盘点：2016年微控制器行业那些事

微控制器(MCU)为半导体行业最为重要的一个产业链之一，近年来愈发受到关注。2016年的MCU行业也是新闻不断，令人出乎意料的收购也是很多。小编在本文中将和大家一起来回顾2016年MCU行业的变化，一起展望2017年MCU的行业发展方向。

亚太地区市场潜力巨大，汽车电子已成兵家必争之地

IC Insight已经给出了2016全年的半导体销售TOP2，因为本文主要是做MCU的行业分析，因此抛去晶圆厂TSMC、Global Foundries0和UMC，再抛去内存厂商SK Hynix和Micron，然后抛去专门做消费电子处理器的厂商Intel、Qualcomm、Apple、Sony、Toshiba和Ncidia，前20大半导体厂商中MCU厂商排名为Broadcom、TI、Toshiba、NXP、MTK、Infineon、ST、Renesas、ONSemi这9家。在这几家之中，MTK的年增长率最高，达到了29%，然而也主要是得益于其在手机平板市场上的应用广泛，在微控制器市场主要是集中在开源应用中。其余的微控制器厂商中，排名也在情理之中，并未有出人意料的增长。

因此2016年微控制器厂商的大概排名应该为Broadcom、TI、NXP、Infienon、ST、Renesas、ONSemi。然而其实从通用微控制器的产品线收益来看的话，排名未必如此准确。

上图是从IHS iSuppli 在2016年3月21号提供的 通用微控制器厂商的2015年市场排名。可见其实Renesas和Microchip是最大赢家，虽然2016年的数据IHS尚未公布，大胆臆测一下应该还是这两家拔得头筹。两家同为汽车电子半导体行业的龙头老大，而从2015到2016以来汽车电子市场增长迅速，因此这两家的2016年微控制器产品线的收益必然十分可观。

前几年MCU厂商一窝蜂地冲向物联网，而现在看来汽车电子的投入回报比似乎更加可观。

上表为2015~2017年全球各地区半导体市场规模及增长率情况，可见亚洲市场车增长率为1.4个百分点，并不如美国2.3个百分点高。美国还是最大的半导体市场，但是单独从汽车电子行业来看，根据下图中IC Insights的数据来看，亚太市场增速最为迅猛，超过美国4个多百分点。

因此其实对于MCU厂商而言，亚太市场(尤其是中国)和美国市场将会是其在2017大施拳脚的重点区域。

预测2017年，汽车电子和物联网仍然将是微控制器厂商的必争之地，MCU厂商将持续加投亚洲市场。

物联网给MCU提出了更高的安全要求

伴随着物联网的汹涌来袭，安全问题愈发地引起人们关注。为了守护物联网应用产品的资讯安全及功能安全，产品制造商可以导入四大类防护机制，分别是加密记忆体、具备安全防护功能的韧体、在MCU程式码中加入加密函式库或采用专门的安全MCU来扮演安全元件(Secure Element)。就安全防护能力来说，安全MCU的防护等级最强，对绝大多数软/硬体骇客攻击手法都有对应的防御能力。但对产品制造商而言，因为要导入额外的晶片与韧体，因此必须投入对应的成本跟开发资源，形成一定的导入障碍。 安全MCU的概念已经成为厂商在进行系统设计时选型的重要考虑因素。

针对安全这一行业需求，MCU厂商纷纷推出了自家的安全MCU产品，而令人意外的是IP厂商ARM也推出了新一代的安全微控制器架构Cortex-M23和Cortex-M33。网路安全厂商Fortinet日前公布针对2017年网路威胁的趋势预测。当中也提及，如果物联网装置的制造商无法让设备变得更安全，一旦消费者对安全有所疑虑而不愿购买产品时，则可能会对数位经济造成毁灭性的冲击，而为因应联网装置的安全需求，未来安全MCU的需求也可望大幅提升。

