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更新时间: 2023-11-02 13:46:25
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国内 MCU 厂商很大一部分集中在消费类领域,以 8 位 MCU 居多消费类 MCU 主要用于如扫地机器人等小家电、无人机、平衡车、物联网等,其对于芯片规格的要求较低,据统计,消费类 MCU 芯片工作温度区间为 0℃~70℃,湿代理芯海度要求较低,使用寿命大约在 3~5 年,但该类 MCU 产品迭代较快、需求差异化,要求各大厂商能够提供及时的、更为全面的本地服务。

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国外厂商中,微芯、意法半导体定位更多偏向消费电子和低端工控领域,二者在消费电子领域中分别占据约 30% 和 15% 的市场,国内以小家电位代表的部代理芯海分细分领域已经有所突破,其中中颖电子、宏景电子等较为突出。

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相比于消费 MCU,工控 MCU 的指标严苛程度更高,工业级 MCU 的工作温度区间为-40℃~+85℃,使用寿命为 5~10 年工业级 MCU 多为 32 位,在工业领域的应用十分广泛,如工厂自动化和机器人、电力传输和电网代理芯海供电、电器电机的控制、智慧城市和智慧。

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楼宇自动化等等车规 MCU 则是众多 MCU 应用领域对芯片性能和评估指标要求最为严苛的,因为它需要同时兼顾功能和安全性,汽车的不同位置对于 MCU 的评估指标也不尽相同,以温度为例,其发动机舱的 MCU 工作温度区间为-40℃~150℃,代理芯海车身部分则是-40℃~125℃。

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按照 MCU 位数分类,目前市场上的 MCU 有 4/8/16/32/64 位几种,MCU 位数代表了其 CPU 一次处理数据的宽度,位数越大,MCU 处理能力也越强,但也不代表我们只一味的要求更高的运算速度和性能,不同位数的 MCU 在不同的领域发代理芯海挥着作用,如应用最广的 8 位和 32 位 MCU,前者更多用于电表等对性能要求不高的场合,32 位 MCU 可用于物联网等。

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MCU 内核说起 MCU,就不得不提及其内核,也就不得不提及 ARM 公司,不论国内国外,各大 MCU 厂商的 32 位 MCU 都是外购内核并将主要精力投代理芯海身其他部分的研发(除以自研内核为主、外购内核为辅的

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瑞萨外),而 32 位 ARM Cortex M 系列内核在各大内核厂商开发的内核中占据主导地位2004 年 ARM 公司推出第一款 Cortex-M 系列处理器 M3,之后便迅猛发展,成为主流,但 ARM 采用 IP 授代理芯海权的形式,往往授权费较高。

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近几年 RISC-V 内核以其简单且免费开源的优势迅速成为了 32 位 MCU 内核市场的后起之秀相比于 32 位设计,基于传统 8051 内核的 8 位架构往往被认为「相对老旧」,研发的技术要求不高,因此 MCU 厂商的 8 位产品内核自研率较代理芯海高,至少远高于 32 位 MCU,在上世纪末 8051 内核失去专业保护后成为开源 IP 后,各大厂商在原来的 8051 内核基础上纷纷按需改动,以此研发出各自不同的 8 位 MCU。

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对于市场而言,8 位产品有着突出的价格优势,往往又同时伴随着丰富的外设加持,性能满足的情况代理芯海下其功耗更低,同时,8051 单片机在嵌入式教学中也是入门级的必学项

MCU 国内外发展对比在所有 MCU 产品中,32 位产品集中度最高在 32 位市场中,瑞萨和恩智浦两家首当其冲且主攻车载市场,其中日本的瑞萨电子以自研内核为主(据统计约为全部所使用内核的 78%),即瑞萨的 MCU 都是用自己的架代理芯海构。

而 32 位市场中另一个不可忽视的是意法半导体,它是大陆厂商 32 位的最重要竞争对手,ST 从稳健的低功耗 8 位单片机 STM8 系列,到基于 ARM 内核的 STM32 系列单片机,为嵌入式开发人员提供了丰富的 MCU 资源,开创了 MCU 行业建立完善生态的先河。

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在 8 位 MCU 市场中,微芯(Microchip)份额超过 30%,一家独大,它强调节约成本的最优化设计,大部分芯片有其兼容的 FLASH 程序存储器,微芯的主要产品是 16C 系列 8 位单片机,CPU 采用 RISC 结构,运行代理芯海速度快,价格低廉,功耗低,抗干扰性好。

