干貨匯總！6位行業(yè)專(zhuān)家共話(huà)MCU發(fā)展機遇與挑戰

前言

2022年是MCU芯片跌宕起伏的一年，價(jià)格波動(dòng)一度由盛夏秒速入冬，最終形成兩極分化的局面，消費電子類(lèi)芯片降價(jià)拋售，車(chē)規級芯片卻持續上升。MCU市場(chǎng)發(fā)展趨勢備受業(yè)界關(guān)注。

從終端應用及性能要求從低到高來(lái)分，MCU大致可分為消費電子市場(chǎng)、工業(yè)自動(dòng)化及物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)以及汽車(chē)電子市場(chǎng)，近年來(lái)潛力不斷被觸發(fā)，擁有千億市場(chǎng)。

根據IC Insights的數據，2021年MCU全球市場(chǎng)規模達到創(chuàng )紀錄的196億美元。預計2022年全球市場(chǎng)有望達到215億美元，未來(lái)幾年復合增長(cháng)率可達10%，2028年將增至360億美元。據IHS數據統計，2021年國內MCU市場(chǎng)規模達到365億元，且近五年中國MCU市場(chǎng)年平均復合增長(cháng)率為7.2%，超過(guò)全球平均增速。

圖源：IC Insights

百億規模市場(chǎng)伴隨著(zhù)國產(chǎn)替代風(fēng)口的到來(lái)，對國內MCU產(chǎn)業(yè)而言充滿(mǎn)機遇，中國制造業(yè)的扎實(shí)基礎也為MCU企業(yè)創(chuàng )造了廣闊的市場(chǎng)空間和優(yōu)越的成長(cháng)環(huán)境。

不過(guò)，由于競爭格局高度集中，國外頭部廠(chǎng)商占據了近九成市場(chǎng)份額。無(wú)論是從市場(chǎng)占有率還是技術(shù)先進(jìn)性上，海外的龍頭企業(yè)在現階段都占據著(zhù)絕對優(yōu)勢，這也意味著(zhù)我們面臨諸多挑戰。

01

挑戰與機遇并存的MCU市場(chǎng)

首先說(shuō)挑戰。

在MCU領(lǐng)域，其實(shí)國產(chǎn)企業(yè)數量并不在少數，據不完全統計約有百余家。但多數廠(chǎng)商主要在消費電子等較低端應用領(lǐng)域競爭，同質(zhì)化嚴重，價(jià)格戰越來(lái)越激烈，降價(jià)對國產(chǎn)MCU廠(chǎng)商會(huì )造成一定沖擊。

其次，隨著(zhù)汽車(chē)電子市場(chǎng)熱度持續上升，車(chē)規級芯片需求量暴增，但從行業(yè)競爭情況來(lái)看，近95%的市場(chǎng)一直被國外如恩智浦、英飛凌、TI等一流電子廠(chǎng)商壟斷，國內車(chē)規級MCU產(chǎn)業(yè)生態(tài)未構建完整，短時(shí)間較難取得市場(chǎng)主導權，位于劣勢。

工控、物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)同樣都被國外的MCU廠(chǎng)商壟斷，真正能在這些市場(chǎng)潛力大且利潤比較高的領(lǐng)域實(shí)現有效國產(chǎn)化的企業(yè)非常少，技術(shù)突破也是一大挑戰。

但挑戰的背面永遠存在機遇，國產(chǎn)MCU機遇良多。

第一，國際貿易形勢的變化對國產(chǎn)替代的驅動(dòng)一步步加深，而國產(chǎn)MCU存量市場(chǎng)巨大，這對于企業(yè)發(fā)展而言有著(zhù)非常廣闊的機遇。

第二，車(chē)規級芯片需求量持續保持高位，雖目前的市占率不高，但國產(chǎn)替代風(fēng)口下，人才涌入帶動(dòng)了技術(shù)提升，已有不少?lài)a(chǎn)MCU廠(chǎng)商開(kāi)始升級轉型，研發(fā)高性能MCU芯片，國內客戶(hù)的接受度也在同步提升。

第三，MCU是物聯(lián)網(wǎng)的核心零部件，其價(jià)值占到物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%-45%。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用的進(jìn)一步落地，終端模組方面需求龐大。

第四，近兩年RISC-V風(fēng)潮正盛，而RISC-V內核應用最廣的則是MCU。憑借指令集少、開(kāi)源等的優(yōu)點(diǎn)，RISC-V也給了國產(chǎn)MCU趕超國際大廠(chǎng)的機會(huì )。

