MCU：智能化需求增长 差异化策略制胜

  编者按：MCU市场可谓“完全竞争”市场，随着MCU性能的不断提升和应用的不断催化，MCU呈现了新的发展态势。厂商对8位、32位MCU有何看法？热点应用市场带来哪些新要求？如何实现差异化？《中国电子报》针对MCU市场、应用等热点话题，邀请业内知名厂商发表观点。

特邀嘉宾

 

吴健鸿  德州仪器半导体事业部MCU业务拓展经理

曾劲涛  飞思卡尔工业和多元市场微控制器部亚太区市场经理

 

彭  涛 富士通半导体(上海)有限公司市场经理

吴晓立  瑞萨电子MCU产品中心大中国区副总监

曹锦东  ST微控制器与微处理器市场部经理(华东地区)

 

Fanie Duvenhage  Microchip公司安防、单片机和技术开发部应用、架构和市场总监

 


金宇杰  恩智浦半导体大中华区市场总监

  32位MCU替代8位MCU渐成趋势
  ·32位MCU的应用量会增加，而且这种需求趋势也不会改变，32位MCU市场应该呈两位数增长。
  ·原来8位MCU在部分高端市场会被32位MCU取代。

曾劲涛：32位MCU在迅速增长，这是不争的事实。32位MCU的需求量越来越大，这主要源于最终产品越来越复杂，即便是以前8位MCU主打的市场如电表、家电等产品，也都变得复杂化。例如以前的洗衣机只有一些开关按钮或者简单的显示，现在越来越多的洗衣机有操控界面，其编程、闪存就越来越需要32位MCU。电表也是一个很好的例子,以前电表只有一个小显示器，没有通信功能，现在中国国家电网对电表的要求越来越复杂，对计算的要求导致传统的8位MCU电表在退出市场，采用32位MCU的电表在增多。因此，32位MCU的应用量会增加，而且在未来3到5年时间里这种需求趋势也不会改变，32位MCU市场应该呈两位数增长。
  但是，8位MCU市场也不会就此终结，只是原来8位MCU在部分高端市场会被32位MCU取代。因为现在已有越来越多的产品开始采用8位MCU，如在电风扇领域，采用了8位MCU的数字电扇可以自动调节转速，让风扇转得更安静。以前没有MCU的模拟控制的产品，现在也越来越多地加入了8位MCU，这是人们对“智能生活”需求的结果。
  总体来看，32位MCU市场的增长比8位MCU的增长快，32位取代8位、16位MCU是一个趋势。
  而16位MCU已经不是主流了，特别是由于ARM核的采用。随着市场上有更多新的32位的核推出，这些32位的核会不断向下挤压16位MCU的市场空间。目前，16位MCU主要集中在一些专门的细分市场上。

  彭涛：在全球市场和亚太市场中，8位MCU仍然是市场份额最大的MCU产品，而这一市场竞争也最为激烈。在16位MCU市场，我们看到它仍然会固守一些应用领域，如汽车电子、工业控制等，但是在其他市场中，它的应用空间和市场会被8位和32位MCU压缩。对于32位MCU，它的运算频率更高、处理能力更强、外设更丰富、设计也更复杂。而如何提供一个平台，使得用户快速评估、测试及开发产品，我们认为32位MCU开发套件解决了这样一个问题。大量开发套件的出现也说明了在推广产品中，半导体厂商更加重视产品的技术服务。

  吴健鸿：具体情况要取决于应用：对于非常成熟且不需要太多新功能的应用领域，用户很可能会保持其现有的MCU平台，或是选择有助于实现更高利润率的、较低成本的平台。对于全新的应用或者需要不断提高性能与特性的应用，用户很可能会选择使其能够继续投资自有软件IP的MCU平台。在这种情况下，16位与32位MCU产品可能是更好的选择。总之，考虑到8位、16位与32位MCU产品的价差在不断缩小，肯定会有越来越多的用户转向采用16位或32位MCU。

  Fanie Duvenhage：严格以数据总线宽度(8位、16位或32位)来划分单片机市场显得过于简单。单片机市场不会迅速改变，而是会随着低端和高端领域的新增应用逐步发展。总之，在不久的将来，不会出现由一个细分市场占据主导地位的局面，现状并不会发生根本改变。虽然32位单片机的市场占有率正在迅猛发展，但是8位/16位MCU在市场中的地位仍不可撼动，未来它们仍将占据巨大的市场份额。

