干貨匯總！6位行業(yè)專家共話MCU發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)

前言

2022年是MCU芯片跌宕起伏的一年，價格波動一度由盛夏秒速入冬，最終形成兩極分化的局面，消費電子類芯片降價拋售，車規(guī)級芯片卻持續(xù)上升。MCU市場發(fā)展趨勢備受業(yè)界關(guān)注。

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

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2021年MCU全球市場規(guī)模達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的196億美元。預(yù)計2022年全球市場有望達(dá)到215億美元，未來幾年復(fù)合增長率可達(dá)10%，2028年將增至360億美元。據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年國內(nèi)MCU市場規(guī)模達(dá)到365億元，且近五年中國MCU市場年平均復(fù)合增長率為7.2%，超過全球平均增速。

圖源：IC Insights

百億規(guī)模市場伴隨著國產(chǎn)替代風(fēng)口的到來，對國內(nèi)MCU產(chǎn)業(yè)而言充滿機遇，中國制造業(yè)的扎實基礎(chǔ)也為MCU企業(yè)創(chuàng)造了廣闊的市場空間和優(yōu)越的成長環(huán)境。

不過，由于競爭格局高度集中，國外頭部廠商占據(jù)了近九成市場份額。無論是從市場占有率還是技術(shù)先進(jìn)性上，海外的龍頭企業(yè)在現(xiàn)階段都占據(jù)著絕對優(yōu)勢，這也意味著我們面臨諸多挑戰(zhàn)。

01

挑戰(zhàn)與機遇并存的MCU市場

首先說挑戰(zhàn)。

在MCU領(lǐng)域，其實國產(chǎn)企業(yè)數(shù)量并不在少數(shù)，據(jù)不完全統(tǒng)計約有百余家。但多數(shù)廠商主要在消費電子等較低端應(yīng)用領(lǐng)域競爭，同質(zhì)化嚴(yán)重，價格戰(zhàn)越來越激烈，降價對國產(chǎn)MCU廠商會造成一定沖擊。

其次，隨著汽車電子市場熱度持續(xù)上升，車規(guī)級芯片需求量暴增，但從行業(yè)競爭情況來看，近95%的市場一直被國外如恩智浦、英飛凌、TI等一流電子廠商壟斷，國內(nèi)車規(guī)級MCU產(chǎn)業(yè)生態(tài)未構(gòu)建完整，短時間較難取得市場主導(dǎo)權(quán)，位于劣勢。

工控、物聯(lián)網(wǎng)等市場同樣都被國外的MCU廠商壟斷，真正能在這些市場潛力大且利潤比較高的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效國產(chǎn)化的企業(yè)非常少，技術(shù)突破也是一大挑戰(zhàn)。

但挑戰(zhàn)的背面永遠(yuǎn)存在機遇，國產(chǎn)MCU機遇良多。

第一，國際貿(mào)易形勢的變化對國產(chǎn)替代的驅(qū)動一步步加深，而國產(chǎn)MCU存量市場巨大，這對于企業(yè)發(fā)展而言有著非常廣闊的機遇。

第二，車規(guī)級芯片需求量持續(xù)保持高位，雖目前的市占率不高，但國產(chǎn)替代風(fēng)口下，人才涌入帶動了技術(shù)提升，已有不少國產(chǎn)MCU廠商開始升級轉(zhuǎn)型，研發(fā)高性能MCU芯片，國內(nèi)客戶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，其價值占到物聯(lián)網(wǎng)終端模組的35%-45%。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(nèi)核應(yīng)用最廣的則是MCU。憑借指令集少、開源等的優(yōu)點，RISC-V也給了國產(chǎn)MCU趕超國際大廠的機會。

第五，國內(nèi)廠商芯片設(shè)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(chǔ)。MCU工藝節(jié)點集中在40nm及以上的成熟制程，國內(nèi)代工廠已經(jīng)具備相應(yīng)的制造能力。

面對機遇大于挑戰(zhàn)的國產(chǎn)MCU市場，國內(nèi)廠商正以勢不可當(dāng)?shù)膭蓬^加速追趕，MCU賽道或?qū)⒂瓉硇卤l(fā)。

順應(yīng)MCU國產(chǎn)化替代的大趨勢，各廠家與電子行業(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專業(yè)廠商，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)展研討會精彩回顧

10月26日下午兩點，由電巢主辦的“MCU國產(chǎn)化發(fā)展線上研討會”準(zhǔn)時舉行，來自國民技術(shù)、航順芯片等MCU廠商的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(xì)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。本次線上研討會吸引了超7600位行業(yè)人士觀看，并與嘉賓進(jìn)行了互動交流。

