替代國(guó)產(chǎn)與支持AI，這個(gè)春天MCU看點(diǎn)滿滿

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，雖然話題度不如GPU和處理器，但真要較真出貨量，GPU+手機(jī)AP一年也賣不出MCU一個(gè)月的銷量。不管是電系工程新生還是電子開(kāi)發(fā)菜鳥(niǎo)，入門的第一課多半還是數(shù)字控制。

躲不開(kāi)的AI話題

不管是ChatGPT，還是最新的Sora，生成式AI進(jìn)一步擴(kuò)展了AI賦予了整個(gè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)遐想的邊界，我們現(xiàn)在無(wú)法預(yù)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(yīng)用，才能真正做到普世而非僅僅普適。雖然言必稱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)滿樓，從Arm最新對(duì)其Mxx內(nèi)核的介紹來(lái)看，AI是未來(lái)MCU升級(jí)換代最大的賣點(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(nèi)核的產(chǎn)品，如果還能做到低功耗那將是絕殺。

只是熱門新品主打支持AI，真正商用端的設(shè)計(jì)似乎距離真正的AI應(yīng)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?jǐn)偛涣说倪\(yùn)算量，光是大模型需要的訓(xùn)練樣本存儲(chǔ)空間就不是MCU能吞下來(lái)的量級(jí)。已經(jīng)擴(kuò)展到10G+運(yùn)存的手機(jī)AP能否充分支持ChatGPT和小模型都還沒(méi)有被完美證明，讓運(yùn)存只有4Mb的高端MCU跑AI似乎遠(yuǎn)比小馬拉火車更勉為其難。所以，現(xiàn)在的熱門是AI，是大模型，是算力需求幾百萬(wàn)級(jí)別的大規(guī)模運(yùn)算，即使已經(jīng)有些企業(yè)開(kāi)始中小模型的構(gòu)建，但那依然是處理器的舞臺(tái)，而不是微控制器。所謂的Tiny ML只不過(guò)是通過(guò)加強(qiáng)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(nèi)置一個(gè)NPU單元處理一些簡(jiǎn)單的訓(xùn)練好的小模型。至少現(xiàn)有的MCU沒(méi)有能支持進(jìn)行訓(xùn)練模型的反復(fù)燒錄和升級(jí)迭代，這種與其說(shuō)是人工智能，不如說(shuō)是傳統(tǒng)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)累積后的預(yù)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(shù)據(jù)處理單元，AI的滲透雖遲必到。只不過(guò)，MCU的廠商和用戶習(xí)慣了穩(wěn)扎穩(wěn)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(xiàn)，以現(xiàn)在MCU的開(kāi)發(fā)生態(tài)成熟度，3個(gè)月之內(nèi)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(yīng)用，再去看看低端市場(chǎng)的現(xiàn)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(jì)也就剩下幾個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者繼續(xù)堅(jiān)守，而32位取代8位將是這兩年低端MCU市場(chǎng)的主旋律。當(dāng)然，就此判斷8位MCU將退出歷史舞臺(tái)還早的很，就想15年前就有人預(yù)測(cè)8位的生命周期將在2020年前后終結(jié)，可是現(xiàn)狀是8位依然有龐大的應(yīng)用市場(chǎng)。半導(dǎo)體永遠(yuǎn)是遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律的商品市場(chǎng)，總有一些低端應(yīng)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(duì)成本錙銖必較的成熟消費(fèi)級(jí)應(yīng)用。

站在內(nèi)核廠商的角度，將8位MCU淘汰出市場(chǎng)是他們喜聞樂(lè)見(jiàn)的結(jié)果，這也是他們前幾年不僅降低M0和M3內(nèi)核的入門門檻，更是降低了單顆授權(quán)費(fèi)，就是希望繼續(xù)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(xiàn)在內(nèi)核廠商上市了，要考慮營(yíng)業(yè)利潤(rùn)了，還敢繼續(xù)壓低授權(quán)費(fèi)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(cái)?shù)钠嘙CU

