熱點應用不斷涌現“MCU+”面臨發展新機遇

陳炳欣 張心怡 沈叢

隨著人工智能、自動駕駛的到來，MCU再次成為焦點。面對應用領域的技術變革，MCU領域的市場空間被新勢能帶動。MCU的市場與技術走勢也發生了改變，MCU展現出的新特征讓很多廠商捕捉到了商機。在這一波風口中，企業都有哪些機遇？MCU制造工藝的發展趨勢如何？中國市場在其中扮演著什么樣的角色？《中國電子報》邀請主流企業嘉賓，共話MCU新氣象和新未來。

賽普拉斯半導體公司物聯網計算與無線事業部中國區高級市場經理陳國棟

深圳市航順芯片技術研發有限公司資深FAE產品經理陳水平

賽騰微電子有限公司董事長 黃繼頗

北京兆易創新科技股份有限公司產品市場總監金光一

芯科科技（Silicon Labs）公司物聯網產品亞太區市場營銷經理 邱意

瑞薩電子中國MCU市場部高級專家 吳頻吉

成都銳成芯微科技股份有限公司董事長 向建軍

英飛凌科技大中華區智能駕駛市場經理 余辰杰

（以姓名首字母排序）

疫情短期存影響

長期市場向好

記者：新冠肺炎疫情對終端市場及全球供應鏈造成影響。您如何看待2020年MCU市場走勢？供需結構是否會出現較大變化？

邱意：疫情確實對終端市場和全球供應鏈造成了影響。但是從疫情中的應用場景來看，諸如居家辦公、遠程教育、基于物聯網和人工智能的電子商務、醫療及公共衛生系統等得到發展，也為MCU帶來了全新的應用市場。這意味著將有更多的設備連接到網絡，與通用MCU產品相比，這些應用正在掀起一.波全新的、更大的“MCU+"浪潮.基于物聯網和人工智能的電子商務和防疫監控就是一個很好的示例，可以從中看到疫情與“MCU+"之間的關系。它們可以降低人們在日常生活和防疫工作中接觸病毒的風險。人工智能不僅僅指進行推理的云服務，還包括智能音箱、智能進出監控和很多大眾身邊的設備。

陳國棟：疫情下，全球終端市場的總體需求受到一定影響。從產品應用層面看，和疫情相關的產品，如測溫槍、醫療監護設備等需求很大。在家電領域，不需要上門安裝的家電銷量受到的影響較小。從技術層面看，不同位數MCU的市場需求整體變化不大。疫情期間，行業更關注如何提高現有產品的銷量。后疫情時期，預計技術更新會有所加快，例如產品的智能化和物聯網的發展。由于智能化需要更大的計算量，32位MCU在疫情后的市場會迎來更快發展。關于供應鏈，由于中國較早從疫情中恢復，實現全面復工，在供應鏈中會扮演更重要的角色。

余辰杰：受疫情影響，2020年全球半導體行業增速放緩。在供給端，由于第一季度多數企業的停工停產導致產能利用率低，MCU產量減少，生產成本上升。經濟下行疊加疫情影響，使得人均收人減少，加之消費類電子實體店以及汽車4S店未能正常營業等因素，消.費者購買消費類電子或汽車產品的意愿減弱，直接導致MCU的需求量下降。至于全年的走勢，將視疫情發展和經濟恢復的程度而變化。

黃繼頗：MCU已是高度成熟的技術產品，因技術創新帶來的產業成長動能不多，近幾年通過汽車電子產業的帶動，本土MCU成長迅速未來隨著物聯網、車聯網以及路聯網應用的進一步落地，終端模組方面需求龐大，這些市場會驅動“MCU+"的產品持續成長。預計2020年全球MCU市場將與2019年持平，甚至可能微縮，市場規模預計維持在200億美元左右。我們非常看好本土MCU的發展。總體上，大部分MCU應用市場能維持供需平衡。

記者：MCU的應用十分廣泛，當前市場的熱點應用有哪些？這些新興應用市場是否已經成為MCU的主流市場？未來的發展前景如何？

金光一：MCU目前廣泛應用在工業控制、消費電子、汽車電子、物聯網、邊緣計算等熱點領域。從以前的8位、16位到現在32位MCU逐漸成為市場主流，MCU的處理性能在不斷提升，功耗水平持續降低，通信聯網能力顯著增強，安全性更受重視。MCU已經成為提升終端設備智能化的核心元器件，市場需求必將持續增長。

吳頻吉：智能互聯型社會加速落地，物聯網、智能家居、無人化工廠、智能物流供應鏈、醫療健康、汽車電子等終端嵌人式設備無疑會不斷加速MCU市場的發展。在物聯網時代，終端設備需要在更小尺寸內實現更多功能，MCU作為小型終端設備的主控制器，也需要實現小型化、低功耗、連結性、高集成、高性能。但由于市場不斷擴大，對MCU的需求量也會持續增加。

