內卷的MCU——鬧劇完結后偷笑的Arm與8位的安魂曲
加入技術(shù)交流群
如果說(shuō)2023年半導體圈最值得關(guān)注的話(huà)題，不是中美之間的半導體制裁與反制，也不是ZEKU這樣三千人規模的IC設計公司突然解散，更不是美國芯片補貼政策與臺積電和三星之間的互相算計，真正值得我們關(guān)注的還是半導體供應鏈從2021年的嚴重缺貨轉向現在的庫存過(guò)剩，導致了整個(gè)芯片價(jià)格跳崖式暴跌，除了周期性?xún)r(jià)格波動(dòng)的存儲器和部分依然緊俏的汽車(chē)芯片之外，絕大部分芯片都遇到了前所未有的價(jià)格戰，這其中最特別的就是MCU了。
在2020年下半年開(kāi)啟那場(chǎng)史詩(shī)級芯片缺貨大潮中，由于MCU是汽車(chē)電子中應用最廣泛的芯片，所以其他應用的MCU價(jià)格成為飆升最厲害的芯片類(lèi)別。以因為能夠穩定供貨華為而更為緊俏的STM32為例，據說(shuō)官方價(jià)格漲了2倍左右的基礎上，市面上部分型號可以直接在售價(jià)上加上個(gè)0出手都能被搶瘋，甚至部分帶有STM32的開(kāi)發(fā)板官方價(jià)格已經(jīng)不如其中那顆MCU貴了。在不考慮分銷(xiāo)商囤貨炒貨基礎上，MCU的平均價(jià)格在2021年和2022年上半年實(shí)現了普遍的翻倍。幾乎所有的MCU廠(chǎng)商在疫情前兩年最大的任務(wù)就是不停應付客戶(hù)的催貨要求。
然而一年之后的現在呢？據供應鏈的數據表示，STM32同型號已經(jīng)持平了疫情前的價(jià)格，甚至開(kāi)始出現折扣。其他的MCU產(chǎn)品的價(jià)格則出現了近乎腰斬的降價(jià)，按照業(yè)內的部分消息，一年多前1塊錢(qián)（人民幣）基本拿不下任何一顆32位MCU，現在1塊錢(qián)買(mǎi)到2顆Arm核MCU還能附送個(gè)二極管啥的。這一切似乎就如一股突如其來(lái)的寒流，讓供應鏈上的很多人措手不及。2023年春天，MCU廠(chǎng)商面臨的最大任務(wù)就是如何確保自己的出貨量能跟生產(chǎn)量保持持平。
從一片難求到現在的庫存高企，從十倍溢價(jià)到現在的折扣好商量，誰(shuí)也說(shuō)不清到底MCU的銷(xiāo)售從天堂到地獄的轉變怎么就這么措手不及。MCU的內卷已經(jīng)從價(jià)格上很明顯的體現出來(lái)。如果說(shuō)當年STM32的0.32美元開(kāi)創(chuàng )了Arm核MCU的低價(jià)標桿，那么現在已經(jīng)有國內廠(chǎng)商開(kāi)始供應0.08美元的Arm核MCU。而無(wú)論是ST還是TI，最新的M0+內核MCU發(fā)布后遲遲不肯給出一個(gè)明確的價(jià)格，就是在觀(guān)望市場(chǎng)的走向，準備拿出一個(gè)“頗具競爭力的低價(jià)”搏殺市場(chǎng)。從目前部分國內上市公司披露的MCU庫存數據變化來(lái)看，在未來(lái)12個(gè)月MCU的價(jià)格將持續在較低的水平，因為幾乎所有MCU廠(chǎng)商都將面臨巨大的出貨壓力。
內卷，必然是32位MCU在2023年的關(guān)鍵主題，但正如很多行業(yè)的內卷中卷死的往往是非參與者一樣，這場(chǎng)MCU內卷大戲的贏(yíng)家還看不到，但輸家已經(jīng)出現，那就是8位單片機。
8位MCU的安魂曲
