國產(chǎn)MCU助力智能表計(jì)新發(fā)展

概要

國產(chǎn)MCU經(jīng)過近年的發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入到智能表計(jì)市場(chǎng)并得到認(rèn)可，逐漸成為市場(chǎng)主流。本文簡(jiǎn)要介紹國產(chǎn)MCU進(jìn)入智能表計(jì)市場(chǎng)的一些關(guān)鍵因素，并且分析在下一代智能表計(jì)產(chǎn)品中，MCU的哪些關(guān)鍵規(guī)格促進(jìn)表計(jì)的新發(fā)展。

智能表計(jì)和國產(chǎn)MCU的發(fā)展

智能表計(jì)是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的先行者。在新基建、智慧城市的推動(dòng)下，智能表計(jì)已經(jīng)走入千家萬戶。當(dāng)前智能表計(jì)市場(chǎng)發(fā)展非常搶眼，在水、氣、電、熱表計(jì)中，產(chǎn)品覆蓋率已經(jīng)超越傳統(tǒng)表計(jì)。其中，智能電表的覆蓋率已經(jīng)95%以上，智能水表已經(jīng)在50%以上，智能燃?xì)獗硪惨呀?jīng)在60%以上。隨著表計(jì)產(chǎn)品使用年限到期，將持續(xù)進(jìn)行更新?lián)Q代，預(yù)計(jì)再經(jīng)過一次的換代，智能表計(jì)的市場(chǎng)覆蓋率接近于全部。

近些年，國產(chǎn)MCU發(fā)展快速，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到市場(chǎng)認(rèn)可，并開始迅速攀升。相對(duì)于國外品牌，國產(chǎn)MCU在整個(gè)MCU市場(chǎng)占用率較低，不到10%的份額。不過國產(chǎn)MCU在消費(fèi)電子、智能卡、智能儀表、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，具有與國外品牌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其中國產(chǎn)MCU在智能表計(jì)已經(jīng)成為市場(chǎng)主流。

國產(chǎn)MCU的發(fā)展路線各有不同，從百花齊放到百家爭(zhēng)鳴。一些MCU廠商從消費(fèi)市場(chǎng)進(jìn)入，依賴現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，做兼容方案。這種方式優(yōu)勢(shì)明顯，在推廣上迅速，但是在產(chǎn)品規(guī)劃和發(fā)展上容易被限定。一些MCU廠商在細(xì)分領(lǐng)域深耕，特定市場(chǎng)的整體份額不如通用市場(chǎng)大，但憑借精準(zhǔn)的產(chǎn)品規(guī)格將獲取極高的市占率，為未來發(fā)展奠下口碑和基礎(chǔ)。還有一些廠商主力進(jìn)攻價(jià)值高的市場(chǎng)，和客戶做戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，使產(chǎn)品符合行業(yè)需求并及時(shí)跟進(jìn)未來市場(chǎng)變化。這種方式前期投入巨大，但依靠功能、品質(zhì)、生態(tài)等和整個(gè)行業(yè)發(fā)展緊密相關(guān)，將最終形成強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。無論國產(chǎn)MCU以哪種方式進(jìn)入市場(chǎng)，都將為MCU國產(chǎn)化做出實(shí)際貢獻(xiàn)，依靠不同的優(yōu)勢(shì)面對(duì)國外品牌的強(qiáng)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)，給行業(yè)帶來實(shí)際利益。

國產(chǎn)MCU目標(biāo)市場(chǎng)

智表計(jì)行業(yè)對(duì)MCU的需求

智能表計(jì)行業(yè)對(duì)低功耗的要求極其苛刻，尤其是在智能水氣表產(chǎn)品。MCU是系統(tǒng)中的主控單元，不但需要有超低功耗能力，還要有靈活的功耗管理方式，協(xié)調(diào)外圍電路達(dá)到最佳整機(jī)功耗。MCU的低功耗特性不僅體現(xiàn)在待機(jī)功耗，也要具有快速的喚醒能力和高效動(dòng)態(tài)能耗，如果喚醒時(shí)間過長，不但會(huì)影響對(duì)外部事件的響應(yīng)速度，也會(huì)拉長高功耗的占用時(shí)間長度。

超低功耗的關(guān)鍵參數(shù)

智能表計(jì)行業(yè)對(duì)MCU的品質(zhì)要求很高。具有高等級(jí)的ESD和EFT等可靠性指標(biāo)，可以確保產(chǎn)品整個(gè)生命周期穩(wěn)定工作。MCU廠商需要擁有優(yōu)秀的質(zhì)量管理體系，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試等流程中層層把關(guān)生產(chǎn)質(zhì)量，這些不完全體現(xiàn)在數(shù)據(jù)手冊(cè)中的信息，也是客戶選型時(shí)候最為關(guān)心的內(nèi)容之一。