第五，國內廠(chǎng)商芯片設計與制造能力均在快速發(fā)展，目前已部分具備了國產(chǎn)替代基礎。MCU工藝節點(diǎn)集中在40nm及以上的成熟制程，國內代工廠(chǎng)已經(jīng)具備相應的制造能力。

面對機遇大于挑戰的國產(chǎn)MCU市場(chǎng)，國內廠(chǎng)商正以勢不可當的勁頭加速追趕，MCU賽道或將迎來(lái)新爆發(fā)。

順應MCU國產(chǎn)化替代的大趨勢，各廠(chǎng)家與電子行業(yè)工程師在該領(lǐng)域的需求增多，為此，電巢特別邀請了國民技術(shù)、武漢芯源、合肥新定義、蘇州微五科技、深圳航順芯片5家MCU專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商，與工程師、從業(yè)者等業(yè)界人士共同探討MCU國產(chǎn)化的發(fā)展。

02

MCU國產(chǎn)化發(fā)展研討會(huì )精彩回顧

10月26日下午兩點(diǎn)，由電巢主辦的“MCU國產(chǎn)化發(fā)展線(xiàn)上研討會(huì )”準時(shí)舉行，來(lái)自國民技術(shù)、航順芯片等MCU廠(chǎng)商的6位受邀嘉賓，分別從MCU發(fā)展新機遇、RISC-V打造MCU、32位國產(chǎn)化新趨勢等角度做出詳細的主題演講，為業(yè)界及關(guān)注國產(chǎn)MCU發(fā)展的人士提供了最新資訊及思考。本次線(xiàn)上研討會(huì )吸引了超7600位行業(yè)人士觀(guān)看，并與嘉賓進(jìn)行了互動(dòng)交流。

6位受邀嘉賓依此進(jìn)行主題演講，以下為精彩內容摘錄：

MCU國產(chǎn)化的選型與認定

研討會(huì )初始，榮慶安老師對本次受邀嘉賓及線(xiàn)上參會(huì )人員表示歡迎與感謝。其從MCU行業(yè)挑戰與機遇可能問(wèn)題，闡述國產(chǎn)MCU選型和認證的流程，國際行業(yè)標準規范、措施等，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

強調國產(chǎn)MCU現存問(wèn)題時(shí)，他表示，目前國內器件除一些技術(shù)門(mén)檻較高需迭代開(kāi)發(fā)外，大多國產(chǎn)化器件核心已不是功能和性能的差距，而在于器件工程特別是質(zhì)量和可靠性方面的差距，制程管控相當薄弱，需通過(guò)器件國產(chǎn)化組織和人才建設、器件國產(chǎn)化質(zhì)量可靠性體系規范及國產(chǎn)替代選型認證評估等措施進(jìn)行保障，推動(dòng)國產(chǎn)化進(jìn)程又快又好發(fā)展。

國民技術(shù)N32 MCU產(chǎn)品生態(tài)及應用分享

國民技術(shù)是中國安全芯片、通用MCU領(lǐng)軍企業(yè)，國家級高新技術(shù)企業(yè)，技術(shù)領(lǐng)域涉及安全、SOC、射頻、電源等。會(huì )上，劉杰文先生分別從國民技術(shù)通用MCU產(chǎn)品路線(xiàn)、N32 MCU產(chǎn)品生態(tài)及典型應用案例幾個(gè)維度進(jìn)行了精彩的分享。

國民技術(shù)MCU采用以ARM的32位的處理器內核，目前的產(chǎn)品覆蓋小到8K大到2M的產(chǎn)品，當前已經(jīng)有超過(guò)11個(gè)系列，大概200多個(gè)產(chǎn)品型號，并已經(jīng)量產(chǎn)。N32MCU具備多項領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢，如低功耗、高性能、高可靠性、高集成度以及安全，為工業(yè)應用創(chuàng )新助力。未來(lái)，國民技術(shù)將推出更多新產(chǎn)品，助推國產(chǎn)MCU的應用創(chuàng )新與發(fā)展。

國產(chǎn)超低功耗MCU新勢力

武漢芯源半導體成立2018年，為上市公司武漢力源信息技術(shù)股份有限公司全資子公司，專(zhuān)注芯片的設計、研發(fā)、銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)。葉方普工程師以國產(chǎn)超低功耗MCU新勢力為主題，在會(huì )議中分別介紹了武漢芯源CW32系列、CW32 Cortex-M0+ MCU、CW32L系列、CW32L083系列、CW32L031系列等MCU產(chǎn)品的主要功能及性能優(yōu)勢等。