其實(shí)十幾年之前就有人在預測8位MCU什么時(shí)候會(huì )退出市場(chǎng)，不過(guò)由于其成本具有明顯的優(yōu)勢，8位MCU依然在諸多領(lǐng)域大殺四方，甚至跟32位MCU的市場(chǎng)份額在長(cháng)時(shí)間里維持一種微妙的平衡。畢竟幾塊錢(qián)的32位MCU對比幾毛錢(qián)的8位MCU顯得昂貴太多以至于可以忽略性能的差距，但當0.08美元的Arm核MCU出現，似乎一切都發(fā)生了改變。
首先是一眾國內廠(chǎng)商的悉數布局低價(jià)32位MCU，特別是曾經(jīng)8位的51單片機領(lǐng)頭羊STC明確將2023定義為32位51單片機元年，公開(kāi)表示要全面進(jìn)軍32位MCU市場(chǎng)。而在A(yíng)rm核MCU的陣營(yíng)中，不管是已經(jīng)上市的幾家MCU大廠(chǎng)，還是籌劃上市的MCU新秀，在疫情嚴重缺貨期間，紛紛將性?xún)r(jià)比市場(chǎng)當作國產(chǎn)可替代的主戰場(chǎng)，希望用低價(jià)策略拿下國外大廠(chǎng)曾經(jīng)的客戶(hù)。加之因為國內對半導體產(chǎn)業(yè)的高度重視，國產(chǎn)芯片廠(chǎng)商紛紛拿到各種投資和優(yōu)惠政策，更有資格去硬抗價(jià)格戰。
另一方面，而在疫情期間成功拿下通用32位MCU市場(chǎng)第一的ST，則從2021年下半年登頂市占第一之后宣布不再支持STM8產(chǎn)品的10年供貨承諾，并鼓勵用戶(hù)開(kāi)始轉向32位產(chǎn)品設計，并推出了主打針對STM8平行替代的M0+內核32位MCU。多年不再低成本MCU市場(chǎng)發(fā)力的TI更是破天荒的開(kāi)始準備全面推廣其32位M0+的產(chǎn)品。
一個(gè)很明顯的選擇就擺在了8位MCU的現有客戶(hù)面前。除了繼續生成的原有方案外，如果需要對舊方案進(jìn)行升級，那么現實(shí)的問(wèn)題就是，性能3分的3元BOM的8位方案，對比性能6分的4.5元BOM的32位方案，哪一個(gè)更容易贏(yíng)得客戶(hù)的訂單呢？哦，忘了說(shuō)一點(diǎn)，32位方案還能附加一個(gè)Arm生態(tài)可以擴展開(kāi)發(fā)。
這一切的一切，并不是因為這次史詩(shī)級缺貨之后迅速而來(lái)的供應嚴重過(guò)剩，而是源自2017年Arm為了干掉8位MCU而做的布局——DesignStart項目，該項目取消新客戶(hù)采用Cortex M0和M3的預授權費，并且降低了M系列內核版權費，500萬(wàn)級出貨大概只需要每顆4美分，并且更高出貨量還可以擁有更靈活的折扣。由于M0是Arm最具性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品內核，此舉瞄準的除了萬(wàn)億級的物聯(lián)網(wǎng)終端生態(tài)外，另一個(gè)目標就是希望拿走靠性?xún)r(jià)比取勝的8位MCU市場(chǎng)。
當然Arm當時(shí)的布局并沒(méi)有快速起到效果，因為按照正常的開(kāi)發(fā)周期，2017年立項的MCU設計起碼要到2019年才有機會(huì )全面量產(chǎn)，而2019年底開(kāi)始已經(jīng)涌現出一些缺貨的苗頭，正值MCU價(jià)格高漲期，怎么可能有人用七八塊的32位去頂替幾毛錢(qián)的8位呢？但是隨著(zhù)MCU供過(guò)于求，一切就完全不同了。
