MCU国产化 – 人间正道是沧桑

2020-11-14 09:31:04 5

自华为事件以后的很长一段时间,中国半导体行业就一直很火热,一方面缘于政策扶持,另一方面也是供需市场需求的自然发酵,加速了国产半导体在各领域遍地开花。近期清华大学微电子学研究所所长、中国半导体行业协会副理事长魏少军教授在全球CEO双峰会上做了《人间正道是沧桑,关于大变局下的战略定力》的演讲,指出当前国内半导体的发展,应该回归以产品为中心的思维,重新审视半导体产业五大板块:设计、制造、封测、装配和材料上的差距,一定要尊重产业发展规律,平衡资源,平衡发展,避免急功近利冒进式的发展。


以常用的MCU单片机产品来看,因为从手机周边消费类产品、小家电到工业类电机控制、汽车电子、无线通讯、物联网,甚至人工智能,在中国都有大量的开发团队和配套支持体系,同时中国也拥有最为广泛的消费群体和应用场景,基于上述因素,单片机在国内的发展优势更加明显,也造就了不少本土单片机明星企业!


中国市场虽然在不断扩大,但是对标海外品牌,国产MCU在产品形态、市场份额和技术先进性上,还有不小差距。


2020年,预计国产MCU厂商的销售额将达到148亿元人民币,占整个中国MCU市场的55%。目前国内MCU厂商主要在消费电子、智能卡和水电煤气仪表等中低端应用领域竞争,但在市场潜力大且利润比较高的领域,比如工业控制、汽车电子和物联网市场,仍被国外的MCU厂商所垄断!


亚太区Y2019单片机业绩排名如下:


从2020年全球MCU市场份额来看,32位MCU将占据62%,16位占比23%,4/8位占比15%;而从国内MCU应用市场来看,之前仍以8位MCU为主,但是随着终端产品不断升级,同时伴随着物联网时代对于运算能力和低功耗的强烈需求, 加之两者的平均售价正逐步缩小差距,32位MCU一定会迎来爆发式的增长!

另外,华为事件虽然造成了一些负面影响,但却间接带动了“国产替代”热,为国内MCU厂商创造了大好商机。预计到2023年国内MCU厂商的出货量将增长到256亿元,其中在消费电子MCU市场的占比将达到86%!

以下是电子工程专辑在2020年8月整理的30家国内MCU厂商的基本信息及统计分布图


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

总部:上海10家、深圳7家、北京3家、珠海3家、苏州2家,青岛、南京、杭州、重庆和安徽芜湖各1家


从内核架构上看,Arm 架构仍为主流,占比超过55%,不过,随着政策扶持和市场推进的深入,RISC-V 比例也呈现上升趋势。

我们收集整理了部分典型国产MCU厂家产品对比,由此也可以看出各厂家依据自身技术和市场优势,在电子消费类、物联网、新基建和汽车电子等不同行业的长远布局。


早在2013年4月,兆易创新就推出了国内首款基于Arm Cortex-M3内核的32位MCU。经过近7年多的持续开拓,目前兆易创新在基于Arm内核的MCU产品上已经有了24条完整的产品线,有超过300款可选型号,具有高性能、系列间兼容、工业级可靠性和开发简易等特点。根据官方公布的数据显示,截至2017年5月,兆易创新的32位MCU出货已经累计突破1亿片,截至2020年6月这一数字已经突破了4亿片。


2019年8月,兆易创新还推出了全球首颗基于RISC-V内核的通用MCU:GD32V系列,新品首批提供了14个型号,包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4种封装类型选择,并完整保持了与现有产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性。GD32V系列MCU在最高主频下的工作性能可达153 DMIPS,CoreMark测试也取得了360分的优异表现,相比GD32 Cortex-M3内核的GD32F103性能提升15%的同时,动态功耗降低了50%,待机功耗更降低了25%。


未来,GD32 MCU后续的市场产品会朝着:无线连接、超低功耗和汽车级产品三大领域发展。

无线连接

Y2020

● IOT WiFi

● BT+BLES.x+WiFi多模

● Sub 1GHz多模

● UWB


超低功耗

Y2021

● 电池供电设备

● 便携式设备

● 可穿戴设备


汽车级产品

Y2022

● 汽车级产品认证

● 车身控制系统

● 辅助驾驶系统



芯海科技
股票代码 688595

芯海科技现在产品主要面向4个领域:1)是健康测量和医疗类的产品;2)是人机交互产品;3)电信号测量、电源管理控制产品;4)智能家居的传感器产品。芯海科技以ADC起家,深耕ADC领域17年,在MCU领域也有12年积累,其未来核心创新仍将围绕ADC+MCU双平台,为物联网提供各种低功耗、小尺寸、高精度和高性能信号链产品!

