6000萬(wàn)顆。

　　林志明介紹，雖然先行者在一些既有的應用上已占有比較高的市場(chǎng)占有率，但在一些比較新的應用領(lǐng)域方面，如移動(dòng)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò )通信、汽車(chē)電子、醫療電子、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，我們可說(shuō)是處在同一起跑點(diǎn)上。到目前為止，晶心在大陸跟臺灣地區有將近30家的客戶(hù)，開(kāi)發(fā)的芯片包括數字電視控制芯片、觸摸屏控制芯片、藍牙芯片、USB3.0控制芯片、Wi-Fi芯片等。

　　而在汽車(chē)電子、網(wǎng)絡(luò )通信等領(lǐng)域，蘇州國芯將有望分羹，因為其正在緊鑼密鼓開(kāi)發(fā)之中的C2000-C8000系列，將完全兼容IBM PowerPC這一國際主流的指令和架構系統，并已經(jīng)和國內多家系統整機企業(yè)建立了合作，開(kāi)發(fā)其高端SoC芯片產(chǎn)品。

　　比拼性能和生態(tài)系統

　　除了性能要“達標”外，方便易用的開(kāi)發(fā)工具和良好的生態(tài)系統也十分重要。

　　由于國際主流MCU大廠(chǎng)基本上都采用了ARM核或者自有核心架構等，因而大陸和臺灣MCU核供應商的市場(chǎng)目前還集中在大陸和臺灣市場(chǎng)，而中國IC業(yè)的蓬勃發(fā)展也為其提供了成長(cháng)的“沃土”。當然，在此領(lǐng)域仍面臨性能和生態(tài)系統的雙重考驗。

　　“晶心的策略是要發(fā)揮后行者優(yōu)勢。后行者優(yōu)勢在于有一些微處理器的架構是在數十年前開(kāi)發(fā)出來(lái)的，而晶心是在6年前才開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)，有更創(chuàng )新的技術(shù)及設計觀(guān)念以及參考資源，從而實(shí)現更高的性能和更低的功耗。”林志明表示，“在晶心的系列產(chǎn)品中，N9、N10、N12三個(gè)系列已在銷(xiāo)售，而新推出的N8系列與競爭者產(chǎn)品相比效率更高、功耗更低。”

　　除了性能要“達標”外，方便易用的開(kāi)發(fā)工具和良好的生態(tài)系統也十分重要。李明豪表示，晶心的開(kāi)發(fā)工具基本上自主開(kāi)發(fā)，這樣就能為客戶(hù)提供功能好但是更便宜的開(kāi)發(fā)工具，同時(shí)技術(shù)支持也會(huì )到位，畢竟開(kāi)發(fā)一個(gè)SoC需要很長(cháng)的時(shí)間。同時(shí)，晶心在進(jìn)行產(chǎn)品推廣過(guò)程中，與包括代工廠(chǎng)、設計服務(wù)公司、EDA工具供應商、IP供應商以及第三方軟件等合作廠(chǎng)商組成了Andes Workshop。“這將有助于客戶(hù)創(chuàng )造出更多低成本、低耗電、應用更廣的高競爭力產(chǎn)品。”林志明指出。

　　而蘇州國芯32位高性能嵌入式C*Core CPU由于和國際主流CPU的指令架構系統相兼容，所以客戶(hù)原有的嵌入式軟件系統和算法程序都非常容易移植，對主流操作系統支持也非常好，編譯調試工具和應用開(kāi)發(fā)平臺十分強大易用。“蘇州國芯就是要在引進(jìn)吸收國際一流成熟的指令、架構技術(shù)的基礎上，打造高性?xún)r(jià)比的國產(chǎn)自主可控高性能嵌入式CPU、開(kāi)發(fā)工具鏈和開(kāi)發(fā)平臺，建立良好的生態(tài)系統，和國際一流廠(chǎng)商同臺競爭。”黃濤表示。

　　伴隨著(zhù)密集計算需求的產(chǎn)生，諸如汽車(chē)電子、視頻監控等行業(yè)將會(huì )出現多核MCU，32位MCU未來(lái)還會(huì )向多核方向發(fā)展，晶心也在謀劃之中。“多核是未來(lái)的必然趨勢，我們?yōu)镹12系列規劃了多核解決方案，后續還會(huì )規劃更高端的多核。同時(shí)我們還會(huì )將原有系列做功能的改進(jìn)，并研發(fā)更高端的N13、N14，以實(shí)現更高的頻率、更多的功能。”林志明對未來(lái)了然于胸。

　　記者點(diǎn)評

　　軟硬兼施為上

　　IP核是芯片的“靈魂”，在目前市場(chǎng)上主要有軟核和硬核之分。我們看到，市場(chǎng)上MCU核企業(yè)一般都是“雙行線(xiàn)”。MIPS除了開(kāi)發(fā)基于MIPS32的一系列32位處理器內核之外，MIPS還面向業(yè)界授權MIPS32和MIPS64架構，MIPS的授權廠(chǎng)商每年的付運量在6億片以上。晶心的AndesCore演進(jìn)是既有SC(軟核IP)，還有HC(硬核IP)，其硬核在聯(lián)電、臺積電、中芯國際、華潤上華都可進(jìn)行HC的驗證。軟硬核協(xié)同作戰成為提升競爭力的籌碼，未來(lái)誰(shuí)會(huì )更推崇?

　　一方面，由于軟核的彈性比較高，用戶(hù)一般可以自行決定要采用哪一家代工制成，所以在這種情況下工程師會(huì )希望能夠采用軟核。另一方面，從使用的方便、快捷角度出發(fā)，硬核更占優(yōu)勢。目前國內一些小公司在知識產(chǎn)權保護方面還有所欠缺，因而需求還是以硬核為主，而一些實(shí)力較強的公司則會(huì )傾向于選擇軟核。

　　從性?xún)r(jià)比來(lái)看，一般中低端的軟核要比硬核貴一些，但越往高端走，軟核的性能不一定能實(shí)現最佳化。有專(zhuān)家表示，對于高性能CPU IP，隨著(zhù)工藝向40nm、29nm邁進(jìn)，由于版圖設計的精雕細琢，CPU IP供應商提供的具體工藝線(xiàn)優(yōu)化的硬核性能則會(huì )更優(yōu)化一些。如果軟核能打75分的話(huà)，硬核則可打90分?？紤]到目前國內IC業(yè)的發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境，軟硬核“兩條腿”走路的方針有望全面滿(mǎn)足需求。但在未來(lái)，硬核將成為“主打”。