在地緣政治摩擦和缺芯漲價的大背景下,國產(chǎn)MCU一直處于話題的前列。一方面,優(yōu)秀的MCU替代方案正在成為全行業(yè)共同研究的課題,另一方面,脫穎而出的口碑產(chǎn)品正在逐漸打破國外占據(jù)主要市場的局面,打造一個屬于國產(chǎn)自研的行業(yè)新未來。
而在日前的ELEXCON 2021(深圳國際電子展暨嵌入式系統(tǒng)展)上,航順芯片作為MCU廠商,其產(chǎn)品能夠覆蓋各個領域,且極具競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品成為本屆一大亮點。
據(jù)了解,航順已連續(xù)四年參加該盛會,在本次展會上,航順芯片在展臺區(qū)展出了包括汽車電子、工業(yè)控制、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子以及電機驅(qū)動等各項方案應用。與此同時,在分論壇上,航順也展示了其對物聯(lián)網(wǎng)下MCU企業(yè)的機遇和理解。
物聯(lián)網(wǎng)下,國產(chǎn)MCU是突圍的好機會
“物聯(lián)網(wǎng)時代下,國內(nèi)廠商市占率較低,但國產(chǎn)替代空間較大”,航順芯片資深FAE楊應純在論壇上如是說。
根據(jù)他的介紹,物聯(lián)網(wǎng)源于互聯(lián)網(wǎng)領域,是信息科學技術產(chǎn)業(yè)的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng),讓所有物體能夠獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。簡單說,就是通過安裝信息傳感設備,如射頻識別(RFID)裝置、激光掃描器等,將所有的物品都與網(wǎng)絡連接在一起,方便識別和管理。發(fā)展重點主要集中在4個方面:著力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術;大力培育物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè);全力推廣物聯(lián)網(wǎng)應用;努力搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺。
從物聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展與趨勢上來講,物聯(lián)網(wǎng)(IOT)正在積極塑造工業(yè)生產(chǎn)和消費世界,從零售到醫(yī)療保健,從金融到物流,智能技術已遍及每個業(yè)務和消費者領域。2020年以來影響物聯(lián)網(wǎng)模型的所有四個組成部分:傳感器,網(wǎng)絡(通信),分析(云)和應用程序,并將產(chǎn)生不同程度的影響。
另外,目前全球物聯(lián)網(wǎng)相關技術、標準、應用、服務還處于起步階段,物聯(lián)網(wǎng)核心技術持續(xù)發(fā)展,標準體系加快構(gòu)建,產(chǎn)業(yè)體系處于建立和完善過程中。未來幾年,全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將出現(xiàn)快速增長。據(jù)預計,未來十年,全球物聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)大規(guī)模普及,年均復合增速將保持在20%左右,到2023年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模有望達到2.8萬億美元左右。
當然,在此之下,物聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式市場也迎來了一次機遇。從MCU產(chǎn)品應用來看,33%集中在汽車電子中,25%在工控/醫(yī)療,23%在計算機,11%在消費電子,據(jù)了解這些領域中MCU被大量使用,且在大量使用下對低功耗和集成度提出了更高的要求。
反觀MCU結(jié)構(gòu)分布,市場上62%的產(chǎn)品使用%的是32位產(chǎn)品,23%使用的是16位產(chǎn)品,15%使用的4/8位產(chǎn)品。
