替代國產(chǎn)與支持AI，這個(gè)春天MCU看點(diǎn)滿(mǎn)滿(mǎn)

又是一年春來(lái)到，我們展望各種電子元器件未來(lái)市場(chǎng)之時(shí)首選的還是MCU，雖然話(huà)題度不如GPU和處理器，但真要較真出貨量，GPU+手機AP一年也賣(mài)不出MCU一個(gè)月的銷(xiāo)量。不管是電系工程新生還是電子開(kāi)發(fā)菜鳥(niǎo)，入門(mén)的第一課多半還是數字控制。

躲不開(kāi)的AI話(huà)題

不管是ChatGPT，還是最新的Sora，生成式AI進(jìn)一步擴展了AI賦予了整個(gè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)遐想的邊界，我們現在無(wú)法預見(jiàn)AI硬件的天花板，但我們可以很篤定AI硬件最接地氣的非MCU莫屬，或者說(shuō)只有下沉到MCU端的AI應用，才能真正做到普世而非僅僅普適。雖然言必稱(chēng)AI的宣傳口徑還沒(méi)有完全影響MCU市場(chǎng)，但山雨欲來(lái)風(fēng)滿(mǎn)樓，從Arm最新對其Mxx內核的介紹來(lái)看，AI是未來(lái)MCU升級換代最大的賣(mài)點(diǎn)。也許未來(lái)MCU市場(chǎng)量大的還是M0+，但主推的一定是M52和M55兩個(gè)內核的產(chǎn)品，如果還能做到低功耗那將是絕殺。

只是熱門(mén)新品主打支持AI，真正商用端的設計似乎距離真正的AI應用還有不小的距離。先不說(shuō)大模型需要的算力支持是幾千顆MCU加起來(lái)都分攤不了的運算量，光是大模型需要的訓練樣本存儲空間就不是MCU能吞下來(lái)的量級。已經(jīng)擴展到10G+運存的手機AP能否充分支持ChatGPT和小模型都還沒(méi)有被完美證明，讓運存只有4Mb的高端MCU跑AI似乎遠比小馬拉火車(chē)更勉為其難。所以，現在的熱門(mén)是AI，是大模型，是算力需求幾百萬(wàn)級別的大規模運算，即使已經(jīng)有些企業(yè)開(kāi)始中小模型的構建，但那依然是處理器的舞臺，而不是微控制器。所謂的Tiny ML只不過(guò)是通過(guò)加強MCU處理單元的DSP功能和部分ML的簡(jiǎn)單支持，再多一點(diǎn)就是內置一個(gè)NPU單元處理一些簡(jiǎn)單的訓練好的小模型。至少現有的MCU沒(méi)有能支持進(jìn)行訓練模型的反復燒錄和升級迭代，這種與其說(shuō)是人工智能，不如說(shuō)是傳統行業(yè)經(jīng)驗數據累積后的預植入。

不過(guò)，AI注定是躲不過(guò)去的未來(lái)，MCU作為最底層的數據處理單元，AI的滲透雖遲必到。只不過(guò)，MCU的廠(chǎng)商和用戶(hù)習慣了穩扎穩打，沒(méi)有利益的炒作不會(huì )輕易參與，但凡真有盈利空間出現，以現在MCU的開(kāi)發(fā)生態(tài)成熟度，3個(gè)月之內前十巨頭的產(chǎn)品都會(huì )送到工程師手中。

8位還有多少未來(lái)

說(shuō)完了高端應用，再去看看低端市場(chǎng)的現狀。低端市場(chǎng)8位和16位的市場(chǎng)份額肯定會(huì )逐步走低，2024年8位MCU估計也就剩下幾個(gè)領(lǐng)導者繼續堅守，而32位取代8位將是這兩年低端MCU市場(chǎng)的主旋律。當然，就此判斷8位MCU將退出歷史舞臺還早的很，就想15年前就有人預測8位的生命周期將在2020年前后終結，可是現狀是8位依然有龐大的應用市場(chǎng)。半導體永遠是遵循經(jīng)濟規律的商品市場(chǎng)，總有一些低端應用離不開(kāi)8位MCU以極低的價(jià)格和功耗以及外圍器件提供的最簡(jiǎn)單控制，殺雞用牛刀這種情況不會(huì )存在于對成本錙銖必較的成熟消費級應用。

站在內核廠(chǎng)商的角度，將8位MCU淘汰出市場(chǎng)是他們喜聞樂(lè )見(jiàn)的結果，這也是他們前幾年不僅降低M0和M3內核的入門(mén)門(mén)檻，更是降低了單顆授權費，就是希望繼續壓低低端32位MCU的價(jià)格以逐步取代8位?？上У氖?，即使在32位MCU廉價(jià)到5毛人民幣一顆還送其他器件的情況下，8位還是能牢牢把持三成MCU市場(chǎng)?，F在內核廠(chǎng)商上市了，要考慮營(yíng)業(yè)利潤了，還敢繼續壓低授權費用嗎？從半壁江山到三七開(kāi)，32位用了超過(guò)十年，下一次的比例大變化，是否還需要下一個(gè)十年？

