兆億中華夢(mèng)，創(chuàng )芯創(chuàng )新易世界

1. “芯”血鑄就中流砥柱：

近年來(lái)圍繞中美關(guān)系國際形勢變幻無(wú)常，本土半導體公司受到前所未有的考驗。2020 年伊始就突發(fā)“新冠”疫情，對于電子產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)無(wú)疑是雪上加霜。然而，真正的強者可以化危機為轉機，以至奪得勝機。北京兆易創(chuàng )新科技股份有限公司（GigaDevice）正是IC行業(yè)的強者，在最近眾多“中國芯”的權威評選中傲立群雄，屢獲殊榮。筆者在《本土設計公司創(chuàng )新進(jìn)行時(shí)》曾對兆易創(chuàng )新有過(guò)這樣的預言，“從芯開(kāi)始的創(chuàng )新已經(jīng)重新在MCU的市場(chǎng)上完成著(zhù)煥然一新的蛻變?！蔽迥曛?，在掌聲和光影中，一個(gè)個(gè)獎項不斷見(jiàn)證了“兆易創(chuàng )新”“GD32”品牌所具有的價(jià)值和潛力。

圖1  兆易創(chuàng )新在2020年度所獲榮譽(yù)大獎獎項及場(chǎng)景

今年第十五屆“中國芯”集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì )暨“中國芯”優(yōu)秀產(chǎn)品評選，兆易創(chuàng )新以GD32F450系列MCU榮獲“優(yōu)秀支援抗疫產(chǎn)品”大獎，以表彰其在疫情期間所提供的多種額溫槍和紅外熱成像儀方案為抗疫階段性勝利提供了強大的開(kāi)發(fā)支持和供貨保障。該系列產(chǎn)品還廣泛應用于血氧儀和呼吸檢測器等抗疫醫療器械。同時(shí)獲得“重大創(chuàng )新突破產(chǎn)品”大獎的還有2Gb四通道SPI NOR Flash，此為國內首款大容量且高性能存儲器芯片產(chǎn)品。

在A(yíng)SPENCORE年度“全球雙峰會(huì )暨全球電子成就獎頒獎典禮”上，全新的基于Arm Cortex-M33內核的GD32E5系列高性能MCU斬獲“年度微控制器/接口”產(chǎn)品獎；全國產(chǎn)化的24nm SPI NAND Flash GD5F4GM5贏(yíng)得“年度存儲器/放大器/數據轉換器”產(chǎn)品獎。

在“2020硬核中國芯領(lǐng)袖峰會(huì )暨評選頒獎盛典”上，兆易創(chuàng )新產(chǎn)品市場(chǎng)總監金光一先生三次登臺領(lǐng)取重磅大獎，包括“2020年度最佳國產(chǎn)MCU產(chǎn)品獎”、“2020年度最佳國產(chǎn)存儲產(chǎn)品獎”，以及“2020年度最具影響力IC設計企業(yè)獎”。身為“硬核中國芯”特約評委之一，本人深感實(shí)至名歸，并約定做專(zhuān)題采訪(fǎng)。

2. “芯”懷若谷厚積薄發(fā)：

在北京天工大廈我對金光一進(jìn)行了訪(fǎng)談。10年來(lái)，他親歷兆易創(chuàng )新MCU的發(fā)展歷程并主導產(chǎn)品規劃、市場(chǎng)推廣和生產(chǎn)運營(yíng)。兆易創(chuàng )新成立已有15年，存儲器產(chǎn)品位列中國SPI NOR FLASH市場(chǎng)首位，全球前三強，年出貨量超三十億顆。憑借存儲行業(yè)的深厚基礎并與Arm內核授權合作，2013年在行業(yè)內率先切入MCU市場(chǎng)就順理成章，持續打造中國32位通用MCU的品牌燈塔并已成為市場(chǎng)開(kāi)發(fā)應用的主流之選。目前已經(jīng)提供了28個(gè)產(chǎn)品系列370余款MCU，在產(chǎn)品覆蓋、開(kāi)發(fā)生態(tài)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò )等方面都獲得了巨大成功，迄今已交付2萬(wàn)余家客戶(hù)，出貨數量已超過(guò)5億顆。圖2所示為GD32累計出貨里程碑。