從國際競爭格局來看,目前中國MCU市場仍主要被國外廠商占據(jù),前八大國外MCU廠商市場占比高達84.08%。國內(nèi)MCU廠家總的市場占有率較低,從國產(chǎn)替代角度,國內(nèi)MCU芯片設計企業(yè)具備較大的市場提升空間。
但從另一個角度來看,國內(nèi)MCU廠家總的市場占有率較低,從進口替代角度,國內(nèi) MCU 芯片設計企業(yè)具備較大的市場提升空間。而航順在國內(nèi)MCU廠商中,屬于覆蓋面較為全面的廠商,其MCU能夠被廣泛應用在家電和消費電子、物聯(lián)網(wǎng)、智能表計、IC卡及安全、計算機和網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制和汽車電子上。
上述發(fā)展中,他認為物聯(lián)網(wǎng)嵌入式應用中MCU的發(fā)展趨勢遵循四點規(guī)律:
其一,32bit MCU是物聯(lián)網(wǎng)時代的主流。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代任務的復雜化,計算能力越來越高促使MCU開始邁向32位時代。2015 年起全球 32 位 MCU 出貨量超過 4 位、8 位、16 位 MCU 出貨量的總和。物聯(lián)網(wǎng)嵌入式應用基本被低功耗高性能32位MCU所取代。
其二,低功耗是物聯(lián)網(wǎng)時代的核心競爭力。可移動、無人值守等的物聯(lián)網(wǎng)應用及數(shù)量更為龐大的無線傳感節(jié)點及電池供電應用等,功耗和續(xù)航時間更是直接關系到產(chǎn)品的可行性,超低功耗MCU成核心競爭力。像華為的超低功耗的手表,采用的是通過亞域值的電路來實現(xiàn)超低功耗的MCU。
其三,高整合度MCU是物聯(lián)網(wǎng)時代的趨勢。在 AIoT 時代,絕大部分物聯(lián)網(wǎng)應用都需搭載下一代高集成度MCU芯片,實現(xiàn)傳感、通信、安全、信息處理、計算、下達控制指令等復雜任務。具備 AI 能力和云端接入能力是下一代 MCU 芯片與傳統(tǒng) MCU 芯片最大的不同。
其四,地緣政治摩擦下,國產(chǎn)化現(xiàn)實成為剛需。縱覽市場,越來越多的應用都在指定采用國產(chǎn)芯片的來實現(xiàn),特別是在安全類的芯片上需求量極大。
技術領先,航順的精誠之作
航順芯片于2014年在深圳成立,初創(chuàng)發(fā)展期主要產(chǎn)品為EEPROM家族、NOR FLASH家族、LCD驅(qū)動、LDO電源芯片等;2017年兼并高端32位MCU核心研發(fā)團隊,二十四大家族300多款產(chǎn)品,公司也步入了高速發(fā)展期。楊應純表示,航順芯片將以工業(yè)/商業(yè)/定制化、AIOT多核異構(gòu)HK32MCU為核心打造航順無邊界生態(tài)平臺級企業(yè)作為愿景不斷發(fā)展。
目前,公司擁有深圳市國資委深投控、匯頂科技、順為資本、深創(chuàng)投、中航、中科院國科投等戰(zhàn)略投資方。已量產(chǎn)ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M33及世界超低功耗7nA平臺等二十四大家族300余款工業(yè)/商業(yè)/車規(guī)級 通用/專用/定制化32位MCU/SOC。
除此之外,其MCU產(chǎn)品也利用三點領先技術優(yōu)勢作為立足之本:其一、超低功耗7nA設計平臺;其二、三年時間同時熟練掌握五家FAB廠EFLASH 工藝;其三、世界級獨創(chuàng)的IP標準化、系統(tǒng)智能化、工藝超級優(yōu)化,設計一顆32位MCU的開發(fā)周期縮短3-4個月。
在如此巨大領先優(yōu)勢下,各種獎項和專利也是拿到“手軟”。據(jù)悉,公司先后獲得國家級專精特新重點“小巨人”、“龍崗雙創(chuàng)之星”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽冠軍、中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽深圳總決賽亞軍,2019/2020世界半導體大會連續(xù)兩年被評為“中國十大IC獨角獸”。共計申請百余項核心專利知識產(chǎn)權,國家級高新技術企業(yè)。