6位受邀嘉賓依此進(jìn)行主題演講，以下為精彩內(nèi)容摘錄：

MCU國產(chǎn)化的選型與認(rèn)定

研討會初始，榮慶安老師對本次受邀嘉賓及線上參會人員表示歡迎與感謝。其從MCU行業(yè)挑戰(zhàn)與機遇可能問題，闡述國產(chǎn)MCU選型和認(rèn)證的流程，國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、措施等，并通過實例進(jìn)行說明。

強調(diào)國產(chǎn)MCU現(xiàn)存問題時，他表示，目前國內(nèi)器件除一些技術(shù)門檻較高需迭代開發(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(dāng)薄弱，需通過器件國產(chǎn)化組織和人才建設(shè)、器件國產(chǎn)化質(zhì)量可靠性體系規(guī)范及國產(chǎn)替代選型認(rèn)證評估等措施進(jìn)行保障，推動國產(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(yīng)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。會上，劉杰文先生分別從國民技術(shù)通用MCU產(chǎn)品路線、N32 MCU產(chǎn)品生態(tài)及典型應(yīng)用案例幾個維度進(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(nèi)核，目前的產(chǎn)品覆蓋小到8K大到2M的產(chǎn)品，當(dāng)前已經(jīng)有超過11個系列，大概200多個產(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(yīng)用創(chuàng)新助力。未來，國民技術(shù)將推出更多新產(chǎn)品，助推國產(chǎn)MCU的應(yīng)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(dǎo)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，專注芯片的設(shè)計、研發(fā)、銷售及技術(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(yīng)用市場已覆蓋消費電子（電子煙、無線充等）、智能家居（溫控器、氣體檢測模塊）、工業(yè)控制（電動車儀表盤、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平臺旗下的線上品牌，專注于8bit和32bit MCU產(chǎn)品的芯片設(shè)計。吳寧軍女士在會議中談到，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、開發(fā)到服務(wù)擁有完善的MCU生態(tài)，如開發(fā)方面，新定義建立了免費的開發(fā)平臺易碼魔盒，讓任何一個MCU用戶都可以零門檻入手，5分鐘完成芯片資源配置，基本代碼自動生成，能夠幫助客戶提高效率。

專注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(yīng)的完整解決方案。隨著高端AI芯片進(jìn)口受限擴大，與ARM架構(gòu)、x86架構(gòu)相對的，RISC-V架構(gòu)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(xiàn)狀幾個方面接入，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(nèi)核E20的多用途微控制器，應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)安全、耗材認(rèn)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)/車規(guī)級、通用/專用/定制化32位MCU。

楊應(yīng)純先生在研討會中探討了國產(chǎn)化的新趨勢共6個方面：32bit MCU成主流；國產(chǎn)化現(xiàn)實需求，如越來越多應(yīng)用都在指定采用國產(chǎn)芯片來實現(xiàn)，包括安全類芯片等；低功耗成核心競爭力；高性能高可靠性；專用、高集成MCU成趨勢；以及本土化支持與個性化服務(wù)。

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

以下為圓桌論壇精彩問答集錦：

Q

32位國產(chǎn)MCU與ST，TI，NXP在規(guī)格，生態(tài)，Data sheet等感覺不夠，你們廠家或國內(nèi)有哪些做的比較好？

航順芯片資深FAE楊應(yīng)純：第一，說到生態(tài)建設(shè)，國內(nèi)很多MCU廠家，包括航順在內(nèi)，部分客戶反饋，廠家在前期更多關(guān)注產(chǎn)品本身，對于資料整理比較弱化，例如：產(chǎn)品參數(shù)、規(guī)范等不是很明確。

第二，從產(chǎn)品規(guī)格書來講，我們早期是沒有英文版本，從去年才開始完善英文版本，這也是國內(nèi)很多廠家的不足；另外對于生態(tài)建設(shè)方面，去年航順芯片開始跟高校合作，在學(xué)校設(shè)置實驗室，跟教授合作開發(fā)手冊，芯片的應(yīng)用用法，從學(xué)校開始培養(yǎng)學(xué)生使用國產(chǎn)MCU，了解和對國產(chǎn)MCU感興趣。國內(nèi)做的比較好的像ST，他們會參與很多巡講，提供開發(fā)工具，很多工程師都比較熟悉。

國民技術(shù)市場總監(jiān)劉杰文：ST這樣一些老牌廠商，因為起步早，生態(tài)建設(shè)相對都比較完善。因為我早期在ST工作過，比較熟悉。STM32這款產(chǎn)品就花費了15年時間，前后投入的人力、金錢都比較多。國產(chǎn)芯片目前肯定比不上，但我相信未來幾年，隨著國產(chǎn)芯片崛起，資料生態(tài)等等都會陸續(xù)完善。

