MCU：變與不變的哲學
[導讀]MCU或許是最讓原廠“愁腸百結”而又“欲罷不能”的IC產品了。一方面，MCU市場穩(wěn)步增長，應用不斷拓寬，吸引老將新兵不斷征戰(zhàn)。就拿中國市場來看，據(jù)IHS研究顯示，2013年到2017年其年復合增長率將達到7.7%，從31億美元
MCU或許是最讓原廠“愁腸百結”而又“欲罷不能”的IC產品了。一方面，MCU市場穩(wěn)步增長，應用不斷拓寬，吸引老將新兵不斷征戰(zhàn)。就拿中國市場來看，據(jù)IHS研究顯示，2013年到2017年其年復合增長率將達到7.7%，從31億美元增長至45億美元。另一方面，ARM架構成席卷之勢，多家大廠已經(jīng)放棄專有核而投入ARM懷抱，“百家爭鳴、一花獨放”可描述目前的MCU市場。MCU原廠不僅要著力尋求差異化，著力提供包括開發(fā)工具在內的完整解決方案，而且隨著MCU價格的“直落式”下行，如何保證合理的利潤也是廠商的“心結”。無論如何，既然選擇了這條路，就要承受所有的崎嶇和變數(shù)：不變的是核，變的是如何集成、如何差異化、如何未雨綢繆。
集成考驗持續(xù)
整合將從提升性能、降低功耗、縮短面世時間、降低成本等方面展開。
在ARM核已成主流的情況下，近年來MCU廠家也注重在MCU的外設上進行不同的整合和創(chuàng)新，如此才能求同存異，彰顯自身價值。
從今年的市場情況來看，MCU廠商的整合在不斷加快。但整合顯然不是一蹴而就的事，帶來的是對廠商持續(xù)的挑戰(zhàn)和考驗。賽普拉斯大中華區(qū)PSoC業(yè)務拓展經(jīng)理王冬鋼表示，在整合中需要考慮應用工程師面臨的挑戰(zhàn)，即對處理器性能的要求、降低開發(fā)調試難度的要求、消費電子應用對于電容式觸摸的要求等等。未來的整合將繼續(xù)從提升性能、降低功耗、縮短面世時間、降低成本四個方面展開。
“只有全能冠軍才可執(zhí)市場之牛耳。”中穎電子股份有限公司MCU事業(yè)部總監(jiān)包旭鶴用這樣的話來描述MCU整合的難度。他指出，因MCU整合模塊主要為高精度模擬模塊、高電壓大電流電源或驅動模塊、無線通信模塊等，這對MCU廠商是一個綜合技術能力的考驗。
雖然理論上大部分功能都可以被整合，但是還要考慮工藝、安全性和成本控制等等。瑞薩電子通用和SoC產品中心副總監(jiān)吳曉立也提到，整合主要應考慮客戶生產的方便性與安全。例如高壓部分與人機界面控制整合在同一芯片上有可能為客戶的產品設計帶來風險,某些模擬IP的整合對設計也是挑戰(zhàn)。安森美半導體三洋半導體產品部數(shù)字方案MCU及閃存部主管山田進則認為，MCU的功能整合取決于應用。今后，MCU將整合無線通信功能而非有線通信功能。
差異化也是整合的關鍵因子。飛思卡爾資深全球產品經(jīng)理林明也表示，高速度、高性能和低功耗的模擬系統(tǒng)是差異化競爭的關鍵。另外，針對物聯(lián)網(wǎng)多元化應用來設計系統(tǒng)外設和解決方案也能帶來足夠的差異化空間?！?strong>內核架構為MCU提供平臺和生態(tài)系統(tǒng)，片上的各種外設則為不同的客戶和應用提供附加的價值。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，簡單易用、高能效的單芯片系統(tǒng)將受到市場的青睞?！绷置鞅硎尽?BR>
GigaDeviceMCU產品經(jīng)理金光一也提到，F(xiàn)lash閃存技術作為MCU產品實現(xiàn)差異化并提升性能的關鍵技術將對MCU市場布局產生重要影響。另外，存儲器與控制器的結合也有助于發(fā)揮系統(tǒng)級解決方案的優(yōu)勢。