譬如意法半导体近期针对物联网安全亦提供一系列的STSAFE解决方案。

STSAFE是安全验证晶片产品系列，为资讯安全市场提供统包式解决方案。其产品家族包含STSAFE-A(适用于小型设备或节点，如印表机、手机配件等)、STSAFE-J(适用于闸道器，如智慧电网集中器)与STSAFE-TPM(适用于电脑或伺服器)。其中高整合度的STSAFE-A统包解决方案，包含MCU芯片、嵌入式软体、开发工具与主控端函式库(Host Library)，可大幅降低为物联网应用导入高强度安全防护机制所需投入的资源。

除了ST之外，TI也在安全MCU方面耕耘多年，自家的Hercules在业界也是以高安全度出名。

众所周知，目前最为常见的微控制器皆采用ARM Cortex-M系列的架构，此架构本事并没有安全机制。因此之前为了实现安全，厂商都会单独设计安全部分。然而ARM也意识到了安全对于微控制器的重要性，因此在最近推出了M23和M33架构。新架构采用ARM V8-A指令集，将TrustZone技术纳入其中。可以实现对目前的Cortex-M0、M0+、M3和M4系列产品的安全升级。所以在未来，像ST这种单独一个安全MCU的市场，也会被新架构自带的安全功能所替代一部分。针对安全的实现方法有多种，还是要看厂商的选择。但是不管怎么说，安全已经是MCU厂商的重点。

低功耗广域射频MCU前景广阔

这个有趣，不得不说是2016年的MCU市场的新鲜气象。早先MCU厂商都看到了射频的重要应用，因此纷纷推出了WiFi、Bluetooth和BLE集成的MCU，我们可以将其定义为射频MCU。射频MCU的厂商和知名产品我们就不说了，大家都知道SilpleLink、Gecko、Wiced等品牌。2016年，低功耗广域网络受到了市场的热烈追捧，因为传统WiFi和蓝牙不能满足远距离无线传输的需求，因此NB-IoT、ZigBee、LoRa和Sub-1GHz等新名词层出不穷，个个都要统治世界，轰炸的我们眼前一片黑，不明白到底谁才是真实的市场刚需。

不过有些MCU厂商看的比较准，已经推出了低功耗广域协议集成的射频MCU。

比如TI的CC1310和CC1350，将Sub-1GHz和2.4GHz集成进去，实现了双频MCU。全新SimpleLink Sub-1 GHz CC1310和CC1350无线微控制器(MCU)可为楼宇和工厂自动化、警报与安全、智能电网及无线传感器网络应用提供长达20年的电池使用寿命，连接范围扩展至20公里。

SiliconLabs在2016年也推出了集成低功耗广域的SoC，譬如同时支持Thread和ZigBee的Mighty Gecko(EFR32MG)和同时支持2.4G和SUb-GHz的双频FlexGecko(EFR32FG)。新的FlexGecko和CC1350则是完全针对同一市场需求，不知道厂商会买哪家的账?

或许明年microchip会将LoRa集成到MCU中来?这样集成的方案不像是它们的路子，不过也未尝不是某些客户热切期盼的一种产品。

受限于篇幅，其余电机驱动MCU等就先不介绍了。

RISC-V：新希望?新王者?玩概念?

你要是还不知道RISC-V，应该就不算是一个合格的嵌入式从业者了。RISC-V在这一年被炒的很火很火，有的人认为RISC-V将把ARM架构干的屁股尿流，有人说RISC-V比Cortex-M更加适合物联网应用，有的人还说RISC-V是中国半导体行业救命稻草，还有人则认为这就是一种小众玩家玩概念、成不了气候。

本文不会对其进行任何评判，一来吹嘘赚眼球确实不是21ic求真务实的本心，而来受限于小编自身高度也无法进行妄断。但是要说起2016年的MCU行业的那些事，我认为RISC-V是不可避开的，不得不说道说道。