合作方面,航順已應用在汽車、家電、醫(yī)療、工業(yè)和消費類電子以及智慧城市、智慧家庭等各大領域。與小米、匯頂、中航、上汽集團、 長城哈佛、通用五菱、大眾斯柯達、長虹、康佳、海信、TCL、創(chuàng)維、友訊達、安吉爾、上海滬工、眾辰等企業(yè)完成批量交付。同時與國內(nèi)眾多高校深度合作并成立實驗室/教材/實習基地等長期大學生態(tài)計劃。
在產(chǎn)品線上,楊應純介紹了航順幾款典型產(chǎn)品。在高性能產(chǎn)品上,航順的F39A系列基于M3內(nèi)核,主頻能夠達到120MHz,且配備512KFlash,內(nèi)置安全相關模塊,能夠應對各種高性能場景。
除此之外,航順還擁有U1009系列的雙重MCU,基于M3與RISC-V的雙核處理器,這款處理器可以100%向下兼容航順的F103系列。另外,其中雙核之間是通過IPC協(xié)議進行通訊,擁有非常高效的通信。值得一提的是,雖然產(chǎn)品是雙核的,但實際開發(fā)也非常簡單。
在低功耗產(chǎn)品上,航順的L08X系列是基于M0內(nèi)核的產(chǎn)品,該產(chǎn)品不僅擁有非常出色的能耗表現(xiàn),4KBtureEEPROM、指令加密存儲以及安全加密模塊,安全性極佳。根據(jù)楊應純的介紹,這款產(chǎn)品的關鍵電流僅10nA,可以說是行業(yè)最低的,且在關機模式下也可通過外部引腳喚醒。除此之外,M33內(nèi)核的產(chǎn)品正在研發(fā)之中,這款產(chǎn)品將主要應用在醫(yī)療健康和各種穿戴設備場景下。
在主流型產(chǎn)品上,F(xiàn)103產(chǎn)品基于M3內(nèi)核,車規(guī)和工業(yè)應用下,這款產(chǎn)品能夠跑到96MHz的工作頻率,且擁有2.0V~5.5V的超寬工作電壓。楊迎純強調(diào),航順芯片的特點是可以替代目前市場絕大部分同系列產(chǎn)品。
F030、F031、F04A系列作為三款主流M0內(nèi)核產(chǎn)品,工作頻率能夠跑到72MHz,同樣擁有2.0V~5.5V的超寬工作電壓,且可進行指令加密存儲和執(zhí)行。另外,內(nèi)置USB1.1 Device接口,能夠兼容目前市面大部分軟件。
在經(jīng)濟型產(chǎn)品方面,F(xiàn)030M和F0301M系列基于M0內(nèi)核,性價比在同行業(yè)中是最高的,不僅擁有48MHz的工作頻率,其內(nèi)部工作精度也是非常高的。值得一提的是,該款產(chǎn)品能夠替代大部分廠家的003系列。
在專業(yè)型產(chǎn)品上,AL03X系列基于M0內(nèi)核,是光模塊專用的MCU;SPINM0和SPINM3則是點擊專用的MCU,內(nèi)置FOC核心算法硬件化設計、內(nèi)置點擊應用模擬電路、支持雙FOC算法應用。
除了硬件產(chǎn)品,航順也曾耗時多年,獨創(chuàng)了智能芯片自動化設計平臺,能夠讓新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短3~4個月。據(jù)了解,利用這款自動化平臺,航順50人研發(fā)團隊可以實現(xiàn)200-300人研發(fā)團隊的研發(fā)成果。
航順芯片不僅擁有完善的工具鏈,也擁有詳細的開發(fā)資料。據(jù)悉,航順能夠提供每個系列的數(shù)據(jù)手冊以及用戶手冊,航順芯官網(wǎng)都可以下載;提供器件庫、函數(shù)庫、詳細例程供開發(fā)者使用;提供專用的在線燒錄工具以及脫機燒錄工具;提供技術交流群以及技術論壇。
亮點頻出,航順將深耕新興行業(yè)
回到航順的展臺,其中產(chǎn)品也覆蓋了各種應用場景。在本次展會上,航順芯片在展臺區(qū)展出了包括汽車電子、工業(yè)控制、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子以及電機驅(qū)動等各項方案應用。
汽車電子
航順芯片目前與上汽集團、 長城哈佛、通用五菱、大眾斯柯達等知名車企達成長期戰(zhàn)略合作,批量的交付汽車前裝以及后裝市場,應用包括:方向盤控制、音響控制、胎壓監(jiān)測、OBD診斷儀器、中控、倒車雷達等,未來5年航順芯片將完成一系列的車規(guī)級的32位MCU規(guī)劃。
汽車中控導航、OBD汽車診斷儀器、車窗控制等產(chǎn)品方案
工業(yè)控制
