据研究机构Omdia数据分析,2020-2024年预计全球工业半导体市场规模年均复合增长率为4.9%,到2024年,全球工业芯片市场销售规模将达623亿美元,增长率为26.9%。其中,作为实现智能制造的基础,MCU成为工业互联网发展过程中需要广泛采用的电子产品之一。

 

IHS数据显示,预计到2022年,全球MCU销售额将达到240亿美元,中国MCU市场规模将达到319.3亿元,市场增速领先全球。

 

中国MCU市场规模增长与预测(图源:IHS)

 

风口当前,国产工业芯片力量也在悄然崛起,国民技术作为本土MCU行业领先企业,深入其中。

 

4月14日,2021慕尼黑上海电子展首日,国民技术总经理助理牟鑫慧受邀与非网“深度对话”直播间,跟与非网记者围绕《通用安全MCU为工业智能和安全赋能》主题进行了交流分享,深度剖析通用MCU为智能工控和工业物联网安全助力,以及国民技术凭借自身技术积累和资源优势为行业带来的革新。

 

与非网记者李晨光(左)、国民技术总经理助理牟鑫慧(右)

 

本次慕尼黑上海电子展,国民技术展区分为10大主题,带来了基于全系列芯片产品打造的80余件展品及MCU开发生态与客户见面,其中与工业控制与联网节点安全相关的版块涵盖电机控制、工业应用、物联网等业务产品。

 

MCU为工业智能与安全赋能

近年来,“工业控制智能化”成为行业热词,牟鑫慧表示,智能化的工业控制离不开数据的实时采集、传输和处理,好的数据分析模型可以实现可预测性的维护、更好的能源效率和更高的生产效率,因此工业物联网设备与边缘计算设备的结合与部署,是工业控制智能化的基础和前提条件。据iothome统计,有超过80%的工业制造公司正在使用或计划使用IoT设备。

 

不难发现,在实际应用中,在不同的工业现场,对数据的采集、分析和处理都提出了包括实时性、安全性、准确性等多方面的要求,那么从MCU层面来看,该如何满足该趋势的发展?

 

“工业控制具有特殊性,通常要求具备实时、高效、安全、可靠等特性,对智能化控制器MCU提出了更高的功能和性能要求。国民技术MCU采用先进的40nm工艺,在设计上采用低功耗电源管理、CPU加速、密码硬件加速等系列先进技术,硬件加速极大提升算法性能,硬件加速后的算法性能是软件算法的数十倍甚至百倍,而且在提高安全能力的同时,不会影响到本身处理性能。凭借产品高性能、高集成度、高可靠性、低能耗、安全等特色,可应用于多种工业与物联网终端应用场景,包括工业控制、电机控制、智能表计、电池及能源管理、通信、机器人、汽车电子等领域。”牟鑫慧向与非网记者介绍了国民技术和MCU在其中的作用与价值。

 

随着物联网/工业物联网风口的持续酝酿,国民技术看到了该市场应用广泛且碎片化的特点,而相比针对特定场景的专用MCU,通用MCU资源丰富、外设接口众多,更能够应对复杂多变的应用环境。在这些需求和趋势驱动下,国民技术基于多年的芯片设计经验,形成了“通用+安全”的MCU发展策略,以及“安全+通用+无线射频”的技术平台。

 

“安全方面,为了更好地赋能工业智能与安全,MCU产品采用安全SoC技术平台架构,基于32位ARM Cortex-M处理器内核,集成了丰富模拟资源与接口,内置多种密码算法硬件加速引擎以及安全单元,采用读写保护、安全存储、分区权限管理、时钟安全、密码算法加速、安全版图、攻击检测等多种安全机制,并且完整支持国密和国际密码算法,大大提升了通用MCU的安全能力。”牟鑫慧补充道,基于在安全技术的既有优势,国民技术致力于为物联网植入安全基因,设计具有安全属性的通用MCU产品。

 