MCU的生態(tài)環(huán)境和服務(wù)支持也是關(guān)鍵要素。盡管依靠ARM的生態(tài)系統(tǒng)省去開發(fā)IDE平臺(tái)，還是需要很多的資源去開發(fā)完備的軟硬件工具鏈。例如驅(qū)動(dòng)開發(fā)包、代碼例子、調(diào)試工具、評(píng)估板、燒錄工具、解決方案等等。在技術(shù)支持方面，能夠使用與時(shí)俱進(jìn)的多種交互方式，讓用戶快速掌握開發(fā)能力。在供應(yīng)體系上，遵守行業(yè)規(guī)范，和代理商以及客戶建立好良好的可持續(xù)商務(wù)合作，實(shí)現(xiàn)互惠互利。

MCU的生態(tài)環(huán)境

國產(chǎn)MCU助力表計(jì)新發(fā)展

智能表計(jì)的前沿研究仍在市場(chǎng)需求之前，未來發(fā)展存在更多創(chuàng)新機(jī)會(huì)。在智能表計(jì)中，無線、傳感器、和MCU的技術(shù)發(fā)展將促進(jìn)智能表計(jì)的發(fā)展，其中MCU的以下規(guī)格將助力表計(jì)新發(fā)展。

超低功耗：超低功耗MCU是國產(chǎn)MCU能夠得到市場(chǎng)認(rèn)可的關(guān)鍵參數(shù)。未來的表計(jì)產(chǎn)品發(fā)展中，低功耗的同時(shí)也需要兼具一些高性能。升級(jí)產(chǎn)品內(nèi)核提升性能，采用靈活的功耗管理方式和更先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，能夠設(shè)計(jì)出兼?zhèn)涞凸暮透咝阅芴匦缘腗CU。

更高性能：智能表計(jì)是物聯(lián)網(wǎng)的先行者，未來發(fā)展會(huì)承擔(dān)更多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)相關(guān)的功能，為了實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)、智能計(jì)量、智能服務(wù)等功能，會(huì)對(duì)MCU的性能要求更高。例如IR46規(guī)范下的物聯(lián)網(wǎng)電表，采用雙芯架構(gòu)，需要支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，將會(huì)選用高性能的Cortex-M4或更高規(guī)格的芯片，同時(shí)為了支持OTA/APP等軟件功能，優(yōu)選具有升級(jí)優(yōu)勢(shì)的Dual Bank 大容量Flash的MCU。

更多集成：隨著對(duì)行業(yè)的需求深入理解，MCU集成專用功能也是發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于集成的功能單元需要考慮其市場(chǎng)合理性和成本優(yōu)勢(shì)。例如，在智能水氣表中，集成超低功耗的外設(shè)接口是非常有優(yōu)勢(shì)的。相對(duì)來說，將無線、傳感器、MCU整合做成SoC，可以獲得很高的集成度，但是這需要增加生產(chǎn)工藝的復(fù)雜程度，設(shè)計(jì)上的平衡會(huì)導(dǎo)致一些行業(yè)所需關(guān)鍵參數(shù)表現(xiàn)不夠突出，而且不同技術(shù)路線的產(chǎn)品迭代上也缺少一致周期，面對(duì)市場(chǎng)的變化缺少靈活性。為了滿足一些客戶特定的需求，可依靠系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)方式將其他芯片和MCU合封，可以提高集成度的同時(shí)也能根據(jù)市場(chǎng)的快速變化重新調(diào)整資源匹配，但其成本或者會(huì)比分離方式增加。

符合市場(chǎng)需求：MCU產(chǎn)品規(guī)格需要緊跟技術(shù)發(fā)展，提供符合市場(chǎng)需求的完整產(chǎn)品線。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的促進(jìn)下，智能表計(jì)對(duì)MCU的功能需求增加，也要留意到保持MCU的精簡(jiǎn)和穩(wěn)定，有一些功能的需求可以分散到系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更有優(yōu)勢(shì)。

華大半導(dǎo)體MCU簡(jiǎn)介

作為國內(nèi)頭部MCU廠商，華大半導(dǎo)體MCU擁有四大產(chǎn)品線：超低功耗產(chǎn)品線、電機(jī)控制產(chǎn)品線、通用控制產(chǎn)品線和汽車電子產(chǎn)品線，百余種產(chǎn)品型號(hào)，可供客戶選擇不同規(guī)格用于平臺(tái)化開發(fā)。華大半導(dǎo)體的超低功耗MCU產(chǎn)品出貨國內(nèi)第一，在水表市占率近50%的份額。華大半導(dǎo)體MCU將繼續(xù)深挖行業(yè)需求，為客戶帶來低功耗、高性能、高品質(zhì)、有特色的MCU，助力智能表計(jì)新發(fā)展。

華大半導(dǎo)體的表計(jì)方案