先简单介绍下，据维基：RISC-V is an open-source instruction set architecture (ISA) based on established reduced instruction set computing (RISC) principles. 即基于RISC的开源指令集架构。

要讲到指令集架构(ISA)，你可能知道x86、ARM和MIPS，但是如果你想自己不通过现有指令集制造一个CPU来玩玩，你必须实现从架构设计到编译器的撰写、以及Linux的移植等等。而RISC-V已经帮你解决了这些，你只需直接套用即可。

所以很明显你可以知道业界兴奋的第一个点在哪里了。开源的，所以无需授权费，所以交授权费的厂商们自然内心殷切期待着其成长。RISC-V是由 UC Berkeley 所发展的开源 ISA，具有大约 100 个指令，并且提供 16、32、64、128 等多种记忆体定址方式，更酷的事情是，RISC-V 已经具有 Linux、GCC、LLVM、Yocto 等软体支援，也就是说，任何人都可以基于 RISC-V 制作属于自己的 CPU，并且可以快速移植 Linux 上去。

听起来很棒，那么效能如何呢? 为了确认 RISC-V 的效能，UC Berkeley 设计出了一颗名为 Rocket 的 CPU，并选用了和 ARM Cortex-A5 相同的製成，由官方 资讯 来看，RISC-V 除了晶片面积较小以外，运算速度也比较快，更重要的事情是，功耗更低，由此可见 RISC-V 有挑战行动领域的王者 ARM 的潜力。

下表是Rocket和Cortex-A5的对比：

RISC-V最近新闻比较多，目前MicroSemi已经宣布成为第一家将RISC-V加入到FPGA中的公司;三星也正在研发基于RISC-V的自主32位CPU，目标是物联网和可穿戴市场。目前SiFive已推出基于台积电0.18微米与28奈米制程的微控制器(MCU)与微处理器SoC平台。另外不少创客团队也已经开始众筹以RISC-V为指令集的开源开发板。

RISC-V确实给予现在的微控制器和处理器市场更多可能，更低门槛，绝对是2016年最为有意义的一项革新。

中国芯

上文中已经提及，有国内从业者认为RISC-V是中国芯翻盘的重要机遇，一定要抓紧抓牢。小编就最后汇总一下中国芯2016年的几大事件，作为我们本文的结篇。

海思自主研发移动设备芯片海思麒麟960发布，Mate 9系列成为首批搭载麒麟960芯片的手机。明年或许有望冲进全球前20强半导体厂商(without Foundry)。

龙芯中科龙芯3A3000四核处理器芯片成功完成流片，成为当今国产最强芯。

然后就是京微雅格的倒闭传言。FPGA的重要性无需多言，发展自主知识产权的FPGA在整个国家战略上都具有重大意义。因此京微雅格的倒闭传言实在是令无数中国半导体行业从业者痛心，目前京微雅格的前途叵测，尽管如此我们还是期望其核心团队能够顶住压力，继续研发。

另一个重大的消息就是兆易创新(GD32)的重组上市，这也是引起了业界的轰动。上市归上市，公司的研发动作也很快，最近推出基于ARM Cortex-M4内核的GD32F450系列高性能微控制器，并以200MHz的工作主频在业界首次将ARM Cortex-M4内核的处理能力发挥到极致。从型号命名上大家应该能看出来，这不再是一款追随STM32的产品，这对于GD32来说也是重要的进步。其余国产MCU厂商中，纳瓦特与国际一线大厂一同第一时间拿下Cortex-M23和33的授权，也展现了国产MCU厂商的积极研发态度;北京君正连环收购，也体现了国产MIPS SoC的实力...

本篇只言片语，恐难以偏概全。2016年，ARM被软银收购，高通把NXP又吞了，川普也翩翩上台了...小编预测，明年半导体行业收购不会停，不过MCU厂商基本应该已成定局，不会有过大调整。RISC-V对于国产芯肯定是一个机会，不过到底谁能不能抓住呢?