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本土市场MCU未来如何发展

2022-09-09 15:29 来源:RTThread物联网操作系统 作者:

主流车规级MCU多以自有架构为主要路线,海外厂商已实现32位产品量产,核心厂商料号可达上千颗,国内领先厂商均在百颗以下。海外厂商主要以IDM(整合制造模式)为主,拥有自己的晶圆厂,在产研调动上更具有优势,国产MCU厂商仍为Fabless(设计模式)为主。国内MCU公司对比国际大厂,国内MCU企业更加贴近主要芯片市场......

本土市场MCU未来如何发展

据IHS统计预测,2020年中国MCU市场规模超过268亿元。预计2021-2026年增长率约8%,至2026年市场规模将达513亿元。MCU应用主要集中在汽车电子、工控/医疗、计算机网络和消费电子等领域。在中国市场,由于新基建的需求带动,汽车电子和工业控制应用对MCU的需求增长是最快的。 物联网和边缘计算等新兴应用对MCU有着强大的需求,但也提出了新的挑战。

AIoT领域,设备面临智能化、信息安全、功能安全的新挑战,比如无人机、穿戴设备健康监测对传感器融合的需求,智能音箱对自动语音识别的需求,智能门铃对生物特征识别的需求等都意味着,计算能力需求在进一步提升。除此之外,还有联网设备信息安全的重要性在增加,本土市场MCU对高可靠性的要求在提高。

安谋科技处理器产品总监陈江杉先生表示,Star-MC1得到客户充分的任何,出货量高达100M+,在通用片机、互联芯片、穿戴式、系统控制、汽车电子、存储、定位、传感器控制、网络设备等市场都得到了广泛的使用,对于当前AIoT设备的新挑战,安谋科技推出了基本第一代Star-MC1的本土团队研发的Star-MC2,是高效、安全、可靠的嵌入式处理器。在性能、规格、能力上得到了全方位的提升,面向人工智能、物联网信息安全、最高车规级的MCU,在2022年第三季度开始对外授权。

自1971年开始,MCU的发展历程至今已有51年,新能源汽车的智能化、网联化、电动化、共享化“新四化”为MCU市场带来更大的需求。自2021年以来,世界及国内各大汽车制造商因芯片短缺而被迫缩减产能,形成全球性危机。截止2022年6月19日,根据汽车行业数据预测公司,AFS的最新数据,由于芯片短缺,今年全球汽车市场累积减产量约为225.8万量,预计今年全球汽车市场累积减产量会攀升至逾306万量。减产芯片主要集中在ECU(电子控制单元)和ESP(车身稳定控制系统)的MCU,然后现实非常严峻,中国作为全球最大的汽车市场,车规级MCU占全球市场30%,基本上全靠进口。车规级MCU具有较高的行业壁垒,根据StrategyAnalysis,2020年车规级MCU芯片市场,海外厂商瑞萨电子、恩智浦、英飞凌赛普拉斯德州仪器、微芯科技、意法半导体占有率高达98%。

中微半导体的副总经理兼销售总监 柳泽宇先生表示,“主流车规级MCU多以自有架构为主要路线,海外厂商已实现32位产品量产,核心厂商料号可达上千颗,国内领先厂商均在百颗以下。海外厂商主要以IDM(整合制造模式)为主,拥有自己的晶圆厂,在产研调动上更具有优势,国产MCU厂商仍为Fabless(设计模式)为主。国内MCU公司对比国际大厂,还有质量体系研发体系IATF16949、ISO26262的不足,IP库的成熟度和丰富度不足,设计团队的研发经验较弱,市场占有率低,但国内MCU企业更加贴近主要芯片市场,对应用客户的响应速度快,工程师的供给速度和产品迭代速度快。国产车规级芯片的进阶之路可从设计、生产、测试三个层面发力,微半导体与SGS通标标准技术服务有限公司签约,‘ISP26262汽车功能安全ASIL-D流程认证项目’启动,不断完善公司设计开发流程,提高质量管控综合实力。现阶段应用案例有辅助驾驶通信模块、倒车警报系统、前装ETC、TPMS接收端、车载无线充、电子水泵、PTC加热系统,倒车雷达、汽车自动踏板等。”

