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專家專欄

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MCU國產化 – 人間正道是滄桑

發布時間:2022-03-09作者來源:薩科微瀏覽:2028

自華為事件以后的很長一段時間,中國半導體行業就一直很火熱,一方面緣于政策扶持,另一方面也是供需市場需求的自然發酵,加速了國產半導體在各領域遍地開花。近期清華大學微電子學研究所所長、中國半導體行業協會副理事長魏少軍教授在全球CEO雙峰會上做了《人間正道是滄桑,關于大變局下的戰略定力》的演講,指出當前國內半導體的發展,應該回歸以產品為中心的思維,重新審視半導體產業五大板塊:設計、制造、封測、裝配和材料上的差距,一定要尊重產業發展規律,平衡資源,平衡發展,避免急功近利冒進式的發展。


以常用的MCU單片機產品來看,因為從手機周邊消費類產品、小家電到工業類電機控制、汽車電子、無線通訊、物聯網,甚至人工智能,在中國都有大量的開發團隊和配套支持體系,同時中國也擁有最為廣泛的消費群體和應用場景,基于上述因素,單片機在國內的發展優勢更加明顯,也造就了不少本土單片機明星企業!


中國市場雖然在不斷擴大,但是對標海外品牌,國產MCU在產品形態、市場份額和技術先進性上,還有不小差距。


2020年,預計國產MCU廠商的銷售額將達到148億元人民幣,占整個中國MCU市場的55%。目前國內MCU廠商主要在消費電子、智能卡和水電煤氣儀表等中低端應用領域競爭,但在市場潛力大且利潤比較高的領域,比如工業控制、汽車電子和物聯網市場,仍被國外的MCU廠商所壟斷!

亞太區Y2019單片機業績排名如下:


從2020年全球MCU市場份額來看,32位MCU將占據62%,16位占比23%,4/8位占比15%;而從國內MCU應用市場來看,之前仍以8位MCU為主,但是隨著終端產品不斷升級,同時伴隨著物聯網時代對于運算能力和低功耗的強烈需求, 加之兩者的平均售價正逐步縮小差距,32位MCU一定會迎來爆發式的增長!


另外,華為事件雖然造成了一些負面影響,但卻間接帶動了“國產替代”熱,為國內MCU廠商創造了大好商機。預計到2023年國內MCU廠商的出貨量將增長到256億元,其中在消費電子MCU市場的占比將達到86%!


以下是電子工程專輯在2020年8月整理的30家國內MCU廠商的基本信息及統計分布圖


上市公司:12家,其中包括2家在新三板上市,以及3家上市公司的子公司

總部:上海10家、深圳7家、北京3家、珠海3家、蘇州2家,青島、南京、杭州、重慶和安徽蕪湖各1家


從內核架構上看,Arm 架構仍為主流,占比超過55%,不過,隨著政策扶持和市場推進的深入,RISC-V 比例也呈現上升趨勢。

我們收集整理了部分典型國產MCU廠家產品對比,由此也可以看出各廠家依據自身技術和市場優勢,在電子消費類、物聯網、新基建和汽車電子等不同行業的長遠布局。



   


早在2013年4月,兆易創新就推出了國內[敏感詞]基于Arm Cortex-M3內核的32位MCU。經過近7年多的持續開拓,目前兆易創新在基于Arm內核的MCU產品上已經有了24條完整的產品線,有超過300款可選型號,具有高性能、系列間兼容、工業級可靠性和開發簡易等特點。根據官方公布的數據顯示,截至2017年5月,兆易創新的32位MCU出貨已經累計突破1億片,截至2020年6月這一數字已經突破了4億片。


2019年8月,兆易創新還推出了全球首顆基于RISC-V內核的通用MCU:GD32V系列,新品首批提供了14個型號,包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4種封裝類型選擇,并完整保持了與現有產品在軟件開發和引腳封裝方面的兼容性。GD32V系列MCU在[敏感詞]主頻下的工作性能可達153 DMIPS,CoreMark測試也取得了360分的優異表現,相比GD32 Cortex-M3內核的GD32F103性能提升15%的同時,動態功耗降低了50%,待機功耗更降低了25%。


未來,GD32 MCU后續的市場產品會朝著:無線連接、超低功耗和汽車級產品三大領域發展。

無線連接

Y2020

● IOT WiFi

● BT+BLES.x+WiFi多模

● Sub 1GHz多模

● UWB

超低功耗

Y2021

● 電池供電設備

● 便攜式設備

● 可穿戴設備

汽車級產品

Y2022

● 汽車級產品認證

● 車身控制系統

● 輔助駕駛系統


 

芯海科技

股票代碼 688595


芯海科技現在產品主要面向4個領域:1)是健康測量和醫療類的產品;2)是人機交互產品;3)電信號測量、電源管理控制產品;4)智能家居的傳感器產品。芯海科技以ADC起家,深耕ADC領域17年,在MCU領域也有12年積累,其未來核心創新仍將圍繞ADC+MCU雙平臺,為物聯網提供各種低功耗、小尺寸、高精度和高性能信號鏈產品!