目前，其MCU應用市場(chǎng)已覆蓋消費電子（電子煙、無(wú)線(xiàn)充等）、智能家居（溫控器、氣體檢測模塊）、工業(yè)控制（電動(dòng)車(chē)儀表盤(pán)、光伏逆變器等）等多領(lǐng)域。

國產(chǎn)MCU的發(fā)展新機遇

合肥市新定義是賽元MCU平臺旗下的線(xiàn)上品牌，專(zhuān)注于8bit和32bit MCU產(chǎn)品的芯片設計。吳寧軍女士在會(huì )議中談到，由于美方的禁令加碼，反而使得國產(chǎn)MCU進(jìn)入紅利時(shí)代，但品質(zhì)始終是國產(chǎn)替代中的的先行要素。

作為MCU新勢力，新定義從產(chǎn)品、開(kāi)發(fā)到服務(wù)擁有完善的MCU生態(tài)，如開(kāi)發(fā)方面，新定義建立了免費的開(kāi)發(fā)平臺易碼魔盒，讓任何一個(gè)MCU用戶(hù)都可以零門(mén)檻入手，5分鐘完成芯片資源配置，基本代碼自動(dòng)生成，能夠幫助客戶(hù)提高效率。

專(zhuān)注RISC- V打造國產(chǎn)MCU

蘇州微五科技有限公司，是基于RISC-V 處理器核心技術(shù)，提供芯片和相應的完整解決方案。隨著(zhù)高端AI芯片進(jìn)口受限擴大，與ARM架構、x86架構相對的，RISC-V架構正成為國產(chǎn)芯片新機遇。

高朝亮先生從RISC-V的起源、特色、現狀幾個(gè)方面接入，介紹了公司工業(yè)級AIOT芯片，以安全芯片-CF3310為例，其基于RISC-V 32位高性能低功耗內核E20的多用途微控制器，應用在物聯(lián)網(wǎng)安全、耗材認證/防抄板、智能家居、邊緣協(xié)處理器等多方面。

32位MCU 國產(chǎn)化新趨勢

航順芯片2013年成立于深圳，已量產(chǎn)ARM Cortex-M0、M0+及RISC-V等二十九大家族300余款工業(yè)/商業(yè)/車(chē)規級、通用/專(zhuān)用/定制化32位MCU。

楊應純先生在研討會(huì )中探討了國產(chǎn)化的新趨勢共6個(gè)方面：32bit MCU成主流；國產(chǎn)化現實(shí)需求，如越來(lái)越多應用都在指定采用國產(chǎn)芯片來(lái)實(shí)現，包括安全類(lèi)芯片等；低功耗成核心競爭力；高性能高可靠性；專(zhuān)用、高集成MCU成趨勢；以及本土化支持與個(gè)性化服務(wù)。

除精彩的主題分享外，本次研討會(huì )還設置了以“MCU國產(chǎn)化進(jìn)程加速”為主題的圓桌論壇，線(xiàn)上觀(guān)眾反響熱烈，圍繞MCU國產(chǎn)化提出諸多問(wèn)題，如32位國產(chǎn)MCU與ST、TI、NXP等國外大廠(chǎng)在規格、生態(tài)、Data sheet等方面相比存在哪些不足；熱門(mén)賽道車(chē)規MCU的國內產(chǎn)品有哪些競爭力等等，6位嘉賓對相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了深入探討與解答。

以下為圓桌論壇精彩問(wèn)答集錦：

Q

32位國產(chǎn)MCU與ST，TI，NXP在規格，生態(tài)，Data sheet等感覺(jué)不夠，你們廠(chǎng)家或國內有哪些做的比較好？

航順芯片資深FAE楊應純：第一，說(shuō)到生態(tài)建設，國內很多MCU廠(chǎng)家，包括航順在內，部分客戶(hù)反饋，廠(chǎng)家在前期更多關(guān)注產(chǎn)品本身，對于資料整理比較弱化，例如：產(chǎn)品參數、規范等不是很明確。