CPU最大的问题不是技术问题,是‘世界’‘行业’生态问题,RISC-V是在生态普适性和国产自主可控之间最好的平衡方式,目前RISC-V具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境,这是RISC-V的巨大优势,但相比ARM的商用编译器和IDE而言,还颇有差距。在ARM一统天下的时间里培养出来的用户习惯才是最大的挑战和阻力。”珠海昇生微电子应用支持中心总监 李鹏先生表示,“昇生微指令实现,模块定制优化,低功耗;扩展指令集,根据产品应用场景贴身适配;SSD Debugger;拥有完整工具链;产品大类有POWER MCU和8-bit MCU,GUI-MCU和32-bit RISC-V,PMIC,BMS,拥有AIoT全应用场景解决方案和开发生态、产业落地能力、团队实力雄厚等优势。”

处理器是软件和互联网等信息技术的硬件核心,提供关键性能,长期由x86和ARM指令集主导。南京沁恒微电子的技术总监 杨勇先生表示,近年来RISC-V指令集获得业界青睐,其架构更新,发展势头迅猛,RISC-V生态渐入佳境。RISC-V对芯片设计而言,节省第三方IP的授权费和每只芯片的提成费,便于与应用结合提升专业性和灵活性,实现芯片“内核自由”;对用户而言,能节约内含的IP提成费,带来实实在在的应用端便利和价值。沁恒微专注于连接技术和MCU内核研究,基于自研收发器PHY和内核IP的全栈研发模式提供接口芯片和MCU,其青稞微处理器首家支持WFE低功耗睡眠指令,最低睡眠功耗低至0.2μA。沁恒微基于自研的RISC-V处理器IP,自研垂直全链IP打造出专业的连接型/互联型/无线型的全栈MCU。

“为实现更复杂的汽车需要域控制器技术DCU,域控制器SoC芯片地位愈发凸显。下一代电气化汽车平台另一关键变化是电压提升到800V,涉及到车内电源到车外充电整个强电链路。未来以SiC功率器件为核心的800V强电系统,将在主逆变器,车载充电器全面替代硅基器件。MCU芯片通过AEC-Q100的认证,芯片厂商就必须要做完28项试验。实际工况环境包括PCB的测试,在不同的频率、不同的电压、不同的温度、以及高覆盖率测试向量、以及EMC的测试。MCU从生产出来到封装出货主要有两大测试:晶圆级测试(WAT)和芯片级测试(FT)。源表SMU是芯片ATE测试机的核心测试设备之一,用于MCU静态电流测试、工作电压电流测试等,是实现芯片稳定供电和数据采样的重要硬件支撑,”艾德克斯电子有限公司中国区产品应用工程师 宋辰辰先生表示,“新一代多合一源表技术将测试成本降低超60%,多表合一包括电压源、电流源、6 ½数字万用表、脉冲发生器、电子负载、电池模拟器。ITECH新一代图形化源量测单元SMU——IT2800系列源表应用于车规级MCU测试,支持高达16 CH通道的并行测试能力,即支持将高达16台独立SMU组合成单一且紧密同步的多通道系统运行;提供先进的光纤级联技术,将高达16台设备作组合成单一且紧密同步的多通道系统运行;多量程、高精度。”

灵动微电子的产品经理 李珂先生分享了灵动新推出的搭载安谋科技“星辰” STAR-MC1 处理器的全新 MM32 “星” 平台 - MM32F5 系列,采用Armv8-M Mainline 架构,4.02 CoreMark/MHz对比M3/M4性能提升20%,1.5 DMIPS/MHz提升20% ,集成 DSP 和 FPU。“星辰” STAR-MC1支持常用的编译工具,如KEIL, IAR, GCC, J-LINK, ULINK2。实现高性能、多并发、生态完备,且自动可控,保障供应链安全。高性能 F5系列扩充灵动丰富产品组合,全面提升性能、存储、架构、外设。此外,灵动还推出低功耗 MM32L0130 系列和软件开发平台 - MindSDK。MindSDK 用于开发MM32 MCU应用的软件开发套件,包含驱动程序、功能组件、样例工程及演示工程。