SoC成為方向之一
SoC確實是MCU未來的發(fā)展方向之一，但它仍將和通用MCU共存。
隨著MCU無論是集成IO，還是模數(shù)混合都越來越豐富，那么SoC是否是MCU未來的一個發(fā)展方向？
對此，包旭鶴指出，我們應辯證地看待這個問題，應該說SoC是一個趨勢，大部分情況適用，但不可一概而論。他進一步分析道，在實戰(zhàn)中SoC成為包袱的例子也不少：比如整合的技術變化太快，一旦淘汰即成包袱；整合的模塊不一定能使用到，用戶寧可只用MCU加外圍IC保留靈活性，備庫存也單一?！肮适欠裥枰猄oC不能只看SoC的成本或組裝優(yōu)勢，還要考慮技術變化和客戶需求等風險因素。”包旭鶴強調說。
雖然SoC確實是MCU未來的發(fā)展方向之一，但它仍將和通用MCU共存。英飛凌科技（中國）有限公司汽車電子事業(yè)部高級總監(jiān)兼業(yè)務負責人徐輝指出，SoC的優(yōu)勢顯而易見，比較適合那些市場需求量大、對功率驅動要求不高、單一應用的領域，在消費類電子、工業(yè)電子和汽車電子應用中都有一定市場。而通用MCU則以其廣泛的適用性、應用的靈活性等特點，將依舊占據(jù)很大的市場。對于一些新興領域，開始階段會需要通用的MCU，等市場成熟后，則會考慮SoC的需求。
“MCU會和SoC以其不同的特點在市場上共存。目前MCU在整合通信及網(wǎng)絡、預驅、小功率驅動及多媒體接口等方面已趨于成熟。這種整合過程就是市場細分、差異化及特定應用的產品定位的過程。未來的整合還會繼續(xù)，不同的應用將越來越多地主導SoC的整合方向?！毙燧x進一步指出。
山田進同時認為，在復雜系統(tǒng)方面，SoC將代表MCU的未來發(fā)展趨勢。
同構和異構角逐
在不同應用中，市場會在MCU、DSP及FPGA之間有不同的選擇。
除了SoC外，多核也是MCU值得關注的走向，而同構和異構多核技術最典型的搭配方式有MCU+DSP、DSP+FPGA、MCU+FPGA等，未來究竟誰主沉??？
ARM中國嵌入式市場總監(jiān)耿立峰表示，在ARM的合作伙伴中，確實看到有很多這樣的應用嘗試，比如Microsemi的SmartFusion2，被稱為SoCFPGA，除了FPGA外，還有一個Cortex-M3的CPU內核。另外Cypress最新的基于Cortex-M0內核的PSoC4系列，他們稱為可編程SoC，也是在CPU以外又集成了可編程的邏輯外設，增加用戶使用的靈活度，同時也可以保護他們的知識產權。至于MCU+DSP的例子，我們看到TI的F28M35x系列，把ARM的Cortex-M3和TI的C28xDSP集成到一個SoC芯片中，DSP去做一些算法運算應用，比如太陽能逆變/電機控制等，而Cortex-M3去做系統(tǒng)控制。當然也有一些合作伙伴采用一個Cortex-M4內核來同時實現(xiàn)運算和系統(tǒng)控制任務。
而這樣的“加法”也呈現(xiàn)一些新趨勢?！皹I(yè)內新趨勢是通過集成如Cortex-M系列內核來對感知的信息進行處理，比如SensorFusion。雖然目前對于這種MixedSignal的設計還有一些工藝上的顧慮，但我們認為這將是未來一個很大的發(fā)展趨勢。”耿立峰提到。
徐輝也指出，在不同應用、不同商業(yè)模式及性價比等因素影響下，市場將在MCU、DSP及FPGA之間有不同的選擇。例如英飛凌的下一代汽車MCU就集成了多核MCU及DSP處理功能，在實現(xiàn)汽車功能安全的基礎上，提供多任務、高速（圖像、模擬/數(shù)字）信號處理，實現(xiàn)高效低功耗，已被全球主要汽車廠家應用在控制系統(tǒng)中。