其實(shí)除了Arm的良苦布局之外，RISC-V陣營(yíng)的逐步發(fā)力也進(jìn)一步拉低了32位MCU設計的準入門(mén)檻，并攪動(dòng)了MCU大戰的一池清水。不管是阿里平頭哥的免費MCU內核授權，還是國內芯片廠(chǎng)商的RISC-V MCU，都希望能憑借免費的授權生態(tài)拉低整個(gè)MCU的價(jià)格門(mén)檻，這無(wú)疑讓8位MCU市場(chǎng)雪上加霜。
當然，8位并不是完全沒(méi)有了生存空間，短期內大多數原有設計依然會(huì )繼續存在，而8位MCU在功耗和系統BOM方面的成本優(yōu)勢依然在某些成本極敏感應用中具有優(yōu)勢，特別是一些低端消費產(chǎn)品，8位MCU還將至少存在幾十年。
現在是否看到公章鬧劇背后的真實(shí)原因？
伴隨疫情告一段落的，是前后折騰了近3年的公章?tīng)帄Z戰，最終還是以母公司的勝利告一段落。其實(shí)，在這場(chǎng)糾紛開(kāi)始前，很多人表達過(guò)完全不同的各類(lèi)觀(guān)點(diǎn)，現在看，其實(shí)糾纏的核心已經(jīng)很明晰了，中國客戶(hù)的授權費用問(wèn)題。
當年合資公司剛成立半年之后，DesignStart項目就宣布啟動(dòng)，而其中享受最多的就是中國的本地用戶(hù)，隨著(zhù)中國芯片公司得到越來(lái)越多的資本和政府的扶持，未來(lái)這部分客戶(hù)無(wú)疑將成為Arm最大的新收入增長(cháng)點(diǎn)。特別是龐大的本土MCU廠(chǎng)商，必然是Arm核出貨量增長(cháng)最重要的群體，而這部分群體的價(jià)值，無(wú)疑對Arm上市的估值和未來(lái)的股價(jià)產(chǎn)生重要的影響。但因為合資公司的問(wèn)題，這部分收益和背后的“人情”可能會(huì )被合資公司所攤薄，那么致力于被收購或者被上市的Arm自然不希望這方面因此受到損失，所以，搶班奪權的問(wèn)題就上演了。
很明顯，新的管理層上任后，Arm也開(kāi)啟了獨立上市的新進(jìn)程，下一步很可能合資公司會(huì )專(zhuān)注于研發(fā)本地化IP，而部分產(chǎn)品授權費將悉數轉化為母公司的分紅，這些我們可以靜觀(guān)其變。畢竟短期內Arm肯定是MCU混戰市場(chǎng)背后的大贏(yíng)家，但長(cháng)期來(lái)看呢，同質(zhì)化的Arm核MCU最怕的就是價(jià)格大戰，因為Arm生態(tài)幾乎確保了大部分主打性?xún)r(jià)比市場(chǎng)的MCU可以平移替代，特別是本身就主打性?xún)r(jià)比和國產(chǎn)可替代兩大特色的國產(chǎn)MCU，價(jià)格戰真的打得起么？
資料來(lái)源：ICInsights
為什么價(jià)格戰主戰場(chǎng)是MCU？
缺貨的是汽車(chē)電子，砍單的是消費電子，但是橫跨消費和工業(yè)兩大市場(chǎng)的MCU為何成為漲價(jià)潮和價(jià)格戰的主戰場(chǎng)？這就要特別點(diǎn)明MCU這款產(chǎn)品的獨特之處了。
