国产MCU公司在20%的市场中内卷严重,国际MCU大厂却在80%的市场中胜似闲庭信步?2023年全球MCU生态发展大会在深圳罗湖君悦酒店召开。下午场邀请到武汉芯源、厦门澎湃、南京沁恒、晶心科技、瑞萨电子和中兴通讯六家公司发表主题演讲(上午场报道见《全球MCU加速内卷,如何“卷”出更具活力的大生态?——2023全球MCU生态发展大会上午场》)。让我们看看它们都“卷”出了哪些创新或者新花样?!
武汉芯源半导体有限公司技术总监张亚凡从设计端、生产制造端和技术服务端三个环节详细解读了CW32的具体举措和工作实录,展示武汉芯源对产品品质的理解和服务核心客户的信心。
据介绍,武汉芯源半导体有限公司是力源信息的全资子公司,专注于自主品牌半导体器件研发、推广和销售。
力源信息于2011年上市,是中国本土电子元器件服务领域第一家A股上市公司(股票代码300184),员工总数超过1400人,目前公司主营业务包括电子元器件分销,芯片自研,电力行业的方案、终端产品及代工三大块业务,自2019年开始迈入百亿销售规模,是目前国内分销行业最资深、最专业的技术型分销上市公司。
芯源的MCU产品经过了复杂的设计流程和严格的测试(含报告)并留有足够的裕量。“MCU有别于ASIC设计,其中一些功能安全设计,因为涉及到可靠性设计以及一些特殊功能的knowhow,不会在Spec中公开,仅仅是一个寄存器控制的描述。”他指出,“MCU业界关于功能安全设计,鱼目混珠的现象很严重,需要用户擦亮眼睛去甄别。比如:时钟保护;开盖光检保护;温度保护;电压保护;过流保护;上下电保护;Flash数据信息安全保障;量产信息追踪;防呆设计,硬件纠错等各种安全功能;高性能模拟隔离;内建高精度时钟;自校准设计;各种符合IEC标准的设计;100PPM失效率设计;10PPM失效率设计;防电迁移失效设计;以及防静电失效设计。”
此外,芯源自研芯片依托华虹宏力成熟工艺平台,自2015年开始合作以来,主要产品线包括EEPROM、SJ-MOSFET、MCU等。其中,32位MCU系列产品2022年tape out 4颗,目前已量产5颗。2023年继续加大研发力度,重点基于90nm和55nm平台,设计高性能MCU产品以及更具性价比的MCU系列产品、同时基于华虹宏力车规工艺,加快车规MCU的研发步骤。
在封装测试方面,则是与天水华天等专业集成电路封装测试企业合作,该公司已具备基于5nm芯片的封测能力。
厦门澎湃微电子有限公司市场总监雷江峰认为,品质是MCU最基本,也几乎是最重要的特性;创新是为了更好地服务客户,为客户创造价值。澎湃微持续推出业内标杆的高可靠性MCU,上市MCU+AI的创新产品,在高主频、低功耗等方面也不断取得突破。
他指出,MCU市场同时存在着“危”与“机”。“危”包括:库存压力——不同的芯片品类,MCU的不同市场,面临着强大的去库存压力;价格下行——MCU的不同市场,面临价格下行,波及多个细分行业;经济低谷——全球经济面临下行,经济不振的时间周期可能很长。“机”则指,MCU市场容量巨大,国产占比不高。具体来说,MCU整体容量预计在2023年底达到420亿,市场容量大。国产厂商占比不到20%,上升空间巨大。国产厂商主要占据消费、家电等领域,汽车、高端工业、白电等领域仍需努力。
他认为,国产MCU的黄金时代至少在这几年不会变。总的来说有以下三点:市场大门全面打开——全领域,包括工业、汽车均向国产MCU厂家打开大门;国产化趋势不可逆——MCU国产率很低,仍会持续扩大;市场容量持续扩大——智能化、信息化、人工智能等持续推动MCU市场扩大。