除此之外,还有德国的英飞凌,侧重汽车、工业;美国的德州仪器,除模拟产品外,也推出了以 Piccolo 系列微处理器为代表的一系列 32 位单片机与国外 MCU 厂商相比,国产 MCU 本土占有率极低,目前 MCU 市场的主要份额还是被国际大厂占据,但在当下产能紧代理芯海张的背景下,如文章开头所说,国内供应商遇到了难得的发展机会,由于国际大厂不能兼顾本土客户的所有需求,尤其是在消费电子等迭代速度快的领域,中国本土企业有着服务客户的响应更及时、对市场需求理解更确切等优势,因此国内厂商存在着不小的竞争力。

要实现国产 MCU 的突破,就需要在人才、技术、产业等方面入手,比代理芯海如在技术上,应当在 MCU 架构、性能、功耗等方面提升自身水平,目前中国企业在发展上已经出现了各具特色的应用方向,特别是随着 RISC-V 架构的逐步投入使用,出现了许多不同于国外通用的特色产品。

当前大部分国产厂商都是从消费电子等中低端应用领域切入,逐步进攻工控/医疗,甚至是汽车领域国内的重要厂商也代理芯海各有侧重,如领头的兆易创新,在消费、工业、汽车三个领域均有涉及,但大多用于消费电子市场,工业等占比较小,华大半导体也在三个领域都有产品,工业领域的产品有变频器和工业伺服器等;中颖电子、宏景科技、

芯海科技等在 8 位领域均有突破,其中中颖电子是国内小家电龙头,宏晶科技提供基于 8051 架构的产品,芯代理芯海海科技 8 位产品均采用自研内核;另外熟知的乐鑫科技的 ESP 系列 MCU 走出了国门,可以说在国内外都有着不错的成绩。

车规 MCU 门槛较高,从低端的车身域入手,如雨刷、车窗、座椅等,逐步转向中高端产品,除兆易创新、华大外,如芯海科技、BYD 半导体等厂商均有车规级产品,国民技术、中颖电子等也在代理芯海规划中

MCU 国内外最新动态目前,随着智能家居、健康医疗、物联网等领域产品的快速普及,全球对 MCU 的需求量在快速增长,这种需求不仅是在芯片数量,更在芯片的低功耗、定制化、特定外设等方面的新需求新能源汽车将会是未来持续较长一段时间的热门之一,全球车用 MCU 市场被意法半导体、恩智浦、瑞萨、英飞凌代理芯海、德州仪器、微芯科技六大国际 IDM 厂商占据,这几家厂商的市场占有率超过八成。

我国绝大多数公司的车用 MCU 产品在车窗、照明和冷却系统等控制应用方面更为常见,在动力总成控制、智能座舱和 ADAS 等复杂应用中仍不多见今年,全球半导体解决方案供应商瑞萨电子推出两款全新控制器——RL78/F24 和代理芯海 RL78/F23,专为汽车执行器和传感器控制应用而设计,借此扩展了 RL78 低功耗 16 位 MCU 产品家族,加强了瑞萨广泛的汽车电子产品阵营。

意法半导体今年推出新款车规级 MCU,是基于 ARM 内核的 Stellar 微控制器产品家族的延伸,新产品对电动汽车和汽车集中式电气架构优化了性能,代理芯海有助于降低电动汽车成本、延长续航里程、加快充电速度国内众多 MCU 厂商中,像

比亚迪半导体等少数公司已经批量生产了车用 MCU,并进入了汽车 OEM 厂商供应链兆易创新 GD32 MCU 作为系统控制的核心器件,目前拥有很多包括智能座舱在内的周边功能应用,比如汽车仪表、电子声浪模拟系统。

、车载信息娱代理芯海乐系统和车载自动诊断系统(OBD)等。除了传统 MCU 厂商,在物联网 MCU(WiFi,BT,LPWAN 等)领域,也涌现出更多新兴的市场机会,中国的新型芯片厂商很好地抓住了机会。

总结与展望综上,在国内 MCU 发展的黄金窗口期,国内厂商纷纷抓住机会努力从消费级和工业级切入,逐步将重点放到车规级赛代理芯海道,为企业打开全新的高端市场,努力完善生态系统建设,开发具有自己特色的产品,提升产品质量,发挥高性价比等优势,抓住市场动态,与终端市场多交流,进而取得更大的进步。

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