悶聲發(fā)財的汽車(chē)MCU

如果真要深究8位MCU被32位取代的重災區，這兩年最熱的汽車(chē)市場(chǎng)首當其沖。隨著(zhù)新能源汽車(chē)和自動(dòng)駕駛（包括ADAS等）兩大趨勢的滲透，車(chē)用MCU市場(chǎng)經(jīng)歷了翻天覆地的變化，可能除了燃油車(chē)動(dòng)力總成之外，Arm核MCU幾乎滲透進(jìn)每一個(gè)ECU。想起十幾年前面對某CMO采訪(fǎng)問(wèn)及何時(shí)他們的MCU能上車(chē)時(shí)，他戲謔說(shuō)現在斑白的頭發(fā)全白了也許就能實(shí)現，再看現在車(chē)身電子的電氣化革命進(jìn)程對MCU功能的快速需求，車(chē)規級MCU的門(mén)檻在A(yíng)SIL等新標準下變得越來(lái)越普適。

回過(guò)頭來(lái)看，前兩年的大規模缺貨恰恰是從汽車(chē)MCU需求的緊缺開(kāi)啟的，因為汽車(chē)電氣結構跟隨新能源車(chē)和信息娛樂(lè )革命而進(jìn)行MCU大規模升級，造成市場(chǎng)的產(chǎn)能瞬間緊缺，加上某花廠(chǎng)臨時(shí)搶占產(chǎn)能帶來(lái)的制造鏈產(chǎn)能緊張，雙重作用加疫情停工直接引發(fā)了半導體史詩(shī)級的缺貨。2021年底到2023年上半年是汽車(chē)半導體廠(chǎng)商賺翻了的20個(gè)月，這其中又以MCU這種用量最大的產(chǎn)品價(jià)格整體飆升的最厲害，即使通用MCU殘酷價(jià)格戰的2023年下半年汽車(chē)MCU價(jià)格依然穩固。當大眾視野持續關(guān)注自動(dòng)駕駛主芯片廠(chǎng)商喧鬧舞臺劇之時(shí)，MCU才是悶聲發(fā)財的那一批，畢竟你看看那些做自動(dòng)駕駛主處理器廠(chǎng)商哪個(gè)報表里有盈利？再看汽車(chē)電子特別是汽車(chē)MCU的表現，哪個(gè)不是兩位數增長(cháng)？

替代國產(chǎn)替代？

在半導體的全民大討論中，我看到了手機處理器，看到了CPU和GPU，看到了高性能模擬和射頻，看到了光刻機甚至光刻膠，獨獨沒(méi)有看到MCU。也許是MCU實(shí)在不夠吸引大眾眼球，也許是MCU我們跟國際先進(jìn)水平差距不大，也許之前不怎么接觸芯片的媒體和自媒體壓根不想去了解MCU。

也許可以感謝SoC架構中處理器內核授權模式逐漸成為32位MCU主流，國產(chǎn)32位MCU在性能上并沒(méi)有落后國際先進(jìn)水平多少，甚至最尷尬的開(kāi)發(fā)生態(tài)都不再成為問(wèn)題。在全民關(guān)注國產(chǎn)替代的過(guò)程中，最少人提及的MCU卻是國產(chǎn)替代中最普遍和最成功的一個(gè)。當某領(lǐng)先MCU品牌價(jià)格飆漲都能被輿論歸咎為賽格大樓迎風(fēng)搖擺的原因，國產(chǎn)替代入局的天時(shí)地利人和都已經(jīng)具備，其實(shí)這些年除了在某些敏感應用的國產(chǎn)替代值得我們歡呼之外，真正量產(chǎn)級應用國產(chǎn)替代最成功的就是一眾國產(chǎn)MCU廠(chǎng)商的解決方案，甚至部分國產(chǎn)替代已經(jīng)不是pin2pin兼容的替代，而是板級方案的功能替代。

2023年的32位MCU價(jià)格大戰表面是供需失衡，背后本質(zhì)是國產(chǎn)替代進(jìn)行比較充分的后遺癥。隨著(zhù)國際MCU廠(chǎng)商價(jià)格回落到一個(gè)正常水平，國產(chǎn)替代與替代國產(chǎn)替代成為設計者在產(chǎn)品定義期間的小糾結，當去庫存的壓力大于利潤壓力，價(jià)格就是打動(dòng)客戶(hù)最直接的手段，經(jīng)歷了這波的市場(chǎng)成本搏殺，國內MCU主要廠(chǎng)商雖然歷練了自己的生存能力，但出現了另一個(gè)尷尬的情況，那就是自己成為被替代的目標。因為國內外Arm核MCU同質(zhì)化形成的替代門(mén)檻很低，當供應價(jià)格逐漸接近之時(shí)，之前替代進(jìn)口MCU的優(yōu)勢又變成被替代的劣勢，這將是未來(lái)一兩年國產(chǎn)替代MCU廠(chǎng)商們面臨的最尷尬挑戰，一方面他們會(huì )希望繼續替代其他產(chǎn)品，另一方面則是面臨被其他國內外對手盯上被替代的威脅，這是成熟內核MCU帶來(lái)的雙刃劍 。

不管如何，作為目前出貨量最大，應用范圍最廣的數字芯片，MCU在這個(gè)春天依然充滿(mǎn)話(huà)題度，并且在未來(lái)幾年內將持續上演各類(lèi)勾心斗角的大戲。