孤波科技产品市场负责人 马力斯先生表示,MCU公司实验室验证中面临的挑战有产品复杂度变高、验证项目增多、车规应用要求严苛、需求可追溯可闭环。孤波车规MCU实验室测试验证方案能在OneTest平台上标准化测试方法,开发自动化测试程序,以标准软件兼容多种硬件的思路,取代重复操作,大幅提高开发、调试、测试用例遍历的效率;利用孤波在多种测试项目上的Know-how积累,提供通用IP和定制化软硬件服务,实现成本可控、测试项覆盖率高的方案。孤波科技期望将产品测试用例管理和测试方法标准IP 结合,统一产品管理和测试用例的管理;支持多维度数据分析、探索式分析、数据挖掘的半导体专用数据分析工具,赋能工程师收集、清洗、分析测试数据;可追溯的Spec与Compliance管理支持数据与研发设计指标闭环。

国民技术市场战略部市场总监刘亚明表示,国民技术持续创新,提供全场景、广覆盖、高性能、安全可靠的增强工业级MCU产品,覆盖数字能源、工业电器、工业机器人、工业物联、工业打印机商显、智能楼宇、交通等广泛领域。N32系列MCU现已形成超过16个产品序列,100多款量产型号。国民技术在面向IoT领域,创新推出一系列通用安全解决方案,比如高速ADC激光雷达测距更精准、更快,数字DVP简化复杂应用,片内安全提升生物识别安全性,BLE MCU助力BMS无线化,内置国密算法简化门禁非接触读卡应用,提升安全性,低功耗技术延长IoT设备使用时长,差分FOTA让系统升级更高效更稳定。

小华半导体前身是华大半导体MCU事业部,华大半导体MCU事业部成立于2016年,在2021年11月26日公司化后成立小华半导体。其专业团队近270人,其中75%以上为研发人员,核心骨干MCU行业经验大于20年。小华半导体市场部产品总监 张建文表示,小华MCU产品系列涵盖静、动、智、车四大系列,分别对应超低功耗MCU、电机控制MCU、通用控制MCU、汽车电子MCU,面向工业、汽车、家电和物联网。

张建文重点对其MCU产品HC32F4A0做了特性介绍,ARM Cortex-M4内核,240MHz主频,高算力、大容量2MB Dual Bank eFlash,516KB RAM、多通道模拟单元配合高性能PWM,可支持5个电机FOC控制,便利的“通信端口自由映射”特性,丰富的模拟外设特性,支持Ethernet,16 个 50ps 高分辨率 HRPWM。还对即将面世的几款新品做了预告。

深开鸿研发管理部高级架构师 张新星表示,芯片和操作系统作为产业发展的“芯”和“魂”,对推动产业数字化、智慧化转型升级起着重要作用。其中,操作系统作为链接软硬件生态的核心,是实现软硬件解耦,生态开放的破局关键。市场亟需一个万物智联的OS实现海量智能设备间的互联互通。今年7月,中软国际联合深开鸿发布“(1+1)× N”全新战略,基于OpenHarmony,以一个KaihongOS底座,一个超级终端管理平台,聚合成深开鸿场景化超级终端解决方案,赋能智慧基建、智慧养老、智慧矿山、智慧交通、智慧制造、智慧政务、智慧新零售、智慧教育等多个行业场景。KaihongOS是深开鸿基于OpenHarmony研发的面向未来全场景操作系统,适配各式各样终端设备,同时基于分布式软总线、无感配网、自组网等特性,KaihongOS形成了统一格式、自组网、安全可靠、稳定连接、柔性组合、弹性部署等独特优势。

上海睿赛德电子科技有限公司社区技术负责人 郭占鑫表示,AIoT嵌入式技术发生变化,面向交互、边缘技术、安全、应用开发APP化,物联网操作系统往一致平台、中立开源、生态服务完整、本土化不可逆的趋势发展。智能设备以实时系统为核心,RT-Thread小而美的IoT OS可实现本土团队、自主可控、中立第三方,做到社区化、开源、中立。

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