MCU本質(zhì)上是這次缺貨的罪魁禍首，首先，MCU算是用成熟制程的最大用戶(hù)，幾乎三分之一的成熟數字工藝用來(lái)生成MCU。其次，MCU的用量巨大，幾乎主要幾家廠(chǎng)商的年出貨量都是以“十億”量級為單位的，而很多大客戶(hù)單客年訂單就可以上億。第三點(diǎn)，汽車(chē)是MCU最大的細分應用領(lǐng)域，MCU則是汽車(chē)電子中用量最大的單一品類(lèi)。所以前兩年的市場(chǎng)缺貨，基本上最缺的就是汽車(chē)用MCU，因為MCU用量實(shí)在太大，所以很多廠(chǎng)商的訂單即使臨時(shí)趕工，也很難短時(shí)間內滿(mǎn)足客戶(hù)需求。特別是汽車(chē)電子最基本的前提需要滿(mǎn)足車(chē)規認證，這對晶圓代工廠(chǎng)的資質(zhì)就有硬性要求，而MCU的成熟制程工藝基本在代工廠(chǎng)這邊利潤不高，所以生產(chǎn)線(xiàn)必須排滿(mǎn)才能維持一定的運營(yíng)利潤，臨時(shí)增加訂單只可能推升代工廠(chǎng)的費用要價(jià)，是很難短期帶來(lái)大量的生成能力提升的。
另一個(gè)問(wèn)題屬于典型的灰犀牛效應。首先是美國制裁華為，導致華為不得不大量囤積芯片，只能高價(jià)搶占了大概3-6個(gè)月各代工廠(chǎng)的產(chǎn)能，這本身就打破了很多代工廠(chǎng)生產(chǎn)計劃的平衡，不過(guò)華為搶的多數是先進(jìn)產(chǎn)能，并不直接影響MCU市場(chǎng)。不過(guò)隨之而來(lái)的是大量美國企業(yè)無(wú)法正常供貨華為，華為只能選擇通用MCU大廠(chǎng)里僅有的非美企業(yè)ST來(lái)合作，這直接拉升了ST的市場(chǎng)需求量，導致本來(lái)就市場(chǎng)供應緊俏、占有率節節攀升的STM32系列價(jià)格一天一變。一個(gè)最能代表這方面的坊間傳聞是，深圳賽格廣場(chǎng)大樓搖晃，其中一個(gè)有趣的流言是樓里囤積了太多的STM32，因為漲價(jià)太快，讓大樓都笑得晃動(dòng)了。當然這只是一個(gè)STM32，其他廠(chǎng)商產(chǎn)品緊缺的原因也是雷同的，因為害怕美國的制裁，因此很多國內企業(yè)開(kāi)始競相囤積美資企業(yè)的芯片，從而直接拉高市場(chǎng)的半導體整體價(jià)格，而這其中MCU又是最重要的一款，據供應鏈人士保守估計，在華為被制裁執行日后的3個(gè)月內，國內各大廠(chǎng)商和分銷(xiāo)商瘋狂進(jìn)貨超過(guò)千億美元，大概相當于囤積了6個(gè)月的半導體消耗量，這是引發(fā)這次半導體生產(chǎn)供應危機最直接的原因之一。
如果說(shuō)漲價(jià)是以MCU為主體帶動(dòng)的，那么降價(jià)為什么也是MCU表現的最明顯呢？畢竟這次降價(jià)是由于大量消費電子砍單造成的，而消費電子只是MCU的第三甚至第四大應用市場(chǎng)，在汽車(chē)電子依然供應不足，工業(yè)市場(chǎng)始終穩步發(fā)展的前提下，MCU咋就成了降價(jià)風(fēng)波中最悲慘的一個(gè)呢？還是因為量大和過(guò)度競爭！可能僅僅因為一單幾百萬(wàn)上千萬(wàn)訂單的取消，最后造成的連鎖反應足以影響整個(gè)MCU市場(chǎng)的供應。
在整個(gè)半導體細分領(lǐng)域，如果MCU的競爭敢說(shuō)第二，估計沒(méi)人敢說(shuō)第一了。按照正常的邏輯，某個(gè)行業(yè)只有前三能掙到錢(qián)，但是MCU市場(chǎng)前五的市場(chǎng)份額差別不大，競爭堪稱(chēng)慘烈，而市場(chǎng)第六還是德州儀器這個(gè)龐然大物。問(wèn)題的關(guān)鍵在于，MCU市場(chǎng)中不僅有汽車(chē)用MCU，還有更敏感的通用MCU市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)除了國際巨頭外，國內以MCU為主要產(chǎn)品方向的上市公司就有六家。