市場格局釀變
擁有更完整的產品組合和生態(tài)系統(tǒng)的廠商將會成為最后的贏家。
隨著競爭激烈程度的加劇，MCU市場的格局發(fā)生了較大變化。一方面某些歐美日大廠陸續(xù)退出或部分退出及重組，另一方面留下來堅守的大廠也逐步走下價格“圣壇”，加入價格戰(zhàn)以求市場份額。
談及未來市場的格局走向，林明表示，擁有更完整的產品組合和生態(tài)系統(tǒng)的廠商將成為最后的贏家，包括全線、全系列基于ARM價格的MCU產品和完整的軟件工具、開發(fā)環(huán)境和參考設計。
在競爭激烈的市場立足，也要著重考量整合、并購的“力量”。近期Spansion收購富士迪半導體MCU及相關業(yè)務、兆易創(chuàng)新進入32位MCU市場等都表明MUC市場起伏難定。SiliconLabs亞太地區(qū)MCU高級市場營銷經(jīng)理彭志昌表示，未來SiliconLabs將繼續(xù)關注一些供應商整合、戰(zhàn)略投資和收購。一個典型的例子就是SiliconLabs近期對EnergyMicro的收購。這次結合對兩家公司而言實現(xiàn)了雙贏：SiliconLabs通過收購獲得大約250種ARM產品，極大地擴展了其ARM產品組合；同時世界上最為節(jié)能的32位MCU產品現(xiàn)在可以通過SiliconLabs的全球分銷渠道供貨。
在MCU市場嶄露頭角的中國本土廠商的選擇亦決定了未來的發(fā)展。中國本土的集成電路設計企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，產品同質化嚴重，在未來的一段時期內出現(xiàn)購并潮是一個必然的趨勢。包旭鶴指出，本土MCU企業(yè)需要在激烈的市場競爭中經(jīng)受鍛煉，磨煉出自身頑強的生命力，通過不斷的整合購并，最終中國將出現(xiàn)國際級別的MCU企業(yè)。在這個過程中，國家政策的扶持對于發(fā)展壯大中的本土MCU企業(yè)是非常重要的，如產業(yè)扶持政策、人才政策等將加速推進MCU行業(yè)的進一步發(fā)展。
集成考驗持續(xù)
整合將從提升性能、降低功耗、縮短面世時間、降低成本等方面展開。
在ARM核已成主流的情況下，近年來MCU廠家也注重在MCU的外設上進行不同的整合和創(chuàng)新，如此才能求同存異，彰顯自身價值。
從今年的市場情況來看，MCU廠商的整合在不斷加快。但整合顯然不是一蹴而就的事，帶來的是對廠商持續(xù)的挑戰(zhàn)和考驗。賽普拉斯大中華區(qū)PSoC業(yè)務拓展經(jīng)理王冬鋼表示，在整合中需要考慮應用工程師面臨的挑戰(zhàn)，即對處理器性能的要求、降低開發(fā)調試難度的要求、消費電子應用對于電容式觸摸的要求等等。未來的整合將繼續(xù)從提升性能、降低功耗、縮短面世時間、降低成本四個方面展開。
“只有全能冠軍才可執(zhí)市場之牛耳。”中穎電子股份有限公司MCU事業(yè)部總監(jiān)包旭鶴用這樣的話來描述MCU整合的難度。他指出，因MCU整合模塊主要為高精度模擬模塊、高電壓大電流電源或驅動模塊、無線通信模塊等，這對MCU廠商是一個綜合技術能力的考驗。
