MCU虽然只是基于传统晶圆制造工艺的一个看起来非常普通的芯片,但是无论和复杂的CPU、GPU等高端芯片相比,还是和体量上更为庞大的各类模拟芯片相比,其重要程度一点都不逊色。中国MCU厂商虽然起步较晚,但朝气蓬勃。IHS数据显示,近5年来中国MCU市场的年复合增长率约为7.2%,增速超过全球市场。

 

MCU本土化速度加快

 

据IHS统计,2020年中国MCU市场规模达到269亿元。而这庞大的市场,主要被海外大厂所占据,国产MCU渗透率较低。更重要的是,中国MCU厂商主要集中在消费电子和家电等细分市场,汽车和工业控制等中高端市场则被国际大厂垄断。

 

今年年初出现的芯片短缺情况,对于国产MCU的发展有一定的助力。资料显示,ST、NXP等MCU大厂2020年以来出现了交货周期延长和价格暴涨情况,一些国内MCU用户为了确保供应链安全开始将自身MCU平台部分切换至国内供应商。客户数的增加帮助国内MCU厂商开发出了更多产品系列,加速了MCU的本土化进程。

 

Gartner数据显示,中国MCU市场在2020—2025年的年复合增长率达9%,高于全球MCU市场总量7%的年复合增长率。国产MCU在各行各业的渗透率稳步增长,也让市场客观认识到了国内MCU产业的成长。以中科芯32位MCU对标STM32系列为例,由于STM32F103R8T6处于缺货涨价的状态,而中科芯的CKS32F103R8T6可以实现软硬件高度兼容,成为了STM32F103R8T6的替代。

 

国产MCU厂商向新领域拓展

 

今年的芯片短缺同时刺激了国产厂商向人工智能、汽车等新领域拓展。如今,许多国产MCU厂商都在积极布局中高端各系列MCU产品线。人工智能、智能制造、自动驾驶等热点MCU应用也开始频繁出现国产MCU的身影。芯旺、杰发科技、赛腾微、琪埔维和比亚迪半导体等国产芯片企业,纷纷实现了车规级MCU的量产,进军智能汽车领域。

 

人工智能、智能制造、自动驾驶等热点应用对MCU的集成度、处理能力、稳定性以及功耗等方面也提出了更高的要求。航顺芯片产品经理陈水平认为,随着MCU向人工智能等中高端市场的进军,未来MCU将走向更高主频、多架构共存(多核同构、多核异构)的模式。此外,丰富的内部资源和外部接口以及更先进的制程,也将成为未来国产MCU在中高端领域的主要发展方向,从而能够实现更好的大数据运算处理能力、多核协作能力,以及超低的功耗。

 

陈水平表示,尽管中国MCU在近几年发展非常迅速,但由于目前国内MCU本土化才刚起步,如何提升产品的质量、性能以及竞争力,是当下最重要的事。此外,如今中国整体的MCU市场会向32位高端MCU转变,8位MCU将逐渐被市场淘汰,而目前中国在智能汽车等高端行业32位MCU本土化还是空白,且各个行业细分领域的专用MCU产品还需完善,此外,还需完善整个生态链。

 

RISC-V将为本土MCU带来更多机遇

 

RISC-V的兴起也给国产MCU带来了更多发展机遇。RISC-V指令集自2010年诞生以来,由于其开源的特性,广受好评。如今风头正劲的RISC-V内核应用最广的则是MCU领域,国内知名MCU厂商几乎均在使用RISC-V的方案,而RISC-V也凭借其指令集少、开源等的优点,给国内MCU厂商注入了新的活力。

 

尽管RISC-V在操作系统、开发工具等的生态系统方面不如ARM架构,产业联盟内部对RISC-V发展方向也一直存在分歧。但不可否认,RISC-V的灵活可拓展性及高定制化的特性,使其在对生态系统依赖性比较小的高端新型市场(如嵌入式IoT、人工智能等)中拥有更大的潜力。目前,国内企业相继推出基于RISC-V内核的MCU产品。

 

中国工程院院士倪光南认为,中国可适当聚焦RISC-V架构来发展芯片产业,从而避免受到外国架构垄断的制约,将芯片产业发展的主动权牢牢掌握在自己手中。鉴于RISC-V采用开源模式,聚焦RISC-V架构并不需要投入大量资金,而是要确立技术路线,组织和调动好开源社区、开源人才,并对其进行相应的政策引导,从而充分发挥我国举国体制优势、丰富的人才优势和超大规模市场优势。