這個(gè)市場(chǎng)的競爭已經(jīng)到了牽一發(fā)動(dòng)全身的程度，在主要的幾個(gè)核心芯片細分領(lǐng)域里，MCU是唯一領(lǐng)導者沒(méi)有掌控權的領(lǐng)域。手機是砍單的重災區，高通可以通過(guò)協(xié)商專(zhuān)利費甚至是返利的辦法，維持高價(jià)格并且要求客戶(hù)放棄競爭對手而保證自己產(chǎn)品的采購量，但MCU的廠(chǎng)商顯然沒(méi)有這樣的“霸權”。在短暫的缺貨和漲價(jià)潮期間，很多國內廠(chǎng)商憑借著(zhù)自己有庫存和價(jià)格低的優(yōu)勢，已經(jīng)打入了部分國際巨頭客戶(hù)的設計中。而當國際MCU廠(chǎng)的供應恢復價(jià)格穩定，留給系統級客戶(hù)的選擇就會(huì )重新豐富起來(lái)，當供貨都不是問(wèn)題，當價(jià)格也可以商量，那么留給MCU廠(chǎng)商之間的只有一個(gè)必然結果，卷起來(lái)吧!
內卷背后是……Arm
還是那個(gè)問(wèn)題，為啥內卷最嚴重的是MCU，特別是通用MCU呢？為啥國內廠(chǎng)商只能盯著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)MCU打轉，卻沒(méi)人愿意去把MCU做進(jìn)燃油車(chē)的動(dòng)力總成里？為啥談到國產(chǎn)可替代時(shí)MCU成為最多品類(lèi)Pin to Pin兼容的？背后原因很簡(jiǎn)單，從沒(méi)有一種半導體芯片像MCU（特指32位通用Arm核MCU）那樣能夠容易平行替代，因為大家都屬于一個(gè)內核平臺——Arm Cortex M系列。
曾幾何時(shí)，MCU的內核也是百花齊放的，不管是MCU的鼻祖8051，還是來(lái)自北歐和中國雙重特色的AVR，或是曾經(jīng)火爆一時(shí)的Zilog，這些8位內核都擁有自己特定的用戶(hù)群體，而在32位MCU領(lǐng)域里，光是Freescale就擁有四種不同架構面向不同的應用，Microchip曾經(jīng)憑借PIC系列火爆多年，日本的瑞薩的自有架構同樣大紅大紫，MIPS和Power架構更是神奇的霸占了動(dòng)力總成MCU領(lǐng)域幾十年，據說(shuō)核心不是硬件而是一段只有兩三百行的驅動(dòng)只能跑在該內核上。
但是吧，一切在A(yíng)rm這家IP公司加入之后變得不一樣了，在幾乎一統移動(dòng)手機AP市場(chǎng)的同時(shí)，Arm把自己的觸手伸向了更為龐大的MCU市場(chǎng)（單論出貨量，MCU大概是手機AP的20-22倍）——當Arm殺入市場(chǎng)時(shí)，32位可以占據MCU市場(chǎng)的40%，年出貨量為50億顆左右，現在32位MCU年出貨量接近200億，而這其中增長(cháng)的部分絕大多數是Arm核的MCU，即使Arm按0.04美元每顆收費，這是一個(gè)多么龐大的市場(chǎng)。
