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专注于打印机芯片,一口气发布了接近四十款MCU

在日前于深圳举办的电子展上,上市公司国民技术一口气发布了接近四十款MCU;另一边厢,初创MCU公司航顺打出了孵化100+专用领域MCU原厂的口号;一年前,专注于打印机芯片的纳思达也高调宣布进军MCU市场。

再算上中颖、兆易创新、华大和灵动微等一系列已经打响名头的本土MCU厂商、众多在不同细分市场盘踞的大小“作坊”。据业内资深人士告诉半导体行业记者,国内做MCU的厂商已经接近百家。而这一切都得益于Arm Cortex-M系列内核的普及。

这家IP授权厂商依赖于这系列32位内核和独特的授权模式,在过去的十多年里几乎一统了MCU江湖,也推动了国内MCU厂商的繁荣。但回看十年前,MCU市场是一个百花齐放的江湖。

从百花齐放到一家独大

英特尔在1981年推出8051单片机,MCU这种形态的产品就开始在市场上萌芽发展并逐渐成为主流。经历了二十多年的发展,市场上涌现出了一批MCU的赢家, 当时的他们都是用不同的内核征战江湖。

据市场分析机构iSuppli当时提供的数据显示,当时国内市场的前十大MCU供应商如上图所示。当时的龙头瑞萨,他们有RX内核,排名第二的飞思卡尔则是PowerPC的最强支持者、Microchip的 PIC和Atmel的AVR也享誉全球、NXP则在8051方面表示出色。就连后来因为Arm Cortex-M系列内核在MCU市场迅速发展的ST也有其ST7内核。

但这在Arm Cortex-M系列处理器发布之后,这个市场开始发生变化。

行业专家告诉半导体行业观察记者,在二十一世纪初期,八位甚至四位MCU就已经能基本满足市场需求,但后来随着各种多媒体应用的增加,开发者不但需要处理能力更强的MCU,还需要MCU具备音视频能力,还要带有USB、CAN和Ethernet等多样化的通信接口,这时候发展32bit MCU就成为了当时MCU厂商的迫切需求,为此他们都转向了这个方向。

在当时,厂商们有两个选择,一是选择自研,另一个是选择授权Arm 的A7和A9。但从与行业的前辈的交流中得知,在当年的那个时代,自研一个32bit MCU谈何容易,飞利浦自研32bit 内核的失败就是一个很好的佐证。为此在32bit 潮流发展早期,A7就成为了不少厂商的选择。但行业专家告诉记者,A7严格上来说是一个CPU,它需要OS才能运行,这样就带来了的内存管理、中断和I/O比较慢的问题,不能够满足这些设备的实时性需求。

相信Arm也是看到了这个问题,为此他们在2005年前后推出了新的产品线Cortex-M系列,开启了辉煌的MCU征程。而后来在Arm MCU领域叱咤天下的ST就是Cortex-M的第一个吃螃蟹者,他们首先推出了一个基于M3打造的MCU,之后NXP就切入了M0,之后越来越多的MCU厂商也转向了Arm。

据半导体行业观察了解,Cortex-M之所以能够在MCU市场日益壮大,这一方面与Arm独特的授权模式有关。不夸张地说一句,不但是MCU,中国乃至全球的芯片产业都是在Arm的这个经营模式下成长起来的;另一方面,笔者从行业专家处得知,到了32bit内核时代,对软件的需求大大提高,光有硬件不行,所以统一内核和生态具有重要的意义。

受这两个因素的影响,加上Arm、厂商和市场多方的努力,Arm Cortex-M一统了MCU江湖,一些曾经名噪一时的MCU内核(如AVR)已经鲜有听到他们的消息。但有些MCU厂商的自有内核也在某些市场发挥余热。

以NXP为例,在收购了飞思卡尔之后,这家荷兰厂商拥有了丰富的内核产品线吗。除了Arm产品之外,他们DSC芯片在电机和数字电源应用得到不少客户的认同,专供5V家电及低功耗市场的S08也获得了客户的认可,PowerPC也在汽车和网络服务器芯片市场发挥余热。

