MCU或許是最讓原廠“愁腸百結(jié)”而又“欲罷不能”的IC產(chǎn)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(gòu)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(nèi)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(jié)”。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(diào)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(qū)動模塊、無線通信模塊等,這對MCU廠商是一個綜合技術(shù)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(chǎn)品中心副總監(jiān)吳曉立也提到,整合主要應考慮客戶生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。“內(nèi)核架構(gòu)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。”林明表示。
GigaDevice MCU產(chǎn)品經(jīng)理金光一也提到,F(xiàn)lash閃存技術(shù)作為MCU產(chǎn)品實現(xiàn)差異化并提升性能的關鍵技術(shù)將對MCU市場布局產(chǎn)生重要影響。另外,存儲器與控制器的結(jié)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(shù)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。“故是否需要SoC不能只看SoC的成本或組裝優(yōu)勢,還要考慮技術(shù)變化和客戶需求等風險因素。” 包旭鶴強調(diào)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(qū)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(qū)、小功率驅(qū)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(chǎn)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。”徐輝進一步指出。
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(gòu)和異構(gòu)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(gòu)和異構(gòu)多核技術(shù)最典型的搭配方式有MCU+DSP、DSP+FPGA、MCU+FPGA等,未來究竟誰主沉浮?
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SoC FPGA,除了FPGA外,還有一個Cortex-M3的CPU內(nèi)核。另外Cypress最新的基于Cortex-M0內(nèi)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(chǎn)權(quán)。至于MCU+DSP的例子,我們看到TI的F28M35x系列,把ARM的Cortex-M3和TI的C28x DSP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(nèi)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。“業(yè)內(nèi)新趨勢是通過集成如Cortex-M系列內(nèi)核來對感知的信息進行處理,比如Sensor Fusion。雖然目前對于這種Mixed Signal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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。Silicon Labs亞太地區(qū)MCU高級市場營銷經(jīng)理彭志昌表示,未來Silicon Labs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Silicon Labs近期對Energy Micro的收購。這次結(jié)合對兩家公司而言實現(xiàn)了雙贏:Silicon Labs通過收購獲得大約250種ARM產(chǎn)品,極大地擴展了其ARM產(chǎn)品組合;同時世界上最為節(jié)能的32位MCU產(chǎn)品現(xiàn)在可以通過Silicon Labs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(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,在未來的一段時期內(nèi)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(chǎn)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。
中穎電子股份有限公司MCU事業(yè)部總監(jiān)包旭鶴:
追求性價比與服務是生存之道
MCU市場生存之道有二:一是性價比,性價比不是單純講低價,還有許多內(nèi)涵,比如細分市場的量身定做、高集成度SoC、有創(chuàng)意的差異化方案等。二是服務,近幾年來出現(xiàn)一個趨勢,使用MCU的整機廠商希望把研發(fā)人力投在產(chǎn)品如何符合消費者需求上面,反而對后端的研發(fā)實現(xiàn)和導入生產(chǎn)投入減少。對于這類的MCU應用,為了提升產(chǎn)品競爭力快速切入市場,加大在應用方案及客服方面的人力投入,給用戶提供全方位的技術(shù)服務,成為中國MCU市場的一個流行趨勢。MCU供應商不僅要服務,還要拼服務質(zhì)量和效率。最終服務成本也是產(chǎn)品成本的一部分,所以服務效率越高,服務成本越低,產(chǎn)品成本也越低。另外還有一種服務即定制化。要在中國MCU市場取得領先地位就必須貼近用戶,了解市場需求并設計出滿足中國市場需求的產(chǎn)品。近幾年來,為用戶提供定制化的MCU產(chǎn)品也成為眾多MCU供應商搶占市場的重要手段。