第二，從產(chǎn)品規格書(shū)來(lái)講，我們早期是沒(méi)有英文版本，從去年才開(kāi)始完善英文版本，這也是國內很多廠(chǎng)家的不足；另外對于生態(tài)建設方面，去年航順芯片開(kāi)始跟高校合作，在學(xué)校設置實(shí)驗室，跟教授合作開(kāi)發(fā)手冊，芯片的應用用法，從學(xué)校開(kāi)始培養學(xué)生使用國產(chǎn)MCU，了解和對國產(chǎn)MCU感興趣。國內做的比較好的像ST，他們會(huì )參與很多巡講，提供開(kāi)發(fā)工具，很多工程師都比較熟悉。

國民技術(shù)市場(chǎng)總監劉杰文：ST這樣一些老牌廠(chǎng)商，因為起步早，生態(tài)建設相對都比較完善。因為我早期在ST工作過(guò)，比較熟悉。STM32這款產(chǎn)品就花費了15年時(shí)間，前后投入的人力、金錢(qián)都比較多。國產(chǎn)芯片目前肯定比不上，但我相信未來(lái)幾年，隨著(zhù)國產(chǎn)芯片崛起，資料生態(tài)等等都會(huì )陸續完善。

Q

車(chē)規MCU比較熱，國民技術(shù)這邊有哪些產(chǎn)品，在國內的競爭如何？

國民技術(shù)市場(chǎng)總監劉杰文：第一，針對車(chē)規產(chǎn)品，我們今年8月份其實(shí)已經(jīng)發(fā)布了一款過(guò)了AEC-Q100認證的一款N32G435系列產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品其實(shí)是在我們原有的基礎上，在可靠性、材料等方面，進(jìn)行重新打造的一顆芯片，這顆芯片的競爭力就是針對于國外廠(chǎng)商，比如說(shuō)對比NXP的那一顆，在某些領(lǐng)域上面是比較強。我相信各個(gè)原廠(chǎng)都有在認證或者已經(jīng)通過(guò)認證的產(chǎn)品，在明年和后年，國民技術(shù)已經(jīng)規劃好整條從車(chē)身電子到動(dòng)力系統以及汽車(chē)動(dòng)力方面的產(chǎn)品規劃。

第二，針對汽車(chē)電子和新電子和工業(yè)的一個(gè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，國民技術(shù)在汽車(chē)電子這塊出貨量占比可能在10%左右，因為大部分是在車(chē)身控制，還有一些后裝的市場(chǎng)，工業(yè)部分的主要是電瓶4伏以及儲能方面的應用，在國民技術(shù)占比超過(guò)30%到40%之間，另外一半消費類(lèi)電子，所以在工業(yè)里面的增長(cháng)率蠻不錯的，從2020年開(kāi)始正式推出了N32G455這款系列以后，從占比來(lái)說(shuō)，每年在工業(yè)和汽車(chē)里面的增長(cháng)率大概每年以30~40%的經(jīng)濟增長(cháng)。

Q

武漢芯源的CW32系列MCU，有沒(méi)有算法？主要應用的市場(chǎng)是哪些？

武漢芯源資深現場(chǎng)應用工程師葉方普：給大家舉個(gè)例子，驅動(dòng)這一塊，我們有推出 bodc的馬達驅動(dòng)開(kāi)發(fā)板，以及bodc的全套歷程，已經(jīng)用于一些終端用戶(hù)產(chǎn)品，比如說(shuō)像筋膜槍、兩輪車(chē)，都是基于我們直流無(wú)刷馬達的驅動(dòng)板去做的開(kāi)發(fā)，所以我們在馬達驅動(dòng)這一塊是有一些參考實(shí)例算法。作為一個(gè)新的MCU廠(chǎng)家，目前我們出貨的主要是消費類(lèi)電子，像電子煙無(wú)線(xiàn)充這一塊出貨量占大部分。作為一個(gè)新的品牌發(fā)展還是很有潛力。

Q

合肥新定義的產(chǎn)品多在商城上，能否再具體介紹一下有哪些產(chǎn)品的量產(chǎn)業(yè)務(wù)？

合肥新定義銷(xiāo)售總監吳寧軍：我們是在賽元集團的線(xiàn)上品牌，32位的產(chǎn)品規劃，我們是跟隨了賽元集團的一個(gè)整體規劃，今年11月份我們就會(huì )出第一顆的32位的產(chǎn)品M0+，目前已經(jīng)在線(xiàn)上且跑了，樣品最近會(huì )回來(lái)，11月份將會(huì )對外公布發(fā)售信息。從8位機的角度來(lái)講，我們已經(jīng)把8位機做到極致了，然后到128k的這種資源在8位機上都是非常少見(jiàn)的，它其實(shí)是跟32位機的一個(gè)過(guò)度，它避免了32位機的性能。從明年開(kāi)始起整個(gè)賽元集團的重心，都會(huì )做32位產(chǎn)品的規劃，我們會(huì )有一系列的產(chǎn)品規劃陸續發(fā)布。