  金宇杰：从销量来看，虽然是8位、16位、32位MCU三分天下，但加入32位MCU阵营的厂商在不断推广可替代8位MCU的32位MCU，并且32位MCU在性能、价格、开发便利度等方面不断提升，目前32位MCU价位也能达到0.6美元，接近8位MCU的价格，并且功耗也差不多，开发难度也接近，所以32位MCU替代8位MCU成为一种趋势。
  曹锦东：8位/16位MCU产品将来所能占领的市场会越来越小，或者说其能拓展的市场领域会越来越小。因为从客户需求来看，产品在升级中有越来越多的智能化要求出现，作为控制大脑的MCU，要求其性能越来越强、接口越来越多。从这个层面来讲，传统的8位和16位MCU逐渐不能满足要求。同时从另一个角度——工艺发展看，32位MCU能采取更新的工艺，所以在产品的成本控制层面，生产制造成本可以有很大的改善。综上所述，32位MCU能让客户快速占领更多的应用市场，将成为一大趋势。
  在一些应用领域，还是有8位MCU的需求，比如在家用电器、遥控器、玩具等对性能要求不高、但对成本要求很高的领域。

  吴晓立：目前，8位MCU仍然具有很大的发展空间，例如在传统的家电市场，随着触摸按键的推广，我们预测近几年带有触摸控制单元的MCU市场会有比较大的增长。在智能电网市场，单相电能表仍然以8位MCU为主。32位MCU在马达控制领域已经占据了主力地位。和市场需求相匹配的性能/成本特性是MCU市场占有率的决定因素。

  诸多热点应用改变MCU发展规划
  ·针对不同领域需求推出各种不同的MCU产品系列，还要制定解决方案发展规划。
  ·没有任何一个应用领域可以主导MCU市场的增长，MCU市场的发展是多个应用领域共同作用所致。

  曹锦东：在中国，目前我们看好以下几个方面的新兴应用：一个是国家电网改造中电力的管理和计量，这需要更高级的处理器。二是太阳能产品系统中也需要性能的优化。三是正处发展阶段的医疗设备，专业的医疗设备和便携医疗设备市场增长比较快。此外，传统的应用领域比如工业控制，过去采用8位或16位MCU的面临产品升级的问题，在升级过程中也需要用更高性价比的产品。
新兴应用肯定对MCU会有新的要求，因为随着系统越来越复杂，算法、控制的模块(通讯模块)越来越多，这就意味要达到这些应用要求，需要有容量更大的闪存等。同时因为系统不仅只有一个处理器，多个MCU就对通信的能力提出了更高要求。为了实现更多的通信能力以及系统的运算处理能力，要求系统的效率更高。

  曾劲涛：MCU最大的特点是通用性，没有任何一个应用领域可以主导MCU市场的增长，MCU市场的发展是多个应用领域共同作用所致。如果把MCU市场细分的话，可以有电表、电源转换、新能源、家电、医疗，但即便把这些全部加起来，我们发现它们也并不能占完整MCU市场的多大一块。
  虽然市场也在涌现一些MCU应用的新领域，但是我认为这些新领域并不能给MCU市场增长带来多大的决定性贡献。当然，普遍来讲，现在比较大的MCU应用新热点有全球的智能电网建设(包括太阳能、风能等新能源)、医疗电子、智能家电、无线充电等。当然，每个新应用对MCU的要求都不一样，MCU厂商需要有很全的产品线。

  吴健鸿：热点应用包括：高级安全关键应用，如汽车安全气囊/ABS、高速列车控制板与关键任务系统等；超低功耗手持应用；低功耗变频电机控制如变频空调、变频洗衣机等；高级双向通信应用如电力线通信(PLC)、NFC等；工业控制与公共设施计量。
MCU发展规划必须通过以下方式满足上述需求：针对不同领域需求推出各种不同的MCU产品系列，如低功耗系列、实时控制系列、模拟集成系列、RF MCU 系列、安全关键型MCU系列。不但制定MCU发展规划，而且还制定解决方案发展规划，推出基于参考设计与系统解决方案的MCU，如变频电机参考解决方案等。

  金宇杰：MCU应用已相当普遍，但其需求还在一直增长，因为智能化需求在增长，这有两方面的原因：一是在原来已使用MCU的领域，其需求量在不断上涨。比如汽车，原来可能只需要10片MCU，但现在高端的则需要100多片MCU；二是在原来不需要MCU的领域也开始显现出对MCU的需求。比如太阳能发电管理、LED照明等，都需要采用智能控制方法，比如最大功率跟踪以及电池充电管理等。绿色能源将是MCU未来新的增长点。

  采用多种融合方式赢得市场
  ·MCU、DSP、FPGA都有各自擅长的方向，在各自的市场中都在寻求突破性的发展。
  ·DSP和FPGA中的单片机内核不会对单片机市场产生显著影响。

