MCU國產化 – 人間正道是滄桑

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2022-03-17 07:04:25 2

自華為事件以后的很長一段時間，中國半導體行業(yè)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(fā)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(yè)協(xié)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(zhàn)略定力》的演講，指出當前國內半導體的發(fā)展，應該回歸以產品為中心的思維，重新審視半導體產業(yè)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(yè)發(fā)展規(guī)律，平衡資源，平衡發(fā)展，避免急功近利冒進式的發(fā)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(yè)類電機控制、汽車電子、無線通訊、物聯(lián)網(wǎng)，甚至人工智能，在中國都有大量的開發(fā)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(fā)展優(yōu)勢更加明顯，也造就了不少本土單片機明星企業(yè)！

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(tài)、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(yè)控制、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)市場，仍被國外的MCU廠商所壟斷！

亞太區(qū)Y2019單片機業(yè)績排名如下：

從2020年全球MCU市場份額來看，32位MCU將占據(jù)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(lián)網(wǎng)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(fā)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(chuàng)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(tǒng)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(xiàn)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(jù)自身技術和市場優(yōu)勢，在電子消費類、物聯(lián)網(wǎng)、新基建和汽車電子等不同行業(yè)的長遠布局。

早在2013年4月，兆易創(chuàng)新就推出了國內*基于Arm Cortex-M3內核的32位MCU。經過近7年多的持續(xù)開拓，目前兆易創(chuàng)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(yè)級可靠性和開發(fā)簡易等特點。根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2017年5月，兆易創(chuàng)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(shù)字已經突破了4億片。

2019年8月，兆易創(chuàng)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(xiàn)有產品在軟件開發(fā)和引腳封裝方面的兼容性。GD32V系列MCU在最高主頻下的工作性能可達153 DMIPS，CoreMark測試也取得了360分的優(yōu)異表現(xiàn)，相比GD32 Cortex-M3內核的GD32F103性能提升15%的同時，動態(tài)功耗降低了50%，待機功耗更降低了25%。

未來，GD32 MCU后續(xù)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(fā)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(tǒng)
● 輔助駕駛系統(tǒng)

芯海科技股票代碼 688595

芯海科技現(xiàn)在產品主要面向4個領域：1）是健康測量和醫(yī)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(chuàng)新仍將圍繞ADC+MCU雙平臺，為物聯(lián)網(wǎng)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(shù)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(tǒng)消費類電子市場，也持續(xù)在電機控制市場加強投入，可以參考靈動微市場總監(jiān)：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。

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(yōu)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(xiàn)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(shù)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(fā)力，更圍繞*新基建，萬物物聯(lián)5G大數(shù)據(jù)等市場熱點，陸續(xù)在高端及專用SOC領域推出新型產品。

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(yè)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(fā)、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(yè)鏈。比亞迪半導體認為MCU芯片作為汽車電子系統(tǒng)內部運算和處理的核心，是汽車從電動化向智能化深度發(fā)展的關鍵。憑借在汽車行業(yè)的沉淀，2007年比亞迪半導體進入了MCU領域，從工業(yè)級MCU開始，堅持性能與可靠性的雙重路線，發(fā)展到現(xiàn)在擁有工業(yè)級通用MCU芯片、工業(yè)級三合一MCU芯片、車規(guī)級8位MCU芯片、車規(guī)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(guī)級MCU已經裝車突破500萬顆，MCU累計出貨超20億顆，實現(xiàn)了國產MCU在市場上的重大突破。

中國是全球*大汽車產銷國，也擁有全球最大車用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(guī)模高達數(shù)百億元。汽車新四化（電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)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(xù)加強生態(tài)系統(tǒng)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(fā)工具等完善的生態(tài)系統(tǒng)，以從配置、開發(fā)、燒錄到跟蹤的一站式開發(fā)平臺，構建無縫的開發(fā)流程，見下圖。

同時， ST還通過中國大學計劃、官網(wǎng)/官微等線上平臺、在線培訓等多層次的資源支持，培養(yǎng)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(fā)揮創(chuàng)造力提供便利，讓客戶更容易接觸到更多開發(fā)資源。創(chuàng)芯工坊就是生態(tài)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(fā)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(xiàn)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(fā)展更新變化，這是必然的規(guī)律！中國坐擁全球最大的消費市場，具有天然的市場應用優(yōu)勢，也擁有優(yōu)秀的行業(yè)從業(yè)人員，基于此，國內MCU產業(yè)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！

與君共勉！

※注1：歡迎轉載，但并注明出處

※注2：部分數(shù)據(jù)來自《國際電子商情》和《IC Sights》以及MCU廠家官方公布數(shù)據(jù)，再次致謝！

“ICWORKSHOP 創(chuàng)芯工坊” 簡稱ICW，分別代表Innovation + Creativity + Wealth，助力單片機開發(fā)者，激發(fā)開發(fā)者創(chuàng)造精神，為開發(fā)者創(chuàng)意保駕護航，從而體現(xiàn)知識產權價值！

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