MCU市场格局待破

随着工业基础设施数字化、智能化的不断深入,工业应用市场的新需求给MCU市场带来了发展机遇。

 

在市场前景广阔的情况下,一份来自研究机构Omdia的数据报告显示,在中国工业MCU应用市场中,国外厂商占据90%的市场份额。目前国内MCU厂商主要在消费电子、智能卡等中低端应用领域竞争,在市场潜力大且利润高的工业控制、汽车电子和物联网市场,基本都被国外MCU厂商垄断,国内厂商份额寥寥。

 

对于如何抓住机遇,牟鑫慧指出,国内厂商依靠高性价比的优势逐步占领中低端MCU领域,近几年本土MCU发展迅速,已经到了可以在绝大部分领域替代国外同类产品的程度。主要的差距在于,本土MCU的开发生态没有国外产品丰富,本土MCU应用方案的多样性和成熟度还有待提升,客户信心和使用习惯的培养也需要一个长期的过程。这些方面都需要本土MCU厂商奋起直追,迎头赶上。另一方面,国内厂商在市场服务上更具优势,从而有可能成为打破国外企业垄断的重要因素。

 

以国民技术为代表的国内MCU头部企业,正在深耕行业、推陈出新,除了不断探索通用MCU的技术演进,国民技术还注重于方案创新,在工业信息化、智能化发展的趋势下,不断丰富产品线和产品应用方向。其中,电机控制系列MCU致力于打造高性能、低BOM成本、高可靠性、低噪声和小体积等产品和方案,携优势产品迎接市场机遇。

 

缺芯潮下的挑战与机遇

MCU供需失衡行情已经持续至今。

 

近日有消息称,小家电与消费性MCU供给偏紧压力继续加大,交货周期从正常的4-6周拉长到5-10个月。台湾地区主要MCU厂商传出近期再度调涨报价10%-20%。同时,头部MCU厂商今年底前的产能均已订满,小家电等下游客户已争相洽谈明年上半年产能分配事宜。

 

对于全球芯片短缺问题,牟鑫慧指出,全球晶圆紧张引发的芯片缺货潮对产业链影响较大,但对公司芯片的代工生产影响有限。公司安排专门的团队做好保供应方面的具体工作,包括在与供应商就短期产能、长期产能供给合作、交期保障合作、产品供货质量合作等方面形成一系列的工作协同关系,力争通过产业链上下游共同对市场需求的把握,推动做好长周期物料、材料等影响交期、产能的协作,通过通力协作,将产品周期和成本控制在业内有竞争力的范畴。

 

另一方面,牟鑫慧表示,这波芯片慌在某种程度上有利于国产芯片品牌的发展壮大。在当前MCU市场缺货行情持续的情况下,原本使用国外芯片的许多下游整机厂商也会转向国内芯片厂商进行采购,愿意给国产替代一个机会,本土MCU产业链有望加速产品的市场拓展,提升产品迭代和出货量,从而进一步受益于MCU市场高涨的应用需求。

 

综合来看,在全球贸易关系日益紧张、突发疫情以及芯片荒的影响下,国产芯片将迎来转机。

 

结语

5G时代加速来临,未来工业控制或工业物联网领域的智能连接数将大为增加,设备类型日趋多样化。接入工业物联网的智能设备数量和类型越来越多,因此高性能、高安全、易于管理的边缘计算设备需求的爆发将带动包括MCU、无线射频、安全芯片在内的相关芯片的发展。

 

为了更好地在工业/物联网应用方向进行市场拓展,国民技术以解决工业细分市场应用痛点为突破口,从技术突破到产品运营,从应用落地回到技术再创新,一直在推动国产工业芯片发展的路上持续发力,以实现全产业链的多方合作共赢为目标。

 

“工业智能控制与物联安全之路,国产MCU任重道远。国民技术通过打造通用安全MCU产品,持续赋能工业智能与安全”,采访最后,牟鑫慧说道。