MCU領(lǐng)域國(guó)外品牌占據(jù)中高端，本土MCU如何破局？

2017年， 國(guó)際某知名品牌計(jì)劃開(kāi)發(fā)一款高端變頻微波爐，因?yàn)殡姶泡椛?、高溫高濕等?qiáng)干擾因素，急需一顆高可靠性MCU ，這顆MCU需要承受遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)的高功率電磁輻射，一般MCU無(wú)法承受，所以該公司首先想到的是采用國(guó)外大品牌的MCU ，但是國(guó)外品牌也難以滿足抗擾設(shè)計(jì)要求，最后竟是一顆本土MCU挑了大梁解決了設(shè)計(jì)難題，這顆MCU來(lái)自于深圳市愛(ài)普特微電子，而愛(ài)普特也憑借產(chǎn)品出色的特性成為該公司微波爐唯一的一供!

近年來(lái)，隨著智能化的深入以及國(guó)產(chǎn)替代的東風(fēng)，很多本土MCU獲得了大發(fā)展，很多公司年增長(zhǎng)率高達(dá)5倍，10倍以上。不過(guò)看統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本土MCU在市場(chǎng)占比只有10%左右，大部分市場(chǎng)依然被國(guó)外大品牌占據(jù)。2020年，全球MCU市場(chǎng)份額前五企業(yè)營(yíng)收合計(jì)占行業(yè)總營(yíng)收75.6%。目前，本土MCU雖然進(jìn)入了智能表計(jì)、高端智能家電等領(lǐng)域，但是中高端應(yīng)用領(lǐng)域工控、高端家電、醫(yī)療、汽車(chē)依然被日系、歐美系廠商把持。本土MCU要獲得長(zhǎng)足發(fā)展，就必須向高端沖擊!如何向高端沖擊?不能僅憑口號(hào)，必須通過(guò)設(shè)計(jì)。近日，筆者專訪了深圳市愛(ài)普特微電子有限公司董事兼副總經(jīng)理袁永生，這位MCU領(lǐng)域的老兵談了自己的體會(huì)和愛(ài)普特的一些做法。

一、什么是高端MCU?

首先我們先明確何為高端MCU。袁永生表示高端包含兩層含義，第一個(gè)是技術(shù)規(guī)格高，另外一個(gè)是產(chǎn)品高可靠性!“拋開(kāi)其中的一個(gè)維度，都不是高端。舉個(gè)例子，國(guó)外一個(gè)8pin的8位MCU到現(xiàn)在還占領(lǐng)高端市場(chǎng)，就是它的產(chǎn)品高可靠性”。另外他也指出，本土MCU要往高端沖擊，不能僅憑某一顆芯片，而是要所有的芯片系列都在可靠性上下功夫?！爱a(chǎn)品是品牌的基礎(chǔ)，本土MCU要打響品牌，就要從讓所有產(chǎn)品都是高端產(chǎn)品做起!高端不能從主頻、外設(shè)及性能上，去片面定義。”

二、如何做出高端MCU?

有了明確定義，就有了實(shí)現(xiàn)的方向。袁永生表示要做出高端芯片必須從設(shè)計(jì)上下功夫?！皭?ài)普特的研發(fā)班底是來(lái)自三星MCU團(tuán)隊(duì)，三星因?yàn)閼?zhàn)略調(diào)整等原因，要求所有研發(fā)人員撤回韓國(guó)本部，因此本土的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇離開(kāi)三星，成立了愛(ài)普特。”他回憶說(shuō)，“在公司最初成立的五年中，我們?nèi)烤Χ纪度朐谌灾鱅P研發(fā)中，MCU的外設(shè)IP都是自己研發(fā)，這樣可以確保每一個(gè)外設(shè)具有高可靠性?！?

據(jù)介紹，愛(ài)普特的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP庫(kù)完全可以媲美國(guó)際頂尖MCU公司，非常齊全完善，且已經(jīng)經(jīng)過(guò)億級(jí)芯片量產(chǎn)驗(yàn)證過(guò)。

“目前做MCU有兩條路，一個(gè)是跟隨仿制國(guó)外廠家，通過(guò)買(mǎi)內(nèi)核和外設(shè)IP完成設(shè)計(jì)。但是這樣有兩個(gè)缺陷，一個(gè)是買(mǎi)來(lái)的IP都是通用IP ，做了很多冗余設(shè)計(jì)，造成了成本浪費(fèi);另外一個(gè)是你不清楚買(mǎi)來(lái)的IP有哪些缺陷及在哪些應(yīng)用場(chǎng)景下會(huì)失效，這樣會(huì)影響產(chǎn)品的可靠性，品質(zhì)不可控。”他指出，“愛(ài)普特走的是另一條路——自主創(chuàng)新，從內(nèi)核到外設(shè)，所有的IP都是我們自主研發(fā)，這樣才能完全掌握產(chǎn)品的特性。所以我們可以設(shè)計(jì)出用在工控、強(qiáng)干擾工作環(huán)境的高可靠性MCU。”

