國產(chǎn)MCU助力智能表計新發(fā)展

概要

國產(chǎn)MCU經(jīng)過近年的發(fā)展，已經(jīng)進入到智能表計市場并得到認可，逐漸成為市場主流。本文簡要介紹國產(chǎn)MCU進入智能表計市場的一些關鍵因素，并且分析在下一代智能表計產(chǎn)品中，MCU的哪些關鍵規(guī)格促進表計的新發(fā)展。

智能表計和國產(chǎn)MCU的發(fā)展

智能表計是物聯(lián)網(wǎng)市場的先行者。在新基建、智慧城市的推動下，智能表計已經(jīng)走入千家萬戶。當前智能表計市場發(fā)展非常搶眼，在水、氣、電、熱表計中，產(chǎn)品覆蓋率已經(jīng)超越傳統(tǒng)表計。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，智能燃氣表也已經(jīng)在60%以上。隨著表計產(chǎn)品使用年限到期，將持續(xù)進行更新?lián)Q代，預計再經(jīng)過一次的換代，智能表計的市場覆蓋率接近于全部。

近些年，國產(chǎn)MCU發(fā)展快速，已經(jīng)在多個領域得到市場認可，并開始迅速攀升。相對于國外品牌，國產(chǎn)MCU在整個MCU市場占用率較低，不到10%的份額。不過國產(chǎn)MCU在消費電子、智能卡、智能儀表、物聯(lián)網(wǎng)等領域，具有與國外品牌的競爭優(yōu)勢，其中國產(chǎn)MCU在智能表計已經(jīng)成為市場主流。

國產(chǎn)MCU的發(fā)展路線各有不同，從百花齊放到百家爭鳴。一些MCU廠商從消費市場進入，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廠商在細分領域深耕，特定市場的整體份額不如通用市場大，但憑借精準的產(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。還有一些廠商主力進攻價值高的市場，和客戶做戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，使產(chǎn)品符合行業(yè)需求并及時跟進未來市場變化。這種方式前期投入巨大，但依靠功能、品質(zhì)、生態(tài)等和整個行業(yè)發(fā)展緊密相關，將最終形成強大的競爭優(yōu)勢。無論國產(chǎn)MCU以哪種方式進入市場，都將為MCU國產(chǎn)化做出實際貢獻，依靠不同的優(yōu)勢面對國外品牌的強勢競爭，給行業(yè)帶來實際利益。

國產(chǎn)MCU目標市場

智表計行業(yè)對MCU的需求

智能表計行業(yè)對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)外圍電路達到最佳整機功耗。MCU的低功耗特性不僅體現(xiàn)在待機功耗，也要具有快速的喚醒能力和高效動態(tài)能耗，如果喚醒時間過長，不但會影響對外部事件的響應速度，也會拉長高功耗的占用時間長度。

超低功耗的關鍵參數(shù)

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

MCU的生態(tài)環(huán)境和服務支持也是關鍵要素。盡管依靠ARM的生態(tài)系統(tǒng)省去開發(fā)IDE平臺，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)動開發(fā)包、代碼例子、調(diào)試工具、評估板、燒錄工具、解決方案等等。在技術(shù)支持方面，能夠使用與時俱進的多種交互方式，讓用戶快速掌握開發(fā)能力。在供應體系上，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)商務合作，實現(xiàn)互惠互利。

MCU的生態(tài)環(huán)境

國產(chǎn)MCU助力表計新發(fā)展

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

超低功耗：超低功耗MCU是國產(chǎn)MCU能夠得到市場認可的關鍵參數(shù)。未來的表計產(chǎn)品發(fā)展中，低功耗的同時也需要兼具一些高性能。升級產(chǎn)品內(nèi)核提升性能，采用靈活的功耗管理方式和更先進的生產(chǎn)工藝，能夠設計出兼?zhèn)涞凸暮透咝阅芴匦缘腗CU。

更高性能：智能表計是物聯(lián)網(wǎng)的先行者，未來發(fā)展會承擔更多網(wǎng)絡節(jié)點和服務相關的功能，為了實現(xiàn)智能檢測、智能計量、智能服務等功能，會對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)，需要支持實時操作系統(tǒng)，將會選用高性能的Cortex-M4或更高規(guī)格的芯片，同時為了支持OTA/APP等軟件功能，優(yōu)選具有升級優(yōu)勢的Dual Bank 大容量Flash的MCU。

更多集成：隨著對行業(yè)的需求深入理解，MCU集成專用功能也是發(fā)展趨勢。對于集成的功能單元需要考慮其市場合理性和成本優(yōu)勢。例如，在智能水氣表中，集成超低功耗的外設接口是非常有優(yōu)勢的。相對來說，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)工藝的復雜程度，設計上的平衡會導致一些行業(yè)所需關鍵參數(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，面對市場的變化缺少靈活性。為了滿足一些客戶特定的需求，可依靠系統(tǒng)級封裝(SiP)方式將其他芯片和MCU合封，可以提高集成度的同時也能根據(jù)市場的快速變化重新調(diào)整資源匹配，但其成本或者會比分離方式增加。

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

華大半導體MCU簡介

作為國內(nèi)頭部MCU廠商，華大半導體MCU擁有四大產(chǎn)品線：超低功耗產(chǎn)品線、電機控制產(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，可供客戶選擇不同規(guī)格用于平臺化開發(fā)。華大半導體的超低功耗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，助力智能表計新發(fā)展。

華大半導體的表計方案