雖然理論上大部分功能都可以被整合，但是還要考慮工藝、安全性和成本控制等等。瑞薩電子通用和SoC產品中心副總監(jiān)吳曉立也提到，整合主要應考慮客戶生產的方便性與安全。例如高壓部分與人機界面控制整合在同一芯片上有可能為客戶的產品設計帶來風險,某些模擬IP的整合對設計也是挑戰(zhàn)。安森美半導體三洋半導體產品部數(shù)字方案MCU及閃存部主管山田進則認為，MCU的功能整合取決于應用。今后，MCU將整合無線通信功能而非有線通信功能。
差異化也是整合的關鍵因子。飛思卡爾資深全球產品經(jīng)理林明也表示，高速度、高性能和低功耗的模擬系統(tǒng)是差異化競爭的關鍵。另外，針對物聯(lián)網(wǎng)多元化應用來設計系統(tǒng)外設和解決方案也能帶來足夠的差異化空間?！?strong>內核架構為MCU提供平臺和生態(tài)系統(tǒng)，片上的各種外設則為不同的客戶和應用提供附加的價值。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，簡單易用、高能效的單芯片系統(tǒng)將受到市場的青睞?！绷置鞅硎尽?BR>
GigaDeviceMCU產品經(jīng)理金光一也提到，F(xiàn)lash閃存技術作為MCU產品實現(xiàn)差異化并提升性能的關鍵技術將對MCU市場布局產生重要影響。另外，存儲器與控制器的結合也有助于發(fā)揮系統(tǒng)級解決方案的優(yōu)勢。
SoC成為方向之一
SoC確實是MCU未來的發(fā)展方向之一，但它仍將和通用MCU共存。
隨著MCU無論是集成IO，還是模數(shù)混合都越來越豐富，那么SoC是否是MCU未來的一個發(fā)展方向？
對此，包旭鶴指出，我們應辯證地看待這個問題，應該說SoC是一個趨勢，大部分情況適用，但不可一概而論。他進一步分析道，在實戰(zhàn)中SoC成為包袱的例子也不少：比如整合的技術變化太快，一旦淘汰即成包袱；整合的模塊不一定能使用到，用戶寧可只用MCU加外圍IC保留靈活性，備庫存也單一?！肮适欠裥枰猄oC不能只看SoC的成本或組裝優(yōu)勢，還要考慮技術變化和客戶需求等風險因素。”包旭鶴強調說。
雖然SoC確實是MCU未來的發(fā)展方向之一，但它仍將和通用MCU共存。英飛凌科技（中國）有限公司汽車電子事業(yè)部高級總監(jiān)兼業(yè)務負責人徐輝指出，SoC的優(yōu)勢顯而易見，比較適合那些市場需求量大、對功率驅動要求不高、單一應用的領域，在消費類電子、工業(yè)電子和汽車電子應用中都有一定市場。而通用MCU則以其廣泛的適用性、應用的靈活性等特點，將依舊占據(jù)很大的市場。對于一些新興領域，開始階段會需要通用的MCU，等市場成熟后，則會考慮SoC的需求。
“MCU會和SoC以其不同的特點在市場上共存。目前MCU在整合通信及網(wǎng)絡、預驅、小功率驅動及多媒體接口等方面已趨于成熟。這種整合過程就是市場細分、差異化及特定應用的產品定位的過程。未來的整合還會繼續(xù)，不同的應用將越來越多地主導SoC的整合方向?！毙燧x進一步指出。
山田進同時認為，在復雜系統(tǒng)方面，SoC將代表MCU的未來發(fā)展趨勢。
同構和異構角逐
在不同應用中，市場會在MCU、DSP及FPGA之間有不同的選擇。
除了SoC外，多核也是MCU值得關注的走向，而同構和異構多核技術最典型的搭配方式有MCU+DSP、DSP+FPGA、MCU+FPGA等，未來究竟誰主沉??？