在这个发展过程中,MCU供应商在过去十年的发展过程中发生了翻天覆地的变化。

巨头盘踞下的中国声音

根据知名市场分析机构IHS Markit的最新数据,2018年,中国MCU市场的十大厂商如下图所示,十年前在列的NEC、东芝和三星已经跌出了榜单,当中有些甚至已经退出了MCU这个市场,而曾经倒数的两位ST和NXP,则跃升到了前二。他们在国内MCU市场的份额超过了80%,并且也都各自有各自的优势。例如ST在消费电子市场的一家独大,而NXP在汽车市场也予取予求。

我们还看到了国产厂商兆易创新的名字,他们以的份额占据了中国市场第三大供应商的位置,而兆易创新的崛起也是中国MCU厂商发展的一个典型。而在谈这些国产MCU厂商之前,我们先对ST的崛起有个简单的了解。

在前面中我们提到,ST是Arm Cortex M的第一个入局者。而在后续发展的过程中,他们推出了广泛的产品线,能满足多个应用的需求;同时他们还优先采取固件库开发方式,让开发更加快速便捷;ST还拥有资料全、下载方面、C编程和电路简单的特点,还有类似正点原子等第三方的加入,为其拓展生态。再加上最重要的一点——极高的性价比,这就帮助ST在中国大陆乃至全球攀上了高峰。

在ST的成功的激励下,大陆涌现了不少的MCU厂商,他们当中的不少都以这家欧洲半导体巨头为学习对象,用更便宜价格和可靠性更高的产品来取代ST的位置。事实上这种做法也的确凑效,因为有不少本土MCU厂商就是趁着这个机会成长起来的,他们也各自有着各自的特点。

据业内专家介绍,中颖电子是在电动自行车、锂电池保护等市场取得不错的成绩。凭借极高的性价比优势,他们能够在进入一个市场之后直接把这个市场锁死,除了中颖电子之外 ,其他国产MCU厂商基本都是往通用的市场走,也凭借不同的产品和定位在多个市场开花。

从系统和架构上看,本土MCU供应商中,华大占了低功耗M0+的坑,兆易创新抢了M3/M4的先机。至于其他厂商,他们当中的不少在M0通用型市场上寻找机会,当然也不乏国民技术这些上M4的厂商。

下一个十年的展望

ICinsights在最新的报告中指出,在过去两年达到创纪录的销售之后,因为电子系统的整体疲软,汽车销售的放缓以及美中之间的摩擦影响,微控制器(MCU)市场在2019年上半年下滑。报告显示,在今年的前六个月中,与2018年上半年相比,全球微控制器的销售额下降了约13%,出货量也下降了14%。

但他们同时也指出,随着MCU市场在2019年中期出现稳定迹象后,预计微控制器的销售将在未来六个月内摆脱两位数的百分比下滑,使得今年MCU的营收达成165亿美元,而在2018年,全球MCU销售总额创下了历史新高176亿美元。

预测,明年的MCU市场将会出现温和反弹,增长到171亿美元,而MCU的出货量将会提升7%。这与近年来自动化和系统中嵌入式控制的普及,更多的传感器以及将应用程序连接到物联网(IoT)的迫切需求有关。为此MCU单元的出货量一直以强劲的速度增长。

而从上图我们可以看到,MCU的ASP一直在下降,这是32位微控制器类别的激烈竞争所造成的。当中中国厂商毫无疑问会是当中的一个X因素。

由上可见,MCU市场无疑是一个巨大的市场,在Arm的内核的推动下,这也是一个门槛相对低的领域。在加上在美国“实体清单”的刺激下,很多本土系统厂也在寻找国内的供应源,这就让更多的本土MCU从业者认为有机可乘。

但我们也应该看到,本土的MCU厂商目前更多切入的应该都是消费领域,而在工业和汽车MCU市场,他们还有很长的一段路要走。这也就是为何我们听到不少替代ST的说法,而鲜有听到替代NXP的口号。因为前者是消费市场的大玩家,而后者则长期深耕汽车市场。

另外,RISC-V也会成为MCU市场的另一个关键点。

业内专家进一步指出,因为RISC-V的存在,未来的MCU市场也许会发生新的变局。根据他的观点,RISC-V将在未来十年与Arm平分秋色,那些不需要系统和生态的小型节点市场将会是RISC-V的切入点。他同时也表示,RISC-V在这两年的起势也表明,随着软件和生态对不同内核的支持趋势,未来的内核差异化反而能提供更多的选择。

· 2019-12-27 10:01  本新闻来源自:,版权归原创方所有

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