作為嵌入式領(lǐng)域的“王牌”,，MCU在自身進階和產(chǎn)業(yè)的變革中不斷磨合與匹配,，屢創(chuàng)新高,。據(jù)IC Insights研究報告,，全球MCU市場將于2020年達到高峰,，銷售額達209億美元,，出貨267億顆,。而占據(jù)C位的中國市場自承其重，據(jù)IHS研究報告,，2021年中國市場規(guī)模將達64.2億美元,。
與這一巨大市場空間形成對比的是，國外大廠ST,、瑞薩,、NXP、TI等頭部廠商占據(jù)九成以上份額,，國內(nèi)MCU廠商仍在奮力從低端向中高端加快滲透步伐,。在國產(chǎn)化替代的道路上，國內(nèi)廠商如何趟出一條新路?
流變
技術(shù)的進階與應(yīng)用的升級,，使得MCU的“進化”難有止盡,。
應(yīng)用層面，物聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)控制,、汽車電子等新興市場容量巨大，不斷強化競爭,，并驅(qū)動MCU業(yè)快速發(fā)展,。兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場總監(jiān)金光一表示,，MCU的應(yīng)用在不斷增長，包括智能化的需求以及IoT等新興應(yīng)用的帶動,，不同應(yīng)用領(lǐng)域的新機會還在不斷發(fā)掘,，未來幾年MCU增勢不減。
而技術(shù)的“擔(dān)當(dāng)”要求包括處理能力提升,、支持多種通信協(xié)議接口,、提升可靠性和安全性等，相應(yīng)地需要高性能,、低功耗,、超大容量Flash和RAM，支持無線技術(shù)和OTA空中升級等將引領(lǐng)新一代MCU的技術(shù)升級,。
這些走向?qū)鴥?nèi)MCU廠商而言或承接更多的利好,。金光一認(rèn)為，在IoT和AI飛速發(fā)展時代,，國內(nèi)整機企業(yè)領(lǐng)先于全球,，同時帶動智能家居、無線通信,、電子支付,、生物識別等新興應(yīng)用，對MCU的要求也走在了行業(yè)的前列,，無論是時效性,、便捷性以及本地服務(wù)和支持方面，都為國內(nèi)MCU廠商提供了更多機會,，并有助于芯片國產(chǎn)化份額的進一步提升,。
值得注意的是，在嵌入式領(lǐng)域已出現(xiàn)MCU與AI芯片有本質(zhì)差異的芯片群,。前者是滿足工具智能化的智能控制芯片,，以控制為主；后者是滿足智能機器深度學(xué)習(xí)的計算芯片,，以計算見長,。兩者既不可相互替代，又有不同的技術(shù)發(fā)展方向,。但毫無疑問,，在32位MCU的基礎(chǔ)上,，智能化會成為下一個MCU的演進方向,。
而在智能化技術(shù)路徑或是整合加速器IP，基于AI加速IP的智能MCU尚處于蓄勢待發(fā)階段,，但由于基于此的智能MCU在碎片化應(yīng)用中或遇到應(yīng)用覆蓋過窄的問題,，因而改良處理器架構(gòu)成為MCU智能化的另一技術(shù)路徑,。
生態(tài)之爭
MCU發(fā)展到現(xiàn)在已成為集大成的系統(tǒng)，因而競爭也要從系統(tǒng)角度考量,。業(yè)界專家何立民教授曾說過,，MCU之爭就是生態(tài)系統(tǒng)之爭。
而如今的生態(tài)都需要以原廠為核心來構(gòu)建,。早期MCU的生態(tài)體系體現(xiàn)在MCU廠家的全面技術(shù)支持和第三方的開發(fā)環(huán)境支持,，后來MCU廠家為了完善其生態(tài)體系，不惜投巨資全面自主構(gòu)建開發(fā)環(huán)境,。在推出新款MCU的同時,，提供相應(yīng)的集成開發(fā)環(huán)境(包括開發(fā)工具、操作系統(tǒng),、產(chǎn)品化軟硬件平臺),，使MCU的易用性、可靠性,、繼承性成為克敵致勝的法寶,。而ARM倚仗與眾多半導(dǎo)體廠家形成了MCU領(lǐng)域的扇形產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，因而一家獨大,。
因而,，對于現(xiàn)時在戰(zhàn)場拼殺的MCU廠商而言，一方面要注重引入合作伙伴共同擴展生態(tài)系統(tǒng),，通過引入創(chuàng)新的設(shè)計方案,，加速合作伙伴產(chǎn)品落地；另一方面需專注垂直行業(yè)應(yīng)用,，提供高性價比的MCU,、應(yīng)用支持及Know-How加快落地。
值得注意的是,，伴隨著MCU智能化趨勢,，兩條技術(shù)路徑之間的選擇不僅會影響MCU市場，更有可能對于IC生態(tài)造成深遠(yuǎn)影響——如果專用加速器IP獲勝,，則ARM將繼續(xù)成為領(lǐng)導(dǎo)者,；反之如果新架構(gòu)獲勝，則ARM將會遇到強有力的挑戰(zhàn),。