如果真要深究8位MCU被32位取代的重災(zāi)區(qū)，這兩年最熱的汽車市場(chǎng)首當(dāng)其沖。隨著新能源汽車和自動(dòng)駕駛（包括ADAS等）兩大趨勢(shì)的滲透，車用MCU市場(chǎng)經(jīng)歷了翻天覆地的變化，可能除了燃油車動(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(duì)某CMO采訪問(wèn)及何時(shí)他們的MCU能上車時(shí)，他戲謔說(shuō)現(xiàn)在斑白的頭發(fā)全白了也許就能實(shí)現(xiàn)，再看現(xiàn)在車身電子的電氣化革命進(jìn)程對(duì)MCU功能的快速需求，車規(guī)級(jí)MCU的門檻在ASIL等新標(biāo)準(zhǔn)下變得越來(lái)越普適。

回過(guò)頭來(lái)看，前兩年的大規(guī)模缺貨恰恰是從汽車MCU需求的緊缺開(kāi)啟的，因?yàn)槠囯姎饨Y(jié)構(gòu)跟隨新能源車和信息娛樂(lè)革命而進(jìn)行MCU大規(guī)模升級(jí)，造成市場(chǎng)的產(chǎn)能瞬間緊缺，加上某花廠臨時(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(dǎo)體史詩(shī)級(jí)的缺貨。2021年底到2023年上半年是汽車半導(dǎo)體廠商賺翻了的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(zhàn)的2023年下半年汽車MCU價(jià)格依然穩(wěn)固。當(dāng)大眾視野持續(xù)關(guān)注自動(dòng)駕駛主芯片廠商喧鬧舞臺(tái)劇之時(shí)，MCU才是悶聲發(fā)財(cái)?shù)哪且慌?，畢竟你看看那些做自?dòng)駕駛主處理器廠商哪個(gè)報(bào)表里有盈利？再看汽車電子特別是汽車MCU的表現(xiàn)，哪個(gè)不是兩位數(shù)增長(zhǎng)？

替代國(guó)產(chǎn)替代？

在半導(dǎo)體的全民大討論中，我看到了手機(jī)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(jī)甚至光刻膠，獨(dú)獨(dú)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(guó)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(gòu)中處理器內(nèi)核授權(quán)模式逐漸成為32位MCU主流，國(guó)產(chǎn)32位MCU在性能上并沒(méi)有落后國(guó)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(guó)產(chǎn)替代的過(guò)程中，最少人提及的MCU卻是國(guó)產(chǎn)替代中最普遍和最成功的一個(gè)。當(dāng)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(guó)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(yīng)用的國(guó)產(chǎn)替代值得我們歡呼之外，真正量產(chǎn)級(jí)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)替代最成功的就是一眾國(guó)產(chǎn)MCU廠商的解決方案，甚至部分國(guó)產(chǎn)替代已經(jīng)不是pin2pin兼容的替代，而是板級(jí)方案的功能替代。

2023年的32位MCU價(jià)格大戰(zhàn)表面是供需失衡，背后本質(zhì)是國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)行比較充分的后遺癥。隨著國(guó)際MCU廠商價(jià)格回落到一個(gè)正常水平，國(guó)產(chǎn)替代與替代國(guó)產(chǎn)替代成為設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品定義期間的小糾結(jié)，當(dāng)去庫(kù)存的壓力大于利潤(rùn)壓力，價(jià)格就是打動(dòng)客戶最直接的手段，經(jīng)歷了這波的市場(chǎng)成本搏殺，國(guó)內(nèi)MCU主要廠商雖然歷練了自己的生存能力，但出現(xiàn)了另一個(gè)尷尬的情況，那就是自己成為被替代的目標(biāo)。因?yàn)閲?guó)內(nèi)外Arm核MCU同質(zhì)化形成的替代門檻很低，當(dāng)供應(yīng)價(jià)格逐漸接近之時(shí)，之前替代進(jìn)口MCU的優(yōu)勢(shì)又變成被替代的劣勢(shì)，這將是未來(lái)一兩年國(guó)產(chǎn)替代MCU廠商們面臨的最尷尬挑戰(zhàn)，一方面他們會(huì)希望繼續(xù)替代其他產(chǎn)品，另一方面則是面臨被其他國(guó)內(nèi)外對(duì)手盯上被替代的威脅，這是成熟內(nèi)核MCU帶來(lái)的雙刃劍 。

不管如何，作為目前出貨量最大，應(yīng)用范圍最廣的數(shù)字芯片，MCU在這個(gè)春天依然充滿話題度，并且在未來(lái)幾年內(nèi)將持續(xù)上演各類勾心斗角的大戲。