图片关键词

灵动微电子

自2011年3月成立至今,灵动微电子已经成功完成数百余MCU产品的设计及推广,灵动微电子目前已批量供货的基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核的MCU产品包括:针对通用高性能市场的MM32F系列,针对超低功耗及安全应用的MM32L系列,具有多种无线连接功能的MM32W系列,电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列,以及OTP型的MM32P系列等,以满足客户及市场多领域、多层次的丰富应用场景需求。


灵动微电子除了关注传统消费类电子市场,也持续在电机控制市场加强投入,可以参考灵动微市场总监:黄致恺先生,在2020年第15届深圳电机技术研讨会上的分享:http://news.ifeng.com/c/7ysBnANAD39,详细解答了:电机控制主流方案和电机能耗等重点问题。


航顺芯片

航顺芯片2014年成立于深圳,软硬件全兼容进口MCU,作为其一大优势,航顺提供了最快切入市场的低成本MCU产品。近期推出的HK32F030M这一款32 位MCU居然终端用户价格做到低于1元人民币,终于实现了32位机替代中高端8位/16位MCU的一个最艰难突破口!HK32F030M不仅价格低,而且拥有48M主频,10万次擦写次数等,可广泛应用于血氧仪、电机、吊扇灯、空调冰箱控制器等产品!


未来,航顺芯片不但在通用MCU领域发力,更围绕国家新基建,万物物联5G大数据等市场热点,陆续在高端及专用SOC领域推出新型产品。


比亚迪半导体

比亚迪半导体有限公司前身为深圳比亚迪微电子有限公司,成立于2004年。目前,比亚迪半导体主要业务覆盖功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售,拥有包含芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用在内的一体化经营全产业链。比亚迪半导体认为MCU芯片作为汽车电子系统内部运算和处理的核心,是汽车从电动化向智能化深度发展的关键。凭借在汽车行业的沉淀,2007年比亚迪半导体进入了MCU领域,从工业级MCU开始,坚持性能与可靠性的双重路线,发展到现在拥有工业级通用MCU芯片、工业级三合一MCU芯片、车规级8位MCU芯片、车规级32位MCU芯片以及电池管理MCU芯片等系列产品。截至目前,比亚迪半导体车规级MCU已经装车突破500万颗,MCU累计出货超20亿颗,实现了国产MCU在市场上的重大突破。 


中国是全球第一大汽车产销国,也拥有全球最大车用MCU市场。目前平均一辆车上会用到100颗左右的MCU,这样估算下来,我国车用MCU市场总量约为20亿颗,市场规模高达数百亿元。汽车新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)的兴起,对于MCU的需求会进一步增长。

除了与海外品牌对标价格、产品性能、技术服务、物流响应等综合实力以外,编者认为国产半导体还需要持续加强生态系统的建设和内容完善。以STM32为例,ST为各系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完善的生态系统,以从配置、开发、烧录到跟踪的一站式开发平台,构建无缝的开发流程,见下图。


同时, ST还通过中国大学计划、官网/官微等线上平台、在线培训等多层次的资源支持,培养了大批潜在用户群。


此外,ST还通过合作伙伴计划为合作伙伴发挥创造力提供便利,让客户更容易接触到更多开发资源。创芯工坊就是生态合作伙伴里的其中一份子,为大家提供固件加密和安全烧录产品和服务。第三方合作伙伴不仅提供硬件开发板、调试器和烧录器等硬件资源,也提供程序固件服务(固件加密、固件安全烧录、固件云烧录等),最终实现ST、合作伙伴和客户三方共赢。


“人间正道是沧桑”出自1949年毛泽东所作《七律·人民解bai放军占领南京》,他在北平香山双清别墅得知4月23日人民解放军占领南京的捷报,心情振奋,写下的这首诗。

原文如下:

钟山风雨起苍黄,百万雄师过大江。

虎踞龙盘今胜昔,天翻地覆慨而慷。

宜将剩勇追穷寇,不可沽名学霸王。

天若有情天亦老,人间正道是沧桑。

事物不断的向前发展更新变化,这是必然的规律!中国坐拥全球最大的消费市场,具有天然的市场应用优势,也拥有优秀的行业从业人员,基于此,国内MCU产业还需要一段很长的路要走,不可急于求成,不可一味考虑弯道超车和走捷径,得走“正道”,方得正果!


与君共勉!


※注1:欢迎转载,但并注明出处

※注2:部分数据来自《国际电子商情》和《IC Sights》以及MCU厂家官方公布数据,再次致谢!


“ICWORKSHOP 创芯工坊” 简称ICW,分别代表Innovation + Creativity + Wealth,助力单片机开发者,激发开发者创造精神,为开发者创意保驾护航,从而体现知识产权价值!


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