ARM中國嵌入式市場總監(jiān)耿立峰表示，在ARM的合作伙伴中，確實看到有很多這樣的應用嘗試，比如Microsemi的SmartFusion2，被稱為SoCFPGA，除了FPGA外，還有一個Cortex-M3的CPU內核。另外Cypress最新的基于Cortex-M0內核的PSoC4系列，他們稱為可編程SoC，也是在CPU以外又集成了可編程的邏輯外設，增加用戶使用的靈活度，同時也可以保護他們的知識產權。至于MCU+DSP的例子，我們看到TI的F28M35x系列，把ARM的Cortex-M3和TI的C28xDSP集成到一個SoC芯片中，DSP去做一些算法運算應用，比如太陽能逆變/電機控制等，而Cortex-M3去做系統(tǒng)控制。當然也有一些合作伙伴采用一個Cortex-M4內核來同時實現(xiàn)運算和系統(tǒng)控制任務。
而這樣的“加法”也呈現(xiàn)一些新趨勢?！皹I(yè)內新趨勢是通過集成如Cortex-M系列內核來對感知的信息進行處理，比如SensorFusion。雖然目前對于這種MixedSignal的設計還有一些工藝上的顧慮，但我們認為這將是未來一個很大的發(fā)展趨勢。”耿立峰提到。
徐輝也指出，在不同應用、不同商業(yè)模式及性價比等因素影響下，市場將在MCU、DSP及FPGA之間有不同的選擇。例如英飛凌的下一代汽車MCU就集成了多核MCU及DSP處理功能，在實現(xiàn)汽車功能安全的基礎上，提供多任務、高速（圖像、模擬/數(shù)字）信號處理，實現(xiàn)高效低功耗，已被全球主要汽車廠家應用在控制系統(tǒng)中。
市場格局釀變
擁有更完整的產品組合和生態(tài)系統(tǒng)的廠商將會成為最后的贏家。
隨著競爭激烈程度的加劇，MCU市場的格局發(fā)生了較大變化。一方面某些歐美日大廠陸續(xù)退出或部分退出及重組，另一方面留下來堅守的大廠也逐步走下價格“圣壇”，加入價格戰(zhàn)以求市場份額。
談及未來市場的格局走向，林明表示，擁有更完整的產品組合和生態(tài)系統(tǒng)的廠商將成為最后的贏家，包括全線、全系列基于ARM價格的MCU產品和完整的軟件工具、開發(fā)環(huán)境和參考設計。
在競爭激烈的市場立足，也要著重考量整合、并購的“力量”。近期Spansion收購富士迪半導體MCU及相關業(yè)務、兆易創(chuàng)新進入32位MCU市場等都表明MUC市場起伏難定。SiliconLabs亞太地區(qū)MCU高級市場營銷經(jīng)理彭志昌表示，未來SiliconLabs將繼續(xù)關注一些供應商整合、戰(zhàn)略投資和收購。一個典型的例子就是SiliconLabs近期對EnergyMicro的收購。這次結合對兩家公司而言實現(xiàn)了雙贏：SiliconLabs通過收購獲得大約250種ARM產品，極大地擴展了其ARM產品組合；同時世界上最為節(jié)能的32位MCU產品現(xiàn)在可以通過SiliconLabs的全球分銷渠道供貨。
在MCU市場嶄露頭角的中國本土廠商的選擇亦決定了未來的發(fā)展。中國本土的集成電路設計企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，產品同質化嚴重，在未來的一段時期內出現(xiàn)購并潮是一個必然的趨勢。包旭鶴指出，本土MCU企業(yè)需要在激烈的市場競爭中經(jīng)受鍛煉，磨煉出自身頑強的生命力，通過不斷的整合購并，最終中國將出現(xiàn)國際級別的MCU企業(yè)。在這個過程中，國家政策的扶持對于發(fā)展壯大中的本土MCU企業(yè)是非常重要的，如產業(yè)扶持政策、人才政策等將加速推進MCU行業(yè)的進一步發(fā)展。
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