邱意：我們幾乎可以在每一個電子設備中看到MCU或其內核，在擁有最新CPU的計算設備或擁有功能強大的應用處理器的移動設備中也是如此。“MCU+”將成為物聯網應用中最重要的發展趨勢之一，將應用于智能家居、工業應用、新型個人設備、智能照明、新型商業和智慧樓宇等領域。根據Mordor Intelligence數據，在2019年，全球電子貨架標簽市場規模突破5.81億美元，預計到2025年將達到18.2億美元，2020～2025年的年復合增長率將超過21%。電子貨架標簽將成為MCU的增量市場。

陳國棟：這幾年，國家一直在大力扶持5G、電動汽車、高端制造、消費電子物聯網等領域，這些方向將成為未來經濟持續發展的引擎，也是未來幾年MCU行業必須要關注的市場。在這些大方向下，還會涌現一些子領域，比如智能門鎖、智能音箱等。在智能制造領域，由于很多工廠在疫情期間生產受到影響，再加上人力成本的提高，工業制造的智能化和機械化趨勢會更加深人。此外，5G的普及將推動物聯網、車聯網，以及WiFi6的發展。5G基站覆蓋變廣，將帶來一輪“換機潮”，同時會催生更多圍繞5G生態、智能家居、物聯網的消費電子需求，MCU的需求在未來幾年也會快速增長。對任何一家半導體公司來說，量都是非常關鍵的因素。市場規模大，整個行業才會投入更多資源來開發新的產品。

向建軍：MCU的應用無處不在，熱點應用也不停變化，比如前年的電子煙市場、去年的ETC市場、今年的醫療電子市場等。在物聯網時代，MCU作為萬物互聯的運算大腦，市場需求將越來越大。其中，家用電器、電機工控、汽車電子等MCU應用領域還是藍海，技術廣門檻較高，需求增長較快，發展前景較好。

更智能、更安全

MCU技術持續演進

記者：智能制造、智能駕駛等熱點應用對MCU產品性能需求有何特點？MCU的技術發展，如主頻、架構、接口、工藝等方面有何變化趨勢？

余辰杰：汽車MCU的關注點并不在絕對的算力上（DMIPS）。目前來看，從單核鎖步到多核鎖步的MCU，其算力從幾百到幾千DMIS不等。汽車MCU更看中的是高可靠性、完善的安全機制、硬件加密機制、豐富的通訊接口、低功耗和寬溫度工作范圍等。

黃繼頗：車規MCU對可靠性要求更高。車規MCU的工作溫度必須滿足一40至85攝氏度，甚至達到150攝氏度，還要經受住冷熱沖擊、電磁兼容、抗干擾等壓力。這對汽車芯片供應商形成了一定的技術門檻。同時汽車半導體對可靠性要求極高，產品性能穩定并具備渠道優勢的國外老牌廠商具有先發優勢.基于對安全事故的零容忍以及零部件長期穩定工作的要求，汽車領域對半導體產品的抗干擾能力、可靠性和穩定性要求嚴格。

在汽車向智能化系統演變的過程中，對安全性、環境保護規定愈來愈高，因而對MCU的要求更高。尤其是汽車電子控制的架構越來越多地采用域控制器和眾多ECU的執行架構，那么域控制器就需要更高的算力、更強大的網絡接口以及更低的功耗，這些都對芯片公司的研發能力和芯片制程工藝提出更高的要求。

記者：MCU等嵌入式產品如何搭載人工智能？如何更好地適應邊緣計算？

吳頻吉：MCU是邊緣計算的利器，通過人工算法訓練過的嵌入式設備，可在本地直接通過MCU實現數據的收集、處理、推理和執行。這樣可以降低設備成本和功耗，同時提升實時性能另一方面，MCU通過與云端連接，可以定期收發處理數據，通過人工算法訓練實現升級。

邱意：市場需求或要求始終是推動半導體產品發展的動力。MCU作為該領域中各種產品的核心，也是人工智能產品不可分割的一部分，它極大地提高了各種邊緣節點的計算能力。隨著云計算的快速發展和普及，邊緣計算在人工智能領域越來越受到重視。為了提高用于邊緣計算的MCU的整體性能，業界期望MCU具備高處理能力、超低功耗、超小尺寸、增強的安全性機制等。這些特性/功能正是Silicon Labs呈現其MCU產品組合的關鍵價值主張的支柱。

