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[导读]ELEXCON 2021(深圳国际电子展暨嵌入式系统展)在9月27-29日于深圳国际会展中心顺利召开。作为以嵌入式为课题的展会,在地缘政治摩擦和晶圆缺货大背景下,国产MCU在本届展会频繁刷脸。

ELEXCON 2021(深圳国际电子展暨嵌入式系统展)在9月27-29日于深圳国际会展中心顺利召开。作为以嵌入式为课题的展会,在地缘政治摩擦和晶圆缺货大背景下,国产MCU在本届展会频繁刷脸。

MCU将在物联网时代大展身手

“物联网源于互联网领域,是信息科学技术产业的第三次革命”,航顺芯片技术研发有限公司技术支持资深FAE杨应纯在ELEXCON 2021上表示,目前来说,发展的重点主要集中在着力发展物联网技术、大力培育物联网产业、全力推进物联网应用和努力搭建物联网平台这四个方面。2020年以来,传感器、网络(通信)、分析(云)和应用程序是影响物联网模型的四个组成部分,并将产生不同程度的影响。

杨应纯认为,目前全球的物联网相关技术、标准、应用、服务还处于初步阶段,物联网核心技术正在持续发展,标准体系正在加快构建,产业体系还在处于建立和完善过程之中。物联网有望在未来几年大规模普及,目前年复合增长率保持在20%左右,到2023全球物联网市场规模有望达到2.8万亿美元左右。

MCU作为物联网中重要构成之一,能够充分释放物联网嵌入式应用的价值。纵览MCU全球业务,2015年MCU规模可达159.45亿颗,出货量达到220.58亿美金,时间放眼到2020年整体规模可达206.92亿颗,出货量达到360.65亿美元。

从MCU产品应用来看,33%集中在汽车电子中,25%在工控/医疗,23%在计算机,11%在消费电子,据了解这些领域中MCU被大量使用,且在大量使用下对低功耗和集成度提出了更高的要求。

反观MCU结构分布,市场上62%的产品使用%的是32位产品,23%使用的是16位产品,15%使用的4/8位产品。

从国际竞争格局来看,目前中国MCU市场仍主要被国外厂商占据,前八大国外MCU厂商市场占比高达84.08%。国内MCU厂家总的市场占有率较低,从国产替代角度,国内MCU芯片设计企业具备较大的市场提升空间。

在上述发展中,他认为物联网嵌入式应用中MCU的发展趋势遵循四点规律:

其一,32bit MCU是物联网时代的主流。随着系统任务复杂化,计算能力的需求越来越高,这促使MCU开始迈向32位时代。通过数据来看,2015年起全球32位MCU出货量超过4位、8位、16 位MCU出货量的总和。物联网嵌入式应用基本被低功耗高性能32位MCU所取代。

其二,低功耗是物联网时代的核心竞争力。可移动、无人值守等的物联网应用及数量更为庞大的无线传感节点及电池供电应用等,功耗和续航时间更是直接关系到产品的可行性,超低功耗MCU成核心竞争力。举一个例子来说,华为的超低功耗的手表,采用的是通过亚域值的电路来实现超低功耗的MCU。

其三,高整合度MCU是物联网时代的趋势。在人工智能和物联网双重发展的时代下,绝大部分物联网应用都需搭载下一代高集成度MCU芯片,实现传感、通信安全信息处理、计算、下达控制指令等复杂任务。具备AI能力和云端接入能力是下一代MCU芯片与传统MCU芯片最大的不同。

其四,地缘政治摩擦下,国产化现实成为刚需。纵览市场,越来越多的应用都在指定采用国产芯片的来实现,特别是在安全类的芯片上需求量极大。

大背景之下MCU企业的新格局

在ELEXCON 2021上,众多国产化MCU也出现在展区,包国民技术、航顺、华大半导体、灵动微电子、沁恒微电子、AutoChips、极海半导体、雅特力等知名企业。记者通过对展位的采访,发现在地缘政治摩擦和晶圆缺货涨价的大背景下,行业的新格局:

其一,CortexM内核的进化。目前来说,MCU中CortexM0/M0+依托其超低成本顺理成章地占据绝大多数市场,不过M0/M0+是供货较为紧张的内核类型。一些企业对记者表示,正在引导从供货紧张的M0+转向M4内核。另外,在物联网对于性能和灵活性要求愈发强烈之下,一些企业准备推出M7/M33内核产品。记者经过寻访国民技术、航顺、华大半导体、沁恒微电子后发现,国产MCU企业均已拥有M0/M0+/M3/M4/M7/M33的齐全产线,以为用户带来最灵活的选择。

其二,市场的进化。国内MCU企业的发家产品各有特色,比如国民技术是从安全做起的、华大半导体是从表计市场开始的、航顺芯片则是通过兼并高端32位MCU核心产品而做起的。在近年来,工业物联网和车联网的兴起之下,一众厂商均将工业和汽车作为重点市场,并作为下一个台阶,特别是在汽车MCU紧缺的现在,国内企业抓紧布局,旨在快速占有这篇广阔市场。另外,本次展会中,消费电子产品也成为独特的风景线,手持云台、TWS耳机、无人机等展品令人眼花缭乱,由此可以预见消费产品的成本进一步压缩以及功耗上的继续突破。

其三,国产化问题成为台面上的问题。此前,记者了解到,许多网友对于国产MCU的兼容性、后服务和开发易用性上存在较大的不满。部分网友透露,国产MCU的手册说明书非常混乱,甚至不如直接观看国外的手册;还有一些工程师认为,开发后服务难,在遇到开发瓶颈时很难获得帮助。本届展会上,许多企业开始将这些问题放在台面上,在展台和论坛中强调自身公司的软件、开发手册、参考设计和技术解答服务。国民技术技术工程师告诉记者,我们不仅拥有完备的软件基础和参考设计,专业团队甚至还会内部考核,一切都是为了保证工程师的问题能够被解答。

其四,RSIC-V指令集的MCU开始逐渐浮现。据记者获悉,此前兆易创新曾专门推出过一款RSIC-V指令集的MCU。RISC-V作为开源指令集,成为国产追逐的机会之一,这一指令集除了能够在SoC中发挥大作用,在MCU中也是值得布局的一项技术。记者从航顺工程师得知,航顺已推出M0+RISC-V的MCU,该产品能在arm和RISC-V之间进行切换,作为双指令集产品拥有极强的灵活性。除了航顺,大部分展位上RISC-V也成为一道靓丽的新名词。

在物联网大时代下,发展的态势是多变的,仅从几家观点来看无疑是管窥蠡测。但在不得不谈国产化的大背景之下,ELEXCON 2021作为今年嵌入式最大看点,能够看出更多企业已开始跟进国产芯片事业。

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