關(guān)于A(yíng)rm生態(tài)的MCU大家已經(jīng)看得很多了，一言概括就是基于A(yíng)rm核的MCU只需要做好外圍器件就可以實(shí)現性能功耗都非常出色的MCU芯片，關(guān)鍵的處理器內核只需要從Arm獲得授權即可，這大大降低了MCU的準入門(mén)檻；另一方面，Arm核MCU可以充分享受Arm生態(tài)帶來(lái)的各種優(yōu)勢，通過(guò)Arm多年的市場(chǎng)鋪墊和教育培訓，大量新的開(kāi)發(fā)者成為Arm生態(tài)的熟練開(kāi)發(fā)者，這些人能夠快速上手Arm核MCU開(kāi)發(fā)而不需要太多的內核熟悉過(guò)程。這就讓Arm核MCU對比其他內核MCU擁有更好的上手體驗，從而可以快速搶奪市場(chǎng)。參考Arm在手機AP市場(chǎng)的多年搏殺經(jīng)驗，當年魔改Arm的高通也不得不屈服于公版Arm性能和功耗效率提升的速度，那么在MCU市場(chǎng)，Arm的優(yōu)勢對比那些架構開(kāi)發(fā)團隊更少的內核，自然擁有無(wú)與倫比的優(yōu)勢。第一個(gè)戰略性全面轉向Arm核MCU的STM32用了14年從others成為了32位通用MCU市場(chǎng)的老大，而拋棄了自己多個(gè)優(yōu)勢內核，晚幾年轉向Arm核的飛思卡爾雖然公司被收購了，但這條MCU產(chǎn)品線(xiàn)依然是全球老大。
Arm核MCU能夠快速搶占市場(chǎng)，擠壓其他MCU，這得益于A(yíng)rm生態(tài)的綜合優(yōu)勢，但物極必反，Arm核MCU最大的問(wèn)題就是產(chǎn)品同質(zhì)化明顯，同內核產(chǎn)品之間替代性高，能夠用極小的代價(jià)進(jìn)行不同產(chǎn)品設計替換。如果說(shuō)新市場(chǎng)足夠龐大，這點(diǎn)還不是太大的問(wèn)題，一旦市場(chǎng)趨于飽和或者Arm核生態(tài)足夠龐大，那么內卷幾乎成為必然的結果。這一點(diǎn)，打著(zhù)國產(chǎn)可替代旗號的MCU幾乎都是Arm核的，如果不是借助Arm生態(tài)，國內可能也不會(huì )有那么多的MCU企業(yè)能夠快速壯大起來(lái)，成為市場(chǎng)的挑戰者，但同樣是因為Arm生態(tài)，讓國產(chǎn)MCU的競爭力除了低價(jià)之外，幾乎沒(méi)有任何其他的特色可言。這點(diǎn)，在內卷的時(shí)代是最尷尬和致命的。
如果說(shuō)國產(chǎn)MCU廠(chǎng)商過(guò)去幾年吃了政策和缺貨的紅利，那么未來(lái)一兩年這點(diǎn)優(yōu)勢將成為最大的隱患，甚至可能成為內卷江湖中最致命的短板，畢竟如果再去低價(jià)搶市場(chǎng)，也需要有自己的護城河，而國內企業(yè)除了價(jià)格護城河之外，在軟件和方案方面實(shí)在沒(méi)啥能競爭過(guò)國際大廠(chǎng)的優(yōu)勢點(diǎn)，當然在存儲上有自己優(yōu)勢并且已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)正常市場(chǎng)搏殺的GD日子應該會(huì )好過(guò)一點(diǎn)。
當然最令人擔憂(yōu)的是，當有的國產(chǎn)廠(chǎng)商拋出0.08美元的低價(jià)之時(shí)，其他廠(chǎng)商該怎么應對，在8美分授權費的時(shí)代，STM32將價(jià)格壓低到0.32還有大量空間可以盈利，那么在0.04美分授權費時(shí)代（當然可能更便宜），買(mǎi)0.08美元真的還有任何利潤空間么？如果沒(méi)有利潤空間，賣(mài)一顆賠一顆的市場(chǎng)形勢國內恐怕不止一家廠(chǎng)商要面對了，屆時(shí)比的也只有誰(shuí)的資本更雄厚了，而殺價(jià)的最后只有Arm坐看風(fēng)起云涌了。
評論