圖2  GD32系列MCU累計銷(xiāo)售量里程碑

目前，GD32產(chǎn)品家族提供了四種Arm內核MCU，包括Cortex-M3、M4、M23和M33，覆蓋了從入門(mén)級、主流型到高性能應用多種設計需求。GD32所有產(chǎn)品均為國內第一個(gè)推出，Cortex-M23內核產(chǎn)品作為高性?xún)r(jià)比的入門(mén)級選擇，可用來(lái)替代傳統8位和16位MCU；旗艦系列則采用Cortex-M4內核，主頻高達200MHz，提供完整并行計算和浮點(diǎn)運算能力可滿(mǎn)足高級計算需求；基于Cortex-M33內核的GD32E5系列側重高精度應用開(kāi)發(fā)和工控需求，眾多的產(chǎn)品組合可以與國際品牌抗衡。值得一提的是開(kāi)源架構RISC-V內核也已經(jīng)納入GD32陣營(yíng)，去年8月份推出的GD32VF103系列是全球首顆量產(chǎn)的RISC-V內核通用MCU芯片，為未來(lái)自主國產(chǎn)化立下基石，對“中國芯”的推進(jìn)具有里程性意義。

圖3  GD32 MCU產(chǎn)品家族及分類(lèi)

3.  “芯”馳神往志在必得：

 立足于GD32產(chǎn)品的全方位覆蓋，不斷在市場(chǎng)取得成功和突破，兆易創(chuàng )新是如何做到的呢？金光一提到GD32贏(yíng)在布局，貴在堅持。因為對于通用MCU市場(chǎng)，所涉及的是各種行業(yè)細分應用領(lǐng)域。 

圖4  GD32面向眾多的行業(yè)應用領(lǐng)域 

各種應用領(lǐng)域對MCU的需求千差萬(wàn)別，硬件和軟件開(kāi)發(fā)資源也有很大不同。如果在戰略上沒(méi)有完整的布局，在戰術(shù)上就不可能有全面的協(xié)調。因此，GD32生態(tài)系統建設極為重要。

圖5  GD32 MCU生態(tài)系統架構

GD32生態(tài)系統包含六大要素，即官方工具、第三方合作伙伴工具、嵌入式軟件及中間件、各種解決方案、培訓展會(huì )和人才培養體系。拓展MCU生態(tài)可謂是“得道多助”，目前兆易創(chuàng )新已授權的國內外第三方合作伙伴有幾十家，未來(lái)將發(fā)展到幾百家，形成全球化的第三方支持和服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，提供MCU開(kāi)發(fā)所需的各種開(kāi)發(fā)板卡、調試量產(chǎn)工具、中間件、視頻培訓教程等資源將極大豐富。

將“以人為本”理念引入MCU教育是兆易創(chuàng )新全方位人才培養模式的特色，涵蓋從中小學(xué)和幼兒、高職專(zhuān)科、大學(xué)本科和研究生階段。我不禁感慨于這樣的“四級火箭”式的強有力教育推進(jìn)機制，金光一對此展開(kāi)介紹。第一，MCU需要“從娃娃抓起”。為此提供的Linkboy“中國芯少年”圖形化編程仿真平臺，非常適合針對青少年開(kāi)展“MCU編程與集成電路科普行動(dòng)”，與國家普及“中國芯”教育指導思想契合；第二，MCU使用需要有“匠人精神”，深度參與“1+X”項目“物聯(lián)網(wǎng)單片機應用與開(kāi)發(fā)”意義重大。在教育部和國家部委支持下，與第三方教育科技機構合作，針對中專(zhuān)和職高開(kāi)展MCU技術(shù)和實(shí)操教學(xué)和考核，對合格者頒發(fā)教育部認證的職業(yè)技能等級證書(shū)。第三，高等院校是培植MCU產(chǎn)學(xué)研融合的沃土，“GD32大學(xué)計劃”為此設立“四個(gè)維度”，包括打造精品課程、開(kāi)展師資培訓、設立聯(lián)合實(shí)驗室促進(jìn)開(kāi)發(fā)實(shí)踐、舉辦電子競賽發(fā)揮雙創(chuàng )活力。第四，研究生群體是MCU科研創(chuàng )新主體，常年冠名“兆易創(chuàng )新杯”中國研究生電子設計競賽。此為教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心指導，中國電子學(xué)會(huì )和中國學(xué)位與研究生教育學(xué)會(huì )主辦，面向全國在讀研究生的年度賽事，今年雖然受到疫情影響，但參賽隊伍和師生人數仍然創(chuàng )造歷史新高，參賽隊伍3818支，參賽師生超過(guò)兩萬(wàn)人。