瑞薩電子通用和SoC產(chǎn)品中心副總監(jiān)吳曉立:
平衡成本與性能應對多元需求
中國MCU市場的需求是非常多元化的。既有對成本控制的追求(特別是BOM成本),也有對性能的追求(例如電機控制),同時中國客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越嚴格,不少客戶已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品不良分析設備和流程。
我們的RL78系列產(chǎn)品選擇范圍廣、功耗低,強化了安全功能(IEC60730硬件支持),集成了很多外設(如高精度OCO、Data Flash、POR/LVD、溫度傳感器、復位電路、看門狗),性價比突出,覆蓋通用、液晶驅(qū)動、馬達控制、USB、照明、儀表、觸摸按鍵、便攜式醫(yī)療等多種應用場景,深受客戶歡迎,成為主要客戶產(chǎn)品升級換代的首選產(chǎn)品。
我們的RX系列產(chǎn)品有著強大的性能(165DMIPS,F(xiàn)lash零等待/速度100MHz,內(nèi)嵌FPU)、豐富的外設(專為電機控制應用設計的PWM/ADC、為網(wǎng)絡應用設計的USB/CAN/以太網(wǎng)MAC)、提升的安全性能(強化ESD,硬件支持IEC60730),在電機控制應用和網(wǎng)絡設備市場中占有率領先。
除了全面推廣我們陣容強大、富有競爭力的RL78和RX產(chǎn)品,我們也為中國市場開發(fā)了一系列面向特定應用的MCU(如煙霧傳感器、微波爐、電動自行車、觸摸按鍵等),并已經(jīng)開始批量供貨。
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:
技術(shù)成熟質(zhì)量可靠最關鍵
中國是全球MCU最重要的消費類市場,對成本極度敏感,短頻快的風格顯著。產(chǎn)品開發(fā)簡單、成本低,產(chǎn)品供應靈活,能適應市場變換的節(jié)奏,是適合中國市場需求的關鍵。在工業(yè)領域,MCU應用處于穩(wěn)步增長階段,中國的本土研發(fā)能力不斷提高,因此會更關注產(chǎn)品性能的提高,可靠性、技術(shù)支持會顯得更為關鍵。
在汽車領域,MCU市場在持續(xù)快速增長,應用中以質(zhì)量可靠性和技術(shù)成熟度為主要考量點。要在此基礎上,提供性價比更高的產(chǎn)品給客戶。英飛凌汽車MCU已被廣泛地使用在汽車動力總成系統(tǒng)、混動/電動汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)、汽車安全及車身舒適性系統(tǒng)中,產(chǎn)品技術(shù)成熟、性能可靠,已被全球汽車行業(yè)所認可,并被大量應用。
恩智浦半導體大中華區(qū)市場總監(jiān)金宇杰:
加強先期溝通貼近客戶需求
中國MCU的使用量占據(jù)全球市場的1/3以上。中國市場的特點首先是對產(chǎn)品的性價比要求非常高,其次是要求廠商的支持范圍很廣,比如一些驅(qū)動器和軟件工具的支持。
現(xiàn)在很多生產(chǎn)廠家已經(jīng)能夠?qū)ξ磥硭枰腗CU提出更細致的要求。中國市場開始從原來的接受芯片、接受方案,到現(xiàn)在開始有自己的想法了。所以,近來我們從整個產(chǎn)品的定義到未來產(chǎn)品的規(guī)劃,都越來越多地與用戶進行先期溝通。了解他們的需求,再加上我們的判斷,才能推出適合客戶需求的產(chǎn)品,更貼近應用,更容易使客戶滿意。
ARM中國嵌入式市場經(jīng)理耿立峰:
豐富的生態(tài)系統(tǒng)資源為產(chǎn)品增色
雖然8位MCU在中國MCU市場依然有龐大的需求基數(shù),但現(xiàn)在中國市場已經(jīng)不再一味地以價格作為唯一的考量標準。越來越多的廠家都在尋求創(chuàng)新,希望在系統(tǒng)中增加更多的功能。產(chǎn)品經(jīng)理或者項目工程師在選擇芯片平臺時,會更多地考慮自己的軟件資源方案是否可以重復使用,平臺升級時是否可以最大限度地縮短項目開發(fā)周期,是否有穩(wěn)定的芯片供貨以及豐富的資源選擇。ARM的Cortex-M之所以如此受歡迎,一方面基于內(nèi)核自身的良好特性,包括優(yōu)化的代碼密度節(jié)省系統(tǒng)成本,以及內(nèi)核升級時的指令集兼容從而方便客戶項目開發(fā)。另外一方面還跟ARM豐富的生態(tài)系統(tǒng)資源息息相關,其中既有眾多的MCU廠商不斷推出他們基于Cortex-M系列內(nèi)核的MCU產(chǎn)品,同時還有豐富的第三方解決方案資源,涵蓋了MCU應用開發(fā)所需要的包括Compiler、IDE、RTOS、Middleware等在內(nèi)的不同方面,為身在ARM生態(tài)系統(tǒng)的合作伙伴提供強有力的支撐。
Silicon Labs亞太地區(qū)MCU高級市場營銷經(jīng)理彭志昌:
優(yōu)化產(chǎn)品組合降低成本
價性比依然是中國市場的一個重要考慮因素,而領先的MCU供應商對此的回應是,在不犧牲性能和功能的基礎上優(yōu)化其8位和32位產(chǎn)品組合進而降低成本。MCU供應商正提供帶有無數(shù)片上功能的、更加創(chuàng)新的產(chǎn)品以便為應用增添價值,如精確的模擬外設等。超低功耗依然是在滿足電池供電和無線連接設備的市場需求時,應關注的一個重要的設計考慮因素。我們現(xiàn)在也看到對32位ARM Cortex-M級的、更高性能混合信號MCU的需求在增加。像Silicon Labs這樣的中等規(guī)模供應商正在向混合信號和超低功耗技術(shù)投入更多的研發(fā)資源,以求能夠在中國以及全球市場上與比它大得多的公司有效地競爭。此外,為支持中國市場,Silicon Labs已經(jīng)在本地化的銷售、FAE支持、培訓項目、網(wǎng)上資源、分銷商的合作伙伴關系與供應鏈效率等領域投入了大量資金。
越來越多的中國開發(fā)人員正在尋找擁有高集成度的MCU解決方案,它們將有助于降低物料清單(BOM)成本與設計復雜性。
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