疫情影響,，供給失衡，價格翻番
受到Covid-19病毒對全球經(jīng)濟的影響,，全球MCU市場遭受巨大沖擊，供需失衡，MCU產(chǎn)品交貨期嚴(yán)重延期,。MCU正常交貨期在8周左右，但是近期英飛凌,、NXP,、ST、瑞薩等在內(nèi)的國際MCU大廠的交期均已延長30周左右,，甚至超過40周以上,。同時先后發(fā)布漲價通知。在此情況下,，MCU現(xiàn)貨市場炒貨現(xiàn)象嚴(yán)重,，現(xiàn)貨價格基本翻幾倍。
據(jù)有關(guān)研究機構(gòu)統(tǒng)計,，2019年全球MCU整體市場規(guī)模為164億美元,，預(yù)計2019-2024年的年復(fù)合增長率(CAGR)為6%。MCU應(yīng)用主要集中在汽車電子,、工控/醫(yī)療,、計算機網(wǎng)絡(luò)和消費電子等領(lǐng)域根據(jù)IC Insights預(yù)測，2022年全球MCU銷售額將達(dá)到240億美元,。
MCU國內(nèi)需求巨大,，國外大廠壟斷高端市場
中國MCU應(yīng)用市場主要集中在家電/消費電子、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信,、汽車電子,、智能卡，以及和工控/醫(yī)療等領(lǐng)域,。據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計,，中國 MCU 市場年平均復(fù)合增長率(CAGR)為7.2%，是同期全球MCU市場增長率的4倍,，2022年中國MCU市場規(guī)模達(dá)到319.3億元人民幣,。其中汽車電子和工業(yè)控制應(yīng)用對MCU的需求增長是最快的，預(yù)期到2023年工業(yè)/醫(yī)療電子的市場份額將趕上消費電子，達(dá)到92億元人民幣,。
目前國內(nèi)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(yīng)用領(lǐng)域競爭，但在工業(yè)控制,、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)市場潛力大且利潤比較高的領(lǐng)域,，都被國外的MCU廠商壟斷。國內(nèi)MCU市場份額前十名都被國外企業(yè)所占據(jù),。其中,，主流的32位MCU市場規(guī)模80％由瑞薩、恩智浦,、ST,、英飛凌、德州儀器瓜分,，國產(chǎn)比例甚至不足10％,，極不均衡。
OpenCPU結(jié)構(gòu)能否解決燃眉之急,？
在此以物聯(lián)網(wǎng)為例，近年來,，在政策,、技術(shù)、市場的多重利好驅(qū)動下,，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用迅速向各行各業(yè)滲透，帶動物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)量呈幾何增長,。據(jù)IoT analtytics的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,，2020年全球IoT連接（例如聯(lián)網(wǎng)的汽車、智能家居設(shè)備,、聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備）數(shù)量將首次超過非IoT 連接（智能手機,、筆記本電腦和計算機）。全球217 億個活動連接的設(shè)備中,，有117 億（或54％）將是IoT設(shè)備連接,。到2025年，預(yù)計將有超過300億的IoT連接,，人均約4個IoT 設(shè)備,。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（2G-5G）方面，愛立信預(yù)測到2025 年全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將超過50億,，其中接近一半為4G/5G 高速連接,。
IoT終端設(shè)備，一般包含四部分，傳感單元,、處理單元,、通信單元、執(zhí)行單元,。傳感單元主要包含各種傳感器,，負(fù)責(zé)對被感知對象和物理量進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)采集。處理單元由MCU來負(fù)責(zé),，一方面對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和決策,，控制執(zhí)行單元執(zhí)行控制動作，并與通信單元協(xié)調(diào),。通信單元由通信模組承擔(dān),，在MCU控制下，與云端或者服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制指令交互,，反饋執(zhí)行結(jié)果等,。
IoT終端大部分是傳統(tǒng)的雙芯架構(gòu)，也就是MCU和通信模組以兩個獨立的單元存在,，共同完成內(nèi)部處理和外部數(shù)據(jù)交互兩個最重要的工作,。
如果采用OpenCPU結(jié)構(gòu)（即以模塊作為處理器的應(yīng)用方式），通過應(yīng)用核承擔(dān)MCU的工作,，終端設(shè)計由雙芯演變成單芯,。這種方式可以簡化用戶對通信應(yīng)用的開發(fā)流程，精簡硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計,，從而滿足客戶對成本,、功耗、安全性等方面的需求,。
OpenCPU方案的優(yōu)勢：
l 更低的成本——無需外部處理器,，以及相關(guān)的存儲器和外圍設(shè)備，降低了硬件成本
l 更少的時間周期——不進(jìn)行本地通訊協(xié)議開發(fā),，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期
l 更高的集成度——減小產(chǎn)品尺寸,，減少體積，適用于一些手持設(shè)備
l 更低的能耗——去掉MCU部分的能耗,，更少的中間資源占用,，更高的交互效率
l 更輕松的升級——只需升級通訊模組，使得OTA升級更簡單
l 更高的產(chǎn)品質(zhì)量——傳統(tǒng)家電廠商開發(fā)能力參差不齊,，而模組方案商有比較強的開發(fā)能力
l 更高的安全性 ——避免近端攻擊竊取的可能,，不再需要通過UART傳遞關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
在軟件方案的支持上，OpenCPU結(jié)構(gòu)芯片支持應(yīng)用層的二次開發(fā),，與多家運營商的平臺對接,，并支持固件遠(yuǎn)程升級和數(shù)據(jù)安全傳輸，可有效降低智能終端的開發(fā)成本和周期，為運營方提供更多的安全和增值解決方案,。
OpenCPU及其對應(yīng)的外設(shè)接口可應(yīng)用的場景如下：
l 分體式煙感中網(wǎng)絡(luò)通信板上的MCU集成替換（UART,，GPIO）
l 溫濕度采集器（I2C，SPI,，GPIO）
l 資產(chǎn)定位跟蹤類Tracker（GPIO,，UART，ADC）
l 斷路器/重合閘（GPIO）
l 家電網(wǎng)絡(luò)控制器（UART,，GPIO）
l 燃?xì)獗硗ㄐ虐澹║ART,，GPIO）
l 水表控制板（UART，I2C,，ADC,，GPIO，SPI）等應(yīng)用場景
國內(nèi)OpenCPU芯片現(xiàn)狀：
1,、 海思Boudica150,、Boudica200
2、 芯翼信息的XY1100
3,、 杭州芯象半導(dǎo)體LH3200
4,、 中興微電子的RoseFinch7100
注：OpenCPU最初基于32位的RISC CPU設(shè)計的一個開放式計算機系統(tǒng)，此系統(tǒng)允許用戶進(jìn)行部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計,、模塊設(shè)計,、I/O操作等，其所有的技術(shù)文檔和源碼都共享在網(wǎng)上公布,，成了一個開源的CPU設(shè)計，所以命名為OpenCPU,。OpenCPU應(yīng)用到在無線通信模組上,，主要是為了用戶可以共享模塊內(nèi)的處理器和FLASH資源。