向建軍：人工智能、智能駕駛等前沿應用領域需要大量的計算，對MCU算力的要求非常高，傳統馮諾依曼架構MCU越來越難以滿足要求，逐步引人了NPU（神經網絡處理器）、TPU（張量處理器）等處理器架構以提升算力，NPUTPU也可稱作廣義上的MCU。以自動駕駛公司Mobileye的Eye Q5芯片為例，采用了最先進的7nm制程，在10瓦功耗的情況下可提供高達24TOPS（萬億次）的算力，即便如此，仍難以滿足L4甚至是L3的自動駕駛算力需求。人工智能、智能駕駛處理器將永遠追逐最前沿的芯片制程，比如未來的5nm、3nm、2nm等，處理器廠商如果自行研發所有IP，不僅周期長，而且風險高，是不可取的。

記者：現在處理器核大部分是ARM的天下，不過現在RISC-V的發展勢頭也很猛。RISC-V在MCU中將如何發展？

金光一：RISC-V技術的出現，有助于應對市場差異化需求、培育知識產權意識、加快生態體系建設、降低項目研發成本，為實現芯片和應用的產業化創新和突破提供了新的發展時機。RISC-V的優勢在于其開源的特性，可以針對不同應用靈活修改指令集和芯片架構設計，適用于工業控制、消費電子、新興IoT、邊緣計算、人工智能及垂直行業的深嵌人式市場應用。我們去年就率先推出了全球首個RISC-V開源指令集架構的通用MCU產品系列，受到了業界的廣泛關注。

邱意：目前很難在ARM和RISC-V內核之間做出倉促的判斷，但是可以肯定的是，RISC-V在行業中正日益獲得更豐富的資源。RISC-V內核在半導體行業中的應用正在加速，這得益于多種因素，諸如開源、架構簡單、代碼遷移方便、開發工具易于使用等。RISC-V會在不久的將來成為MCU產品的主流內核之一。

本土MCU認可度提升

做好差異化是關鍵

記者：現在市場上出現越來越多的本土MCU公司，您認為中國MCU公司的市場機遇是什么？

向建軍：MCU是典型的市場驅動型產品，本土MCU公司的市場機遇很多。以IoT為例，消費電子市場快速增長，導致市場上產生了MCU芯片供應缺口。比如，前兩年STM32MCU大缺貨，為兆易創新、靈動微等本土MCU廠商帶來機遇。中國MCU廠商開始在家電MCU、汽車MCU等領域實現突破。萬事開頭難，通過在市場上不斷打磨，本土廠商將在這些領域越做越好。

陳水平：目前本土的MCU公司越來越多，說明國內半導體設計行業的氛圍也越來越好。中國MCU公司的市場機會很多，有消費類行業，有專用領域;有工業、家電、汽車等傳統行業，也有物聯網、5G、人工智能等萬物互聯新興產業。如何快速找準公司的定位，貼近市場并快速推出高質量、高性價比的產品，才是占領市場的關鍵

金光一：智能化和互聯網時代孕育了巨大的市場機會，5G、人工智能和物聯網被列為新型基礎設施，給以人工智能為核心的智能工業制造和新型智慧城市建設提供了發展機遇。隨著全球半導體產業鏈逐步向中國轉移，中國的半導體產業布局越來越完善，芯片的開發、生產制造和應用也越來越成熟。市場的蓬勃需求加，上產業的積極發展，給MCU市場帶來了非常大的發展空間。面對越來越多的本土MCU公司，兆易創新將進一步加強產品覆蓋深耕市場需求、拓展生態系統，并帶給用戶更好的開發體驗。

余辰杰：本土MCU公司起步較晚，技術積累薄弱。目前面向的市場主要在家電類等可靠性要求相對較低的領域，也涌現出一些初創的汽車MCU企業。但集成電路的一個重要屬性是規模化后邊際成本急劇下降。是先有市場，還是先有具備性能和成本都雙重競爭力的產品，成了“先有雞還是先有蛋"的問題。目前中國MCU市場機遇的核心還是在某些新興的細分領域的市場，如消費電子端的可穿戴設備，汽車端的智能座艙、TBOX等。通過差異化、高匹配度的產品，在這類市場中占領一席之地。

記者：進一步發展MCU要做好哪些方面的工作？

陳水平：中國MCU企業這兩年發展迅速，由以前的8位MCU慢慢轉向32位MCU。目前32位MCU集中在中低端市場，中國的MCU企業要加緊攻克更高端的市場，這是多方面因素決定的，比如上游晶圓、制程工藝等，以及研發經費的投入。開發高端MCU需要企業投人更多的人才、設備和資金，要契合國家政策，符合企業自身條件，并找準市場需求、健全生態系統、提升產品性價比以及售后服務等