彭涛：如今各个行业对于MCU的需求越来越大，对于MCU的市场也开始从通用型中细分出一些专用型的应用，所以DSP、FPGA与ARM的融合对于MCU带来的更多是一种启示，即如何针对市场开发适合的产品以及提升自身的产品性能。MCU、DSP、FPGA都有各自擅长的方向，在各自的市场中都在寻求突破性的发展，MCU在不断提升产品性能的同时对于一些专业性的应用市场也开始寻找更多的解决办法，所以势必需要融合多种处理手段进行补充，增强系统的可靠性以及性能。
  为满足一些专业、新兴的市场应用，MCU、DSP、FPGA还会持续更新自己的技术以提高产品的性能，也必定会更多地采用多种方式的融合来赢得市场。
  吴晓立：MCU更多强调通用性和丰富的外设，在成本和功耗上占有优势。要典型应用中，FPGA在光通信市场、DSP+ARM核在PLC通信和视频监控应用等市场相比MCU在性能方面占有优势，并能够帮助客户快速进入市场。但是随着市场的发展，当客户寻求成本领先的解决方案时，融合了新的IP的MCU会成为更好的选择。

  吴健鸿：对于需要同时运行多个功能的复杂系统，如高强度数学计算+高速通信+系统控制+UI等，集成了ARM、DSP与FPGA的SoC将有助于降低其系统BOM或PCB尺寸。一般情况下，这类产品设计适用于：在SoC中设计了刚好够用资源的专有应用；集成了用户可能不会100%全面使用的众多资源的通用器件。这些类型的器件既可能是针对非常特殊应用的ASSP，也可能是低成本的通用产品。这些产品当然会集成MCU功能，不过此类产品对整体MCU现有市场总值的影响也是相对较小的。

  Fanie Duvenhage：FPGA几乎是纯数字的，而单片机却集成了更多模拟外设。是采用真正意义的DSP还是单片机来开发应用取决于具体的需求和系统实现方式，这两者的界限正变得越来越模糊。总之，DSP和FPGA中的单片机内核不会对单片机市场产生显著影响。

  曹锦东：过去的FPGA或DSP产品纷纷融入ARM，用ARM的软核实现过去DSP的功能，FPGA或DSP公司加入ARM这个阵营，与ST后续发展的方向是重合的。我不认为他们会挤压MCU市场，因为即使他们不进来，这个市场也会有竞争，每个供应商将凭借自己的独特性和差异化来占领自己的市场。

  曾劲涛：现在的ARM+MCU+DSP主要还是用于马达控制。马达控制是MCU很重要的是市场，现在用户很希望具有DSP功能的MCU。在MCU市场，将DSP加进去，是针对特定的应用的，普通的应用还用不上如此强大的DSP应用。至于FPGA，因为它还是比较独立的，并不针对MCU的主市场。

  差异化考验企业综合实力
  ·芯片只是一个载体，需要提供Package，包括芯片、本地化工具和服务，更长期的交货和保证产能需求。
  ·MCU企业目前制胜的唯一途径是让客户尽快推出极具竞争优势的产品。

  Fanie Duvenhage：单片机涉及大量的属性，选型时应权衡系统级集成、功耗、可靠性、开发工具、软件以及基础架构等诸多要求。此外，客户在做出决策时越来越关注与质量、供应链以及获取设计支持相关的非开发类开销。任何想在单片机市场赢得一席之地的公司都必须在这些方面有显著优势。

曹锦东：从一颗芯片的组成来讲，CPU只是占到25%～30%的面积，所以一颗芯片要做成差异化，可以在余下的70%～75%的空间去努力。站在客户角度，大家都用ARM的核对客户是福音，因为相同的代码可能在不同工艺上的产品可以去实现，对客户是好的方面，比较符合用户体验的需求。
  对MCU来说，我们给用户的不仅仅是MCU产品，还有不同的Package，包括芯片、本地化工具和服务，更长期的交货和保证产能需求。芯片只是一个载体，我们需要提供更多的东西。

吴健鸿：MCU企业目前制胜的唯一途径是能够解决客户的问题，能够为用户提供更贴心的服务，让他们能够以尽可能快的速度在市场中推出极具竞争优势的产品。

  曾劲涛：32位MCU的差异化更多集中在软件的差异化上，模块的差异化也有一些，但我认为如果想要赢得32位MCU市场，企业一定要在软件上有所投资。8位MCU的差异化主要还在于成本，成本永远是8位MCU市场成败的决定因素。而同样采用ARM核的MCU也还是可以在软件和性能上实现差异化的，就算是采用同一核的MCU，在功耗、抗干扰能力上都可能不一样。

  吴晓立：瑞萨长期对MCU内核和周边的IP进行开发，并拥有完整的生态系统支持。在中国市场，我们认为关键成功因素是本地化，即与本地客户充分沟通并达成战略合作，从而产生适合中国市场的产品以及解决方案。

  （责任编辑：落雪）