靈動微電子


自2011年3月成立至今,靈動微電子已經成功完成數百余MCU產品的設計及推廣,靈動微電子目前已批量供貨的基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 內核的MCU產品包括:針對通用高性能市場的MM32F系列,針對超低功耗及安全應用的MM32L系列,具有多種無線連接功能的MM32W系列,電機驅動及控制專用的MM32SPIN系列,以及OTP型的MM32P系列等,以滿足客戶及市場多領域、多層次的豐富應用場景需求。


靈動微電子除了關注傳統消費類電子市場,也持續在電機控制市場加強投入,可以參考靈動微市場總監:黃致愷先生,在2020年第15屆深圳電機技術研討會上的分享:http://news.ifeng.com/c/7ysBnANAD39,詳細解答了:電機控制主流方案和電機能耗等重點問題。



 

圖片

 

航順芯片



航順芯片2014年成立于深圳,軟硬件全兼容進口MCU,作為其一大優勢,航順提供了最快切入市場的低成本MCU產品。近期推出的HK32F030M這一款32 位MCU居然終端用戶價格做到低于1元人民幣,終于實現了32位機替代中高端8位/16位MCU的一個最艱難突破口!HK32F030M不僅價格低,而且擁有48M主頻,10萬次擦寫次數等,可廣泛應用于血氧儀、電機、吊扇燈、空調冰箱控制器等產品!



未來,航順芯片不但在通用MCU領域發力,更圍繞國家新基建,萬物物聯5G大數據等市場熱點,陸續在高端及專用SOC領域推出新型產品。




 

圖片

比亞迪半導體



比亞迪半導體有限公司前身為深圳比亞迪微電子有限公司,成立于2004年。目前,比亞迪半導體主要業務覆蓋功率半導體、智能控制IC、智能傳感器及光電半導體的研發、生產及銷售,擁有包含芯片設計、晶圓制造、封裝測試和下游應用在內的一體化經營全產業鏈。比亞迪半導體認為MCU芯片作為汽車電子系統內部運算和處理的核心,是汽車從電動化向智能化深度發展的關鍵。憑借在汽車行業的沉淀,2007年比亞迪半導體進入了MCU領域,從工業級MCU開始,堅持性能與可靠性的雙重路線,發展到現在擁有工業級通用MCU芯片、工業級三合一MCU芯片、車規級8位MCU芯片、車規級32位MCU芯片以及電池管理MCU芯片等系列產品。截至目前,比亞迪半導體車規級MCU已經裝車突破500萬顆,MCU累計出貨超20億顆,實現了國產MCU在市場上的重大突破。 



中國是全球[敏感詞]大汽車產銷國,也擁有全球[敏感詞]車用MCU市場。目前平均一輛車上會用到100顆左右的MCU,這樣估算下來,我國車用MCU市場總量約為20億顆,市場規模高達數百億元。汽車新四化(電動化、智能化、網聯化、共享化)的興起,對于MCU的需求會進一步增長。

除了與海外品牌對標價格、產品性能、技術服務、物流響應等綜合實力以外,編者認為國產半導體還需要持續加強生態系統的建設和內容完善。以STM32為例,ST為各系列產品提供了從硬件、軟件開發工具等完善的生態系統,以從配置、開發、燒錄到跟蹤的一站式開發平臺,構建無縫的開發流程,見下圖。



同時, ST還通過中國大學計劃、官網/官微等線上平臺、在線培訓等多層次的資源支持,培養了大批潛在用戶群。



此外,ST還通過合作伙伴計劃為合作伙伴發揮創造力提供便利,讓客戶更容易接觸到更多開發資源。創芯工坊就是生態合作伙伴里的其中一份子,為大家提供固件加密和安全燒錄產品和服務。第三方合作伙伴不僅提供硬件開發板、調試器和燒錄器等硬件資源,也提供程序固件服務(固件加密、固件安全燒錄、固件云燒錄等),最終實現ST、合作伙伴和客戶三方共贏。



“人間正道是滄桑”出自1949年毛澤東所作《七律·人民解bai放軍占領南京》,他在北平香山雙清別墅得知4月23日人民解放軍占領南京的捷報,心情振奮,寫下的這首詩。

原文如下:

鐘山風雨起蒼黃,百萬雄師過大江。

虎踞龍盤今勝昔,天翻地覆慨而慷。

宜將剩勇追窮寇,不可沽名學霸王。

天若有情天亦老,人間正道是滄桑。

事物不斷的向前發展更新變化,這是必然的規律!中國坐擁全球[敏感詞]的消費市場,具有天然的市場應用優勢,也擁有優秀的行業從業人員,基于此,國內MCU產業還需要一段很長的路要走,不可急于求成,不可一味考慮彎道超車和走捷徑,得走“正道”,方得正果!


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