向建軍：中國MCU公司這兩年的發展較為迅速，頭部本土MCU廠商的出貨量和市占率都在不斷攀升，并且得到了資本市場的認可。然而，冰凍三尺非一日之寒，想要做好MCU并非一件容易的事。以意法半導體的STM32系列MCU為例，經過了長達十年的內功磨煉和生態培育，才得以在市場上爆發。目前本土MCU企業，多數采用軟硬件兼容外資主流品牌MCU的方式，再加上本土MCU廠商技術支持響應快的優勢，得以“短平快”地在市場上占有一席之地。然而這樣的模式有利有弊，隨著新進MCU玩家越來越多，會面臨后來者較大的價格戰壓力。

對本：土MCU企業來說，軟件生態問題隨著時間積淀會迎刃而解，高性價比和快速響應是天然優勢，但這些都還不夠，本土MCU企業最終還是要靠針對細分領域采用專業化、差異化的創新為客戶帶來更高價值，才能走得更長遠。

黃繼頗：要進一步推動車用MCU發展，首要任務是瞄準汽車上的增量應用并提供全套方案。比如車載無線充、氛圍燈控制、流水尾燈控制，這些之前只能在高端車上才有的配置，目前價位10萬元左右的家用轎車都可以增加這些功能，這些增量市場是本土廠商的大好機會。其次，本土MCU公司必須做到穩扎穩打，不要急于求成，市場機會固然很多，但是產品質量是開拓市場的第一要素，也是最重要的因素之一。精心打磨自己的產品，充分驗證，才能在這個尋求高質量和高要求的市場生存，并搶占一席之地。

記者：隨著物聯網的飛速發展，智能家居得以同步成長。MCU在智能家居領域發揮了哪些重要的作用？

陳水平：智能家居產品目前增長較快，各種應用也層出不窮，WIFI、藍牙、Zigbe等應用比較常見。不管使用哪種方式，MCU都是必不可少的，起到了各模塊連接、模塊之間數據交互，以及實時控制和顯示等作用，可以說是產品不同功能模塊之間的橋梁紐帶。目前智能家居對MCU有著多樣化的需求，如何快速針對市場做出理想的產品定義，是個棘手的問題。因為互聯網發展非常快，功能需求更新快，所以MCU企業要密切關注互聯網的大趨勢，根據前沿技術提前對產品架構進行模擬，加快產品設計周期，更準確地貼近市場。MCU在智能家居領域未來5一10年還會保持穩定的增速。

記者：如何應看待中國車用MCU的市場前景？

余辰杰：作為全球最大的汽車市場，中國車用MCU市場前景廣闊。雖然受經濟下滑和疫情等因素影響，汽車銷量在未來一段時期的下滑在所難免。但是隨著一些新興應用，如ADAS、智能座艙、TBOX的裝機率逐步提升，中國車用MCU會呈現增長態勢。英飛凌未來持續布局的重點主要在新能源、ADAS、網關等相關應用上。

金光一：疫情爆發以來，對半導體供應鏈產生了很大的影響，包括產能和物流的原因，已經影響到國際大廠半導體芯片的供給。但我們也看到防疫所帶來的市場機遇，特別是上半年醫療健康行業如額溫槍、熱成像儀、血氧儀呼吸檢測儀等設備的爆發性需求，也產生了積極的拉動作用。另外5G、物聯網、智能硬件、工業轉型升級、汽車電子等熱點領域也會持續產生推動作用。2020年MCU市場會持續向好，市場需求也將保持增長態勢。

以往中國MCU企業大多布局在中低端市場，如4位.8位MCU。隨著產業鏈的不斷成熟和市場需求的增長，中國的32位中高端MCU產品已經迅速崛起，市場的接受和認可程度也越來越高，已經進人快速發展期。中國的MCU企業在未來發展中，也應當關注技術突破、產能擴充和人才培養，解決市場應用的痛點，憑借優異的產品和優質的服務站穩腳跟。

邱意：智能化趨勢正在推動MCU實現更高的集成度。在當前的應用中，智能化對MCU的影響也是與日俱增.跟隨這一發展趨勢，SiliconLabs在MCU產品中持續添加了更多創新和功能。早期，SiliconLabs在MCU中添加了混合信號功能，諸如外圍設備反射系統、傳感器接口和觸摸感應功能。現在，我們將ADC、比較器和脈寬調制器整合到通過AES-Q100認證的EFM88位MCU中，以應用于汽車的電機控制。安全性是Silicon Labs的“MCU+”策略中為AIoT應用增加的一項新功能。我們推出了Secure Vault技術，這種先進的安全功能新套件旨在幫助聯網設備制造商應對不斷升級的安全威脅和監管壓力。