Q

ARM和RISC-V兩種架構并行，未來(lái)RISC-V打造MCU是否有更多機會(huì )？你們有沒(méi)有具體的產(chǎn)品規劃？

蘇州微五科技銷(xiāo)售經(jīng)理高朝亮：目前公司的定義是三大產(chǎn)品線(xiàn)，以安全芯片還有微控制器，視頻處理，然后現在量產(chǎn)是前面兩種，安全跟控制這一塊目前是已經(jīng)有量產(chǎn)的型號，可以出貨。視頻處理，預計可能還要一年左右的研發(fā)周期，后面會(huì )量產(chǎn)。

生態(tài)這塊，我們希望像平頭哥、武漢芯來(lái)科技這種做RISC-V IP的一些廠(chǎng)家，組成一個(gè)國內的RISC-V生態(tài)聯(lián)盟，專(zhuān)門(mén)針對RISC-V的開(kāi)發(fā)環(huán)境，推出統一的版本，這樣作為芯片廠(chǎng)家，屬于下游，一家公司前期只能是拿開(kāi)源的開(kāi)發(fā)環(huán)境去做，但是這樣的話(huà)對一些工程師朋友不太友好。所以后面我們也希望這種做上游IP的一些廠(chǎng)家能夠幫我們一起去把生態(tài)做得更豐富更人性化一點(diǎn)。

Q

STOP模式下的喚醒時(shí)間是多久？

航順芯片資深FAE楊應純：如果是說(shuō)是在STOP模式下喚醒的話(huà)，我們喚醒時(shí)間是在1.2μs左右。

我們規格書(shū)上面針對每個(gè)工作模式下的喚醒的工作電流，還有它的喚醒時(shí)間都有詳細的測試報告，如果有這方面需求，可以詳細的看一下。

Q

關(guān)于校園合作以及高?；顒?dòng)這塊，大家有沒(méi)有涉及到可以談一談？

武漢芯源：今年5月份和立創(chuàng )合作過(guò)馬達驅動(dòng)的活動(dòng)，大概有兩三千的學(xué)習愛(ài)好者，包括一些高校學(xué)生，我們提供開(kāi)發(fā)板和一些芯片，基本的設計電路，最后發(fā)現有很多剛工作和在校學(xué)生，能夠基于我們提供的資料芯片，做出一些很有意思的產(chǎn)品，基本上算是對馬達驅動(dòng)做了一個(gè)入門(mén)的工作。

合肥新定義：我們與華南理工連續合作開(kāi)展了兩屆大學(xué)計劃，同時(shí)跟北京理工等都有一系列的合作，所以這個(gè)大學(xué)計劃整個(gè)集團也是比較重視的。

國民技術(shù)：在高校合作上目前有三個(gè)方面，項目合作、聯(lián)合學(xué)生培養、活動(dòng)支持，目前在北京、深圳等地部分高校都有開(kāi)展。

未來(lái)，電巢將聯(lián)合更多廠(chǎng)家在高校開(kāi)展實(shí)用化的器件選用及開(kāi)發(fā)課程。

結 語(yǔ)

研討會(huì )最后，原華為器件工程首席專(zhuān)家、EDA365論壇特邀版主榮慶安老師對各位與會(huì )嘉賓表示誠摯感謝，逾4個(gè)小時(shí)的“MCU國產(chǎn)化發(fā)展線(xiàn)上研討會(huì )”圓滿(mǎn)結束。未來(lái)，電巢科技將持續圍繞電子信息行業(yè)值得關(guān)注與探討的議題開(kāi)展更多活動(dòng)，敬請各位保持關(guān)注。

國產(chǎn)MCU在政策支持、市場(chǎng)需求、技術(shù)迭代等有利條件下，替代化進(jìn)程勢在必行。國內企業(yè)穩扎穩打，逐步實(shí)現技術(shù)自主化，將有望打破技術(shù)壁壘，國外企業(yè)長(cháng)期壟斷的競爭格局將被重塑。