 

芯来科技市场及战略副总裁李珏表示,RISC-V在满足定制化MCU差异化需求方面,具备天生的优势。此外,由于其微架构设计精简,在低功耗设计方面也会更为灵活。未来MCU市场,RISC-V在定制化以及性价比等方面将显示出新的活力。

 

“RISC-V由于其开放、简洁、模块化、可扩展的特性,极有助于生态的推广,能够帮助国产MCU后来居上,并获得更快的发展速度和更佳的生态优势。虽然未来ARM依旧会是MCU市场的主流架构,但是在新兴领域RISC-V将有更大的发挥空间。”芯昇科技有限公司MCU产品线总经理乔文平向《中国电子报》记者说。

 

尽管如今随着RISC-V架构在国内MCU企业中的逐步渗透,研发出了许多不同于国外通用产品的特色技术产品,与国际巨头也形成了差异化竞争,让中国MCU企业看到了各种新的希望。然而,李珏认为,目前在基于RISC-V的MCU产品的生态上,还有待整个产业界一起培养用户群体使用软件工具的习惯。“想要做好MCU市场,特别是新兴的RISC-V MCU市场,最主要的是做好产品方案的推广,只有通过方案的灵活应变,才能让应用市场快速拥抱新生态。”李珏说。

 

企业代表谈中国MCU市场机会

 

 

肖德银

国民技术股份有限公司副总经理

 

国产MCU本土市场占有率极低,总计不到百分之十,其中既有市场环境因素,也有技术因素,更有人才因素制约。国产MCU要实现突破,需要在人才、技术、产业方面形成突破。人才方面,一方面大力培育与挖掘本土人才,另外一方面更需引入国际化的人才帮助企业快速发展。在技术方面,特别在MCU架构、性能、功耗、可靠性、混合设计技术方面赶超国际友商水平。在产业及市场方面,一方面要利用好本土化优势,另外一方要面利用好窗口期,形成突破。总体上来看,国内企业加大在人才引入、技术研发投入等方面的投入,将获得比较好的发展机会。

 

着眼于长期发展,国内芯片厂商无论在技术能力提升、产业生态培育,还是在产品覆盖面、应用方案等各方面均需继续提升。在产品方面,加快发展宽产品线的发展模式,以适应多样化的需求与不同层次性价比要求;在产业生态方面,加大在MCU相关的开发工具链、操作系统、技术交流平台、量产、参考设计、培训等综合性方面的投入;在人才方面,加快引入具有国际视野的人才团队,缩短人才素质及能力差距;在应用方案及参考设计方面,利用好本土化优势,联合整机厂商共同定义产品及技术规格,从定义到设计、验证、导入、量产形成合力优势。

 

梁 磊

上海复旦微电子集团股份有限公司电力电子事业部技术市场总监

 

一方面,中国拥有全球最大的市场,相比海外品牌,本土公司更加靠近需求,能够提供更好的产品与服务。本土MCU公司在产品的性价比方面往往有较大的优势,这也促进了MCU本土化的进程。由于存量市场巨大,能够有自己的产品特色、质量过硬且有完整生态的本土MCU产品会有较好的发展机会。另一方面,随着智能家居、健康医疗、物联网、新能源等新兴领域产品的快速普及,全球对MCU的需求量都在快速增长。除了数量的增加,对低功耗、高算力、定制化、特殊外设等方面也都提出了新的需求,这也为国产MCU公司提供了更多的发展空间。

 

目前国产MCU集中于相对低端的消费类产品,工业类或者高端应用还是以海外品牌为主。随着快速发展,国内MCU的也慢慢显现出同质化严重、价格战等不太好的发展环境。随着时间的推移,芯片原厂也需要结合实际市场需求推出定制化的高端芯片。单纯的MCU只是一个硬件基础,而发展到最后,各家品牌的决胜点会落在生态的建设上面。好的产品除了最基本的硬件保证之外,还要有友好的开发环境和配套生态。

 

Eric Bauereis

Silicon Labs公司 MCU产品经理

 

过去几年,中国MCU公司不断发展壮大。在大多数情况下,他们在供应链运营方面面临着与所有MCU公司相同的问题;同时中国MCU厂商也面临与贸易争端相关的问题。大多数厂商继续关注成本和客户服务,或供应链方面的问题。有厂商开始通过改进工具和软件以获得更好的设计体验,从解决项目的总成本和维持长期合作关系等方面入手。一些公司通过为特定市场提供特定的性能或功能来实现差异化,但这些市场通常是在亚太地区。