“愛(ài)普特堅(jiān)持走的是全國(guó)產(chǎn)、自主可控的MCU國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新之路。中國(guó)的MCU不僅要解決國(guó)產(chǎn)替代的問(wèn)題，還要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新，跟隨、仿制的方式永遠(yuǎn)不能超越?！倍易灾鲃?chuàng)新的好處也很多，“客戶見(jiàn)面問(wèn)的不是你與國(guó)外大品牌的兼容性和成本，而是產(chǎn)品的可靠性如何、穩(wěn)定性如何，這正是我們想要給客戶傳遞的東西?！?

愛(ài)普特專注國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新，每個(gè)產(chǎn)品都有創(chuàng)新點(diǎn)，一個(gè)20pin 的MCU就有15個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。以愛(ài)普特的APT32F102X系列為例，該系列是愛(ài)普特基于RISC-V CPU內(nèi)核開(kāi)發(fā)的32位高性能高可靠性MCU。其中具有代表性的創(chuàng)新點(diǎn)如：

1、支持寬工作電壓1.8V-5.5V，并支持超低頻極低功耗下啟動(dòng);

2、ADC可配置正負(fù)項(xiàng)參考，可以采集小于0.5V的負(fù)壓，在電池電量檢測(cè)，電機(jī)的相位檢測(cè)等應(yīng)用中，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)便利，節(jié)省成本;

3、通訊口支持TTL電平適配。與低壓主控直接通訊，譬如藍(lán)牙芯片，WiFi芯片，TWS耳機(jī)市場(chǎng)、IOT市場(chǎng)、手機(jī)市場(chǎng)，5V系統(tǒng)可以直接與1.2V~5V系統(tǒng)直接通訊，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換芯片;

4、特有的事件觸發(fā)控制器(ETCB)，支持8個(gè)可配置事件通道。事件觸發(fā)控制器在收到一個(gè) IP的某個(gè)事件后，會(huì)觸發(fā)另一個(gè)IP的相應(yīng)動(dòng)作，相當(dāng)于內(nèi)置多個(gè)狀態(tài)機(jī)，確保各個(gè)IP直接實(shí)時(shí)響應(yīng);

5、EPT支持三組六路獨(dú)立的帶死區(qū)控制、互補(bǔ)PWM，每組的延時(shí)可以單獨(dú)調(diào)整，每組的死區(qū)也可以單獨(dú)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的精細(xì)化控制，實(shí)現(xiàn)功率的線性調(diào)整，在變頻電熱、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域提升性能;

6、獨(dú)有的SIO總線接口，可以實(shí)現(xiàn)單線通信，自定義私有協(xié)議，譬如快充充電器通信協(xié)議、Dali協(xié)議等;……

三、補(bǔ)短板，建生態(tài)，向高端MCU沖擊

袁永生表示，經(jīng)過(guò)10年的積累，愛(ài)普特已經(jīng)到了厚積薄發(fā)的階段，今年將繼續(xù)向高端MCU全面沖擊。2022年將推出完整系列的自主產(chǎn)品，管腳覆蓋20Pin至276Pin，主頻從48MHz到800MHz，超過(guò)25個(gè)系列，300多個(gè)型號(hào)，覆蓋消費(fèi)、工控和車(chē)規(guī)領(lǐng)域。

2022年將是愛(ài)普特的生態(tài)建設(shè)之年。愛(ài)普特會(huì)攜手平頭哥一起打造完整的工具鏈和完整的生態(tài)，除了RISC-V的CSI組件認(rèn)證外，還會(huì)打造“1520”生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，即1天上手、5天出原型，20天量產(chǎn)。目前愛(ài)普特已獨(dú)立開(kāi)發(fā)了完整的開(kāi)發(fā)套件：調(diào)試工具、燒錄工具、編譯軟件等，可以讓工程師很方便地應(yīng)用RISC-V MCU。未來(lái)愛(ài)普特還會(huì)開(kāi)展大學(xué)計(jì)劃及工程師培訓(xùn)認(rèn)證等活動(dòng)，打造MCU生態(tài)。

我注意到多家本土MCU都表示2022年將向高端MCU發(fā)起沖擊，希望今年可以看到本土MCU在擁有高性能、高可靠性兩個(gè)維度的高端領(lǐng)域大有收獲!加油，本土MCU!