工業(yè)應用領域,一直是HK32MCU的核心應用領域,HK32MCU良好的的穩(wěn)定性以及抗干擾能力適用于工業(yè)領域的各個場景,5G基站、伺服變頻器、PLC控制、逆變器以及儲能設備都已批量使用HK32MCU產(chǎn)品,其中代表性的產(chǎn)品有行業(yè)龍頭上海滬工電焊機以及南瑞國家電網(wǎng)檢測設備。
智慧家庭
HK32MCU讓萬物互聯(lián)更智慧,讓智慧生活更美好,體現(xiàn)了HK32MCU在智能家居中發(fā)揮的重要作用。各種智能家居產(chǎn)品搭載HK32MCU/SOC, 如康佳指紋鎖、TCL智能鎖、智能娛樂系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、小米、科沃斯智能掃地機器人都已經(jīng)出現(xiàn)在千家萬戶。
醫(yī)療電子
從2020疫情發(fā)生以來,航順芯片一直致力于醫(yī)療行業(yè),保障醫(yī)療電子產(chǎn)品的穩(wěn)定供貨, HK32MCU大批量應用于血氧儀、測溫儀、消毒設備、按摩儀、護眼儀等產(chǎn)品。
物聯(lián)網(wǎng)
隨著5G通訊的普及,大數(shù)據(jù)時代即將來臨,各種互聯(lián)網(wǎng)的應用層出不窮。HK32MCU/SOC在物聯(lián)網(wǎng)中也得到用戶的青睞。 其中飛利浦的云臺攝像頭、公牛智能插座、家庭智能健康機器人、藍鯨學習機器人、變色燈、舞臺燈光、智能手機拍照桿等都實現(xiàn)了該領域的應用。
電機驅(qū)動
針對電機驅(qū)動應用,HK32MCU本次展會推出電機驅(qū)動專用芯片HK32ASPIN0XX系列家族,得到不少客戶的青睞。其集成的電機硬件加速算法將在FOC應用中實現(xiàn)軟硬件完美融合,達到最佳的運算效果?,F(xiàn)場還展出了平衡車、滑板車、風扇燈、電鉆、筋膜槍、變頻冰箱、掃地機器人等BLDC控制方案。
值得一提的是,航順芯片執(zhí)行副總裁白海英受邀出席第十三屆MCU技術創(chuàng)新與應用大會的國產(chǎn)MCU沙龍。在本次沙龍上,航順芯片執(zhí)行副總裁白海英與各位行業(yè)精英就國產(chǎn)MCU在生態(tài)建設上的現(xiàn)狀與布局、車規(guī)級MCU的難點和發(fā)展情況、RISC-V指令集架構(gòu)和處理器芯片快速崛起的趨勢下的產(chǎn)品規(guī)劃以及這一技術如何影響未來嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)市場等話題進行了探討。
白海英指出航順芯片以航順HK32MCU為核心打造多核異構(gòu)生態(tài)平臺級企業(yè),有完善的生態(tài)計劃和布局。航順除了將實現(xiàn)從基本工具到通用專用SDK庫到上層操作系統(tǒng)、云平臺的大生態(tài)模式,做到比國外MCU企業(yè)更人性化、更實用、更專業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)外,航順芯片還聯(lián)合深圳信息職業(yè)技術學院共建深信院微電子學院智能芯片創(chuàng)新中心,共建“芯火”產(chǎn)業(yè)學院。并且與中科院深圳先進技術研究院聯(lián)合獲得深圳市政府技術攻關“基于RISC-V的低功耗光電傳感SOC芯片關鍵技術研發(fā)”。
航順芯片針對汽車電子已推出多款車規(guī)級的32位主控芯片,未來5年內(nèi)會加大汽車電子研發(fā)力度,推出自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)MCU以及SOC系統(tǒng)芯片等。RISC-V 架構(gòu)目前也開始在行業(yè)內(nèi)興起,尤其是嵌入式互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),其精簡的指令集以及完全開源的指令架構(gòu)得到很多用戶的青睞。航順芯片針對AIoT 已推出一款M3+RISC-V 雙核MCU ,其主要應用場景就是未來的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)市場,并會相繼的推出RISC-V內(nèi)核、M4+RISC-V多核以及M33+RISC-V多核異構(gòu)的產(chǎn)品,高集成度、高處理能力、超低功耗等特點將滲透無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)無線節(jié)點、智慧城市、智慧交通等新興行業(yè)。