4. “芯”想事成圓夢(mèng)天下

如今戴有“中國品牌價(jià)值最高芯片供應商”桂冠的兆易創(chuàng )新，正在致力于構建以存儲器、控制器、傳感器三大業(yè)務(wù)板塊聯(lián)動(dòng)的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。金光一毫不諱言在日益激化的MCU市場(chǎng)競爭中，兆易創(chuàng )新前面有國際巨頭的攔路虎阻擋，后面有國內友商的追兵追趕。如何突圍并持續蓬勃發(fā)展，就是要持續發(fā)揮布局潛力，不斷探索以MCU控制器為核心，與傳感器、模擬外設、各類(lèi)存儲器組合聯(lián)動(dòng)，為嵌入式系統及終端提供包括射頻無(wú)線(xiàn)、新型存儲、硬件加速器、信號鏈、實(shí)時(shí)互聯(lián)、光電傳輸、電源管理、功率控制和智能傳感器等更加出色智能化應用解決方案，業(yè)已成為未來(lái)發(fā)展的目標和戰略。

對于國際巨頭的競爭要有差異化，這是本土市場(chǎng)和用戶(hù)需求。而在新興領(lǐng)域中國廠(chǎng)商更具有后發(fā)的優(yōu)勢，比如RISC-V，就不僅僅是推出芯片，而是要提供完善的開(kāi)發(fā)生態(tài)支持。兆易創(chuàng )新憑借RISC-V MCU獲得今年2月在德國紐倫堡舉辦的Embedded World 2020全場(chǎng)唯一硬件大獎就是獲得國際認可的實(shí)證。

作為中國32位通用MCU的領(lǐng)跑者，突破和超越必不可少。目前國際廠(chǎng)商大都還停留在90nm工藝水平，較新也僅為55nm。而兆易創(chuàng )新MCU已經(jīng)率先采用40nm工藝大規模量產(chǎn)，并探索22nm。這就決定了GD32在性能和成本上的優(yōu)勢。目前MCU主頻最高為200MHz，而翻兩番到800MHz并不遙遠。由于集成獨立乘除法器和各種運算加速器，目前的綜合性能可以達到1000DMIPS，并支持DSP和浮點(diǎn)運算。運行和待機功耗也持續降低，待機電流小于1uA，可以與以往16位MCU的超低功耗匹敵。在射頻方面可集成Wi-Fi無(wú)線(xiàn)射頻單元到MCU內部，具備無(wú)線(xiàn)連接能力提供SOC單芯片解決方案。模擬方面已經(jīng)集成運放、比較器、ADC、DAC等信號鏈單元，未來(lái)還將集成電源管理單元（PMU）、功率控制和驅動(dòng)。

金光一反復強調的“MCU百貨商店”概念令人耳目一新，這就是兆易創(chuàng )新以“產(chǎn)品+生態(tài)”的結合，致力于為用戶(hù)提供完善的支持服務(wù)。在產(chǎn)品方面既提高通用產(chǎn)品的種類(lèi)和覆蓋率滿(mǎn)足普遍需求，又面向細分垂直市場(chǎng)應用，與行業(yè)用戶(hù)聯(lián)合定義有針對性的優(yōu)化產(chǎn)品。GD32 MCU憑借全面布局帶來(lái)的廣泛市場(chǎng)覆蓋率，持續研發(fā)具備的強大競爭力，完善生態(tài)提供的開(kāi)發(fā)設計支撐深受市場(chǎng)青睞，更以積極開(kāi)放的姿態(tài)迎接中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇和挑戰。

參考文獻：

鄭小龍《本土設計公司創(chuàng )新進(jìn)行時(shí)》，電子產(chǎn)品世界，2015(2-3)18-20

（注：來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年第12期）