現(xiàn)已興起的RISC-V就在發(fā)力,。但上海靈動微電子股份有限公司CTO劉強認(rèn)為，ARM的生態(tài)完善,，基于此開發(fā)MCU沒有太大障礙,；RISC-V雖然開源，但開源并不代表就沒有問題,，反而會產(chǎn)生在修改之后兼容難的問題,，易導(dǎo)致戰(zhàn)國時代,。而且，目前RISC-V陣營相對分散,，各成其事,，而ARM相當(dāng)于帶領(lǐng)著合作伙伴一起跑。對于RISC-V陣營來說,，最大的問題是如何將產(chǎn)品開發(fā)出來并在IoT應(yīng)用中顯現(xiàn)優(yōu)勢,、占據(jù)市場才是王道。
做細(xì)做精
美國對華為的打壓讓各路芯片的國產(chǎn)化替代問題深受關(guān)注,，而在MCU領(lǐng)域可謂喜憂參半,。
靈動微劉強認(rèn)為，MCU看似簡單,，但其實“五臟俱全”,，對性能、開發(fā)環(huán)境支持,、服務(wù)等都有高要求,，目前國內(nèi)MCU廠商底子相對薄弱，有些廠商甚至拿教科書來生搬硬套,，而解決問題的癥結(jié)還在于要做精做細(xì),。
這就涉及性能、可靠性,、便利性等,。劉強覺得，可靠性是人品的問題,，性能是水平的問題,，要賣最好的、最可靠的,，需要有每一次迭代可以與歐美MCU來PK的雄心壯志,。雖然國外大廠實力非常雄厚，但因覆蓋諸多應(yīng)用,，通用MCU效果難免會打折扣,，國內(nèi)廠商可專攻于某一應(yīng)用，比如電機和IoT市場,，容量巨大,，還有一些特殊應(yīng)用比如USB PD、NB-IoT等均有亮點,，如果國內(nèi)廠商通過自己積累IP,，提升設(shè)計能力，或以低功耗、或以多連接等差異化來大力推廣,，同時著力構(gòu)建生態(tài),，而不是只打短平快戰(zhàn)役, 在與國外廠商的競爭中仍有勝算,。
劉強此前有二三十年為數(shù)十家MCU國際大廠做生態(tài)支持的深厚積累,，涉及IP、規(guī)格,、工具,、驗證、開發(fā)板等所有環(huán)節(jié),，這些客戶包括大名鼎鼎的英特爾,、三星、微軟,、高通,、谷歌、東芝,、富士通,、索尼、ST,、NXP,、原Freescale等等，因而對于MCU的發(fā)展很有發(fā)言權(quán),。
劉強還強調(diào)了生態(tài)的差異化競爭優(yōu)勢,。他舉例說，比如編譯器其實很快就能開發(fā)出來,，但要一直維護升級,，一直要持續(xù)投入，國內(nèi)有些廠商就干脆采用別家的編譯器,，這方面的心態(tài)要調(diào)整,。
在靈動微，劉強單獨帶一個團隊,，從前兩年開始著力解決MCU周邊生態(tài),，包括開發(fā)工具、編譯器,、開發(fā)板等,，具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)，劉強表態(tài)說待一切妥當(dāng)之后,，后續(xù)將轉(zhuǎn)向新型MCU的規(guī)劃,、架構(gòu)、IP驗證，半年之后會推出全新MCU,。他舉例說,，為了做開發(fā)板，團隊自己建了一條生產(chǎn)線,，專門做板子,，一年可做266種開發(fā)板，構(gòu)筑了強大的優(yōu)勢,。
“讓MCU一夜之間超過國外不太可能,，畢竟國外積累了多年，而做MCU是時間,、資金,、人才的積累，想快也快不了,，但有了一定的積累之后,，國內(nèi)廠商未來的發(fā)展會越來越快。而且隨著國內(nèi)客戶要求越來越高,，國外半導(dǎo)體廠商的通用MCU很難包打天下,。國內(nèi)MCU廠商應(yīng)著力將產(chǎn)品做好，將生態(tài)夯實,，具備獨創(chuàng)性,，沒有知識產(chǎn)權(quán)糾紛，讓國內(nèi)客戶開發(fā)更加便利,，未來一定會有望比肩國外大廠,。”劉強對此很有信心,。
在國內(nèi)MCU領(lǐng)域表現(xiàn)出色的兆易創(chuàng)新金光一也指出,，兆易創(chuàng)新除收購思立微完善傳感器產(chǎn)品線，也在圍繞無線MCU進行開發(fā),，包括WiFi,、NB-IoT和藍(lán)牙等。同時針對系統(tǒng)設(shè)計不斷前移的趨勢,，在芯片產(chǎn)品之外,，兆易創(chuàng)新也將在軟件、硬件,、解決方案等生態(tài)方面提高支持力度,。
自古以來，弱者就是變革的發(fā)動機,，而觀念的優(yōu)先往往比資源的優(yōu)先更重要,。國內(nèi)MCU廠商站在新浪潮的拐點處，要想迎頭趕上，仍需不斷的自我否定與自我重建,。