Q

車規(guī)MCU比較熱，國民技術(shù)這邊有哪些產(chǎn)品，在國內(nèi)的競爭如何？

國民技術(shù)市場總監(jiān)劉杰文：第一，針對車規(guī)產(chǎn)品，我們今年8月份其實已經(jīng)發(fā)布了一款過了AEC-Q100認(rèn)證的一款N32G435系列產(chǎn)品，這個產(chǎn)品其實是在我們原有的基礎(chǔ)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商，比如說對比NXP的那一顆，在某些領(lǐng)域上面是比較強。我相信各個原廠都有在認(rèn)證或者已經(jīng)通過認(rèn)證的產(chǎn)品，在明年和后年，國民技術(shù)已經(jīng)規(guī)劃好整條從車身電子到動力系統(tǒng)以及汽車動力方面的產(chǎn)品規(guī)劃。

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

Q

武漢芯源的CW32系列MCU，有沒有算法？主要應(yīng)用的市場是哪些？

武漢芯源資深現(xiàn)場應(yīng)用工程師葉方普：給大家舉個例子，驅(qū)動這一塊，我們有推出 bodc的馬達(dá)驅(qū)動開發(fā)板，以及bodc的全套歷程，已經(jīng)用于一些終端用戶產(chǎn)品，比如說像筋膜槍、兩輪車，都是基于我們直流無刷馬達(dá)的驅(qū)動板去做的開發(fā)，所以我們在馬達(dá)驅(qū)動這一塊是有一些參考實例算法。作為一個新的MCU廠家，目前我們出貨的主要是消費類電子，像電子煙無線充這一塊出貨量占大部分。作為一個新的品牌發(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)？

合肥新定義銷售總監(jiān)吳寧軍：我們是在賽元集團(tuán)的線上品牌，32位的產(chǎn)品規(guī)劃，我們是跟隨了賽元集團(tuán)的一個整體規(guī)劃，今年11月份我們就會出第一顆的32位的產(chǎn)品M0+，目前已經(jīng)在線上且跑了，樣品最近會回來，11月份將會對外公布發(fā)售信息。從8位機的角度來講，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的，它其實是跟32位機的一個過度，它避免了32位機的性能。從明年開始起整個賽元集團(tuán)的重心，都會做32位產(chǎn)品的規(guī)劃，我們會有一系列的產(chǎn)品規(guī)劃陸續(xù)發(fā)布。

Q

ARM和RISC-V兩種架構(gòu)并行，未來RISC-V打造MCU是否有更多機會？你們有沒有具體的產(chǎn)品規(guī)劃？

蘇州微五科技銷售經(jīng)理高朝亮：目前公司的定義是三大產(chǎn)品線，以安全芯片還有微控制器，視頻處理，然后現(xiàn)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(yù)計可能還要一年左右的研發(fā)周期，后面會量產(chǎn)。

生態(tài)這塊，我們希望像平頭哥、武漢芯來科技這種做RISC-V IP的一些廠家，組成一個國內(nèi)的RISC-V生態(tài)聯(lián)盟，專門針對RISC-V的開發(fā)環(huán)境，推出統(tǒng)一的版本，這樣作為芯片廠家，屬于下游，一家公司前期只能是拿開源的開發(fā)環(huán)境去做，但是這樣的話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的一些廠家能夠幫我們一起去把生態(tài)做得更豐富更人性化一點。

Q

STOP模式下的喚醒時間是多久？

航順芯片資深FAE楊應(yīng)純：如果是說是在STOP模式下喚醒的話，我們喚醒時間是在1.2μs左右。

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

Q

關(guān)于校園合作以及高校活動這塊，大家有沒有涉及到可以談一談？

武漢芯源：今年5月份和立創(chuàng)合作過馬達(dá)驅(qū)動的活動，大概有兩三千的學(xué)習(xí)愛好者，包括一些高校學(xué)生，我們提供開發(fā)板和一些芯片，基本的設(shè)計電路，最后發(fā)現(xiàn)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(dá)驅(qū)動做了一個入門的工作。

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

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

未來，電巢將聯(lián)合更多廠家在高校開展實用化的器件選用及開發(fā)課程。

結(jié) 語

研討會最后，原華為器件工程首席專家、EDA365論壇特邀版主榮慶安老師對各位與會嘉賓表示誠摯感謝，逾4個小時的“MCU國產(chǎn)化發(fā)展線上研討會”圓滿結(jié)束。未來，電巢科技將持續(xù)圍繞電子信息行業(yè)值得關(guān)注與探討的議題開展更多活動，敬請各位保持關(guān)注。

國產(chǎn)MCU在政策支持、市場需求、技術(shù)迭代等有利條件下，替代化進(jìn)程勢在必行。國內(nèi)企業(yè)穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步實現(xiàn)技術(shù)自主化，將有望打破技術(shù)壁壘，國外企業(yè)長期壟斷的競爭格局將被重塑。