 

陈水平

深圳市航顺芯片技术研发有限公司产品经理

 

如何提升产品的质量、性能,以及竞争力是当下最重要的事情,尤其是在汽车电子、高端的人工制造等行业,32位MCU还是空白。完善产品的同时也要完善整个生态链。

 

李 珏

芯来科技有限公司市场及战略副总裁

 

中国MCU企业在发展上已经出现了各具特色的应用方向,特别是随着RISC-V架构在国内MCU企业中的逐步使用,出现了许多不同于国外通用产品的特色产品,和国际巨头形成了差异化竞争。目前的困难,一是产能持续紧张以及流片价格的抬升,使国产MCU在价格上没有明显的优势,在基于RISC-V的MCU产品的生态上,还有待产业界一起完善软件工具链的支持,培养用户群体的使用习惯。

 

乔文平

芯昇科技有限公司MCU产品线总经理

 

在芯片设计领域中国企业正在崛起。目前MCU市场的主要份额还是被国际大厂占据,但在当前产能紧张和自主可控的背景下,国内厂商在一些领域有了不小的机会,特别是一些新兴产业,比如智能表计、高端智能家电、物联网应用、人工智能等,我们认为国内厂商在MCU领域会逐渐占据更大的份额。

 

国内MCU企业在2020和2021年都发展得比较好,但我们与国际大厂仍有差距,存在诸多困难。要加快核心技术能力的积累,跟随国际大厂的脚步,尽快形成差异化竞争优势。同时,要提升供应链的掌控能力,保障供货。想要做好MCU,主要做好生态。大部分用户选型MCU除了价格外,生态就是最重要的一个因素,用户往往会关心有多少人在用?会不会遇到什么问题?在网上能不能搜到解决方案?有问题在哪儿可以得到解答?开发板、开发资料有没有?选了这颗芯片,有其他项目的时候能不能用同一生态的其他产品?这也是我们国产MCU最薄弱的地方。

 

陈江杉

安谋科技(中国)有限公司产品总监

 

MCU市场是一个重视产品迭代、技术积累和供应链稳定的市场。在国内MCU产业的发展过程中,前期聚焦中低端领域是非常自然的商业选择。通过中低端应用来建立产品线,获得收入和技术积累,经营客户关系,打造长期稳定的供应链是MCU厂商的必修课,整个产业需要长期的磨合来完善自己的销售、研发和供应体系,这是难以一蹴而就的。国内厂商和一些国际大厂的差距,也正体现在日积月累之下对技术的打磨、对市场的理解、对长期供应链的有效管理。

 

梁少峰

小华半导体有限公司市场部总监

 

当前MCU市场需求旺盛,国际大厂不能兼顾所有客户需求,国内厂商的MCU也具有足够的竞争力,在风口上得到了快速发展和提升。同时也应该注意到,市场需求快速增长减少了厂商之间的竞争压力,随着市场格局变化,未来一定会面临激烈的竞争。MCU厂商要未雨绸缪,建立自己的特色,快速形成竞争优势以应对新的形势。

 

金光一

北京兆易创新科技股份有限公司产品市场总监

 

中国本土MCU公司更贴近产品研发团队、制造工厂和消费人群,在对于市场需求的理解、MCU产品定义等方面具有得天独厚的优势。同时,对比国外企业,中国本土企业服务客户的响应速度也更及时。

 

罗先才

华润微电子集成电路事业群研发副总经理

 

目前国内MCU市场大部分仍被国外(日系,欧美系)厂商占据,主要集中在家电,工控,医疗,汽车电子等中高端应用领域,国内MCU产品主要集中在消费电子等中低端应用场景,伴随新冠肺炎疫情触发的缺芯潮,使得原本不轻易替换的主控,也逐步向国本土MCU厂商敞开了国产替代的大门,凭借本土企业保姆式支持的先天优势,以及产品的快速迭代,性价比的不断提升,相信在不久的将来将会收到成效。另外应用创新也是我们新的机遇,我们是制造大国,同时伴随着消费升级,各种电子整机的应用创新就发生在我们家门口,和整机大厂的联合定义,合作开发也是MCU公司的重大市场机遇。

 

作者丨沈丛

编辑丨连晓东

美编丨马利亚