他并指出,MCU品质是客户新人的基础。首先,MCU是嵌入式系统核心,其品质严重影响电子系统的可靠性。其次,MCU上运行软件,需软硬件配合,复杂度较高,更容易出错。再次,中国电子市场转型升级,客户重视产品的品质。最后,国产MCU的品质信任度需要进一步提高。
澎湃微坚持品质至上,核心团队有长期MCU品质管控的实际经验(低于50PPM)。着眼长远,坚持品质至上的理念。在芯片设计、制造、测试、QC管控等各阶段均有成熟管理体系。为打造国产MCU品牌而长期奋斗。
澎湃微迎接工艺迭代,快速、全面切换到12寸先进工艺;满足客户新功能的需求,解决产品及应用痛点;创新挑战新电路指标(如内置RC时钟实现全温度±1%精度);拥抱MCU+AI的融合,把TinyML技术融合进MCU;实现离线语音识别+控制二合一全新产品。
他并介绍了一个语音风扇方案。澎湃微基于滑膜观测器的风扇/吊扇电机专用FOC方案,集成AI语音识别库,用户通过语音能实现开机停机调速,调光等。方案基于PT32Z192 Cortex-M3的MCU,并提供基于AI语音库、FOC软件库,以及基于最新版本LVGL图形库(开源)的完整参考设计。
最后看下该公司32位MCU产品优势。
在生态上,澎湃也为开发人员提供了各种开发板和Demo板,以及编译环境和烧写器等支持。
沁恒专注于连接技术和MCU内核研究,基于全栈研发模式,提供USB、以太网、蓝牙无线和PCI类等接口芯片,及集成上述接口的互联型/无线型全栈MCU+单片机。专业接口加持,全栈MCU让连接更简单。
在本次大会上,据南京沁恒微电子股份有限公司副总经理王晓峰分享了沁恒集成USB/蓝牙/以太网专业接口MCU及应用情况。
据介绍,沁恒的产品包括接口芯片(USB、以太网、蓝牙、PCI)和RISC-V MCU+。其竞争力表现在,通常MCU需购买第三方IP,而沁恒全栈MCU则是处理器IP自研、PHY IP自研、协议栈自研、专注于连接/互联。该公司MCU应用领域包括PC周边(PCIe插卡、USB外设、网络外设)、手机周边(蓝牙、PD)、工业控制,以及物联网。
该公司专业技术自主研发可总结为“一核三接口”。一核,指RISC-V核,沁恒是国内第一批基于自研RISC-V内核构建芯片、共建生态并实现产业化的企业。三接口,指USB(含USB PD)、以太网两种高速接口,及BLE无线通讯。均含控制器和收发器及协议栈软件(常规做法是PHY外置)。
RISC-V发展迅速。沁恒同时研发处理器和开发工具,并和业界共建生态。
在RISC-V系列MCU+方面,该公司产品包括以下几个系列:超值型、低功耗系列、通用增强、互联系列、特色应用,以及无线系列。这些MCU具有丰富的外设,例如该公司把在USB/PD、以太网和蓝牙低功耗等连接技术方面的优势与MCU做了各种结合(USB2.0、3.0、TypeC、PD等等)。
该公司全栈MCU特点总结如下:
另外,小编在现场也发现一款沁恒非常炫酷的方案展示(但不知为何,手机拍出的效果不如实际的好)。据工作人员介绍,这款Type-C方案采用的是内驱方式(MCU内置MOSFET),如果是外驱的话,电流以及亮度还能再增加一倍。
Andes晶心科技股份有限公司业务发展处资深经理黄资顺表示,RISC-V是一种免费的开源许可处理器,因此任何人都可以按照标准进行开发。因此,它在世界范围内得到了越来越多的采用。应用也变得多种多样,工程师们利用它开发了人工智能、物联网和汽车等各种应用。 通过多年与客户的互动,晶心科技擅长设计SoC的重要细节。晶心提供的AndesStar采用V5架构并可扩展。该公司将推出下一代处理器功能,以适应即将到来的人工智能、物联网和汽车应用。
据介绍,全球微控制器(MCU)市场在2019年的价值为214.9亿美元,预计到2027年将达到481.1亿美元,并有望在2020年至2027年的预测期内以10.6%的复合年增长率(CAGR)增长。
RISC-V于2010年在美国加州大学伯克利分校在非附属志愿者的协助下发明。并于2020年在瑞士成立基金会,并更名为RISC-V International。RISC相比CISC,具有指令集简单、指令数量少并可定制、单周期、解码和执行速度快以及开源等优势。
黄资顺认为,RISC-V具有DSA(域专用架构)、增强安全、敏捷、开源ISA四大优点,因此在移动、IoT MCU、AI、5G和存储五大方面成为未来趋势。
晶心科技是一家纯CPU IP核公司。成立18年以来,在RISC-V以前专注于自研指令集,并在做RISC-V后把它移植到其中。
他介绍了四款晶心的RISC-V解决方案,分别是AX65(多核乱序执行应用处理器)、AX45MPV(多核1024位向量处理器)、D23(小尺寸安全处理器)和N25F-SE(ISO 26262认证完全合规处理器)。下面就来重点看下其中一款——带可选DSP的小尺寸安全处理器D23。
瑞萨电子(中国)有限公司高级产品专家陈知节对瑞萨MCU产品及MCU生态进行了介绍。
据介绍,瑞萨电子每年MCU出货超过35亿颗,是16位和32位MCU的第一供应商。以下是该公司MCU产品阵容。在瑞萨,自有内核、Arm内核和RISC-V内核三种产品都有。
瑞萨MCU拥有丰富的生态系统。“开发板、集成开发环境、嵌入式软件库、配置/代码生成、编译器、仿真器、烧录器这些都是基本。”陈知节强调。
本地化生态资源的发展也是瑞萨开拓的重点。
他提到了两个主要应用案例。
最后,在新品方面,他介绍说,今年10月,瑞萨将推出业界首款采用Cortex-M85内核的MCU(在今年6月的上海国际嵌入式展上,已有演示过基于该MCU的嵌入式AI)。
高性能的MCU设计结合CM85内核实现了性能突破,具备很强的实时运行能力,陈知节指出。集成Helium,为边缘节点上的AI应用等计算密集型应用提供DSP和机器学习能力。CM85本身的运算能力也超过了6CoreMark/MHz,为需要高计算性能的物联网应用提供支持。
新的CM85内核RA填补了MCU和MPU之间的空白区域,在易用且功耗较低的MCU上,也可以实现计算密集型应用。
据中兴通讯股份有限公司数字能源经营部技术总工熊勇介绍,国家双碳战略在引领千行百业新能源变革。全球电力行业碳排放占比高达43%,提高新能源发电比例势在必行。结合双碳目标,到2030年和2050年,我国新能源发电量占比将分别超过25%和60%,电力供给将朝着逐步实现零碳化迈进。
碳中和推动产业布局加速,实现长期低碳转型目标的路径覆盖能源供应、交通、工业、建筑等领域。新能源产业链投资、传统产业低碳升级、低碳消费拉动经济增长。单位能耗降低,能源结构更绿色安全,相关产业将迎来可观市场空间。
我国光伏、储能制造产业链提前布局,是全球第一大生产国,具有全球最大的需求市场和供给市场。
据介绍,中兴通讯在数字能源方面有以下几个关注点。首先,中兴通讯是数字经济的筑路者,人才及技术创新是发展原动力。其次,中兴通讯在积极践行双碳战略,共建绿色低碳未来。中兴绿色站点方案,也在助力行业低碳化、数字化转型。技术变革,极致节能,都将多维提升数据中心能源利用率。
在这个背景下,他分别介绍了电源功率变换数字控制对DSP(略)和能源管理控制器对MCU/MPU提出的新要求。
他指出,能源管理控制器在选用MCU/MPU时需要满足以下特点:
未来需求趋势则表现出: