作為嵌入式領域的“王牌”，MCU在自身進階和產(chǎn)業(yè)的變革中不斷磨合與匹配，屢創(chuàng)新高。據(jù)IC Insights研究報告，全球MCU市場將于2020年達到高峰，銷售額達209億美元，出貨267億顆。而占據(jù)C位的中國市場自承其重，據(jù)IHS研究報告，2021年中國市場規(guī)模將達64.2億美元。
與這一巨大市場空間形成對比的是，國外大廠ST、瑞薩、NXP、TI等頭部廠商占據(jù)九成以上份額，國內(nèi)MCU廠商仍在奮力從低端向中高端加快滲透步伐。在國產(chǎn)化替代的道路上，國內(nèi)廠商如何趟出一條新路?
流變
技術的進階與應用的升級，使得MCU的“進化”難有止盡。
應用層面，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、汽車電子等新興市場容量巨大，不斷強化競爭，并驅(qū)動MCU業(yè)快速發(fā)展。兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場總監(jiān)金光一表示，MCU的應用在不斷增長，包括智能化的需求以及IoT等新興應用的帶動，不同應用領域的新機會還在不斷發(fā)掘，未來幾年MCU增勢不減。
而技術的“擔當”要求包括處理能力提升、支持多種通信協(xié)議接口、提升可靠性和安全性等，相應地需要高性能、低功耗、超大容量Flash和RAM，支持無線技術和OTA空中升級等將引領新一代MCU的技術升級。
這些走向?qū)鴥?nèi)MCU廠商而言或承接更多的利好。金光一認為，在IoT和AI飛速發(fā)展時代，國內(nèi)整機企業(yè)領先于全球，同時帶動智能家居、無線通信、電子支付、生物識別等新興應用，對MCU的要求也走在了行業(yè)的前列，無論是時效性、便捷性以及本地服務和支持方面，都為國內(nèi)MCU廠商提供了更多機會，并有助于芯片國產(chǎn)化份額的進一步提升。
值得注意的是，在嵌入式領域已出現(xiàn)MCU與AI芯片有本質(zhì)差異的芯片群。前者是滿足工具智能化的智能控制芯片，以控制為主；后者是滿足智能機器深度學習的計算芯片，以計算見長。兩者既不可相互替代，又有不同的技術發(fā)展方向。但毫無疑問，在32位MCU的基礎上，智能化會成為下一個MCU的演進方向。
而在智能化技術路徑或是整合加速器IP，基于AI加速IP的智能MCU尚處于蓄勢待發(fā)階段，但由于基于此的智能MCU在碎片化應用中或遇到應用覆蓋過窄的問題，因而改良處理器架構成為MCU智能化的另一技術路徑。
生態(tài)之爭
MCU發(fā)展到現(xiàn)在已成為集大成的系統(tǒng)，因而競爭也要從系統(tǒng)角度考量。業(yè)界專家何立民教授曾說過，MCU之爭就是生態(tài)系統(tǒng)之爭。
而如今的生態(tài)都需要以原廠為核心來構建。早期MCU的生態(tài)體系體現(xiàn)在MCU廠家的全面技術支持和第三方的開發(fā)環(huán)境支持，后來MCU廠家為了完善其生態(tài)體系，不惜投巨資全面自主構建開發(fā)環(huán)境。在推出新款MCU的同時，提供相應的集成開發(fā)環(huán)境(包括開發(fā)工具、操作系統(tǒng)、產(chǎn)品化軟硬件平臺)，使MCU的易用性、可靠性、繼承性成為克敵致勝的法寶。而ARM倚仗與眾多半導體廠家形成了MCU領域的扇形產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，因而一家獨大。
因而，對于現(xiàn)時在戰(zhàn)場拼殺的MCU廠商而言，一方面要注重引入合作伙伴共同擴展生態(tài)系統(tǒng)，通過引入創(chuàng)新的設計方案，加速合作伙伴產(chǎn)品落地；另一方面需專注垂直行業(yè)應用，提供高性價比的MCU、應用支持及Know-How加快落地。
值得注意的是，伴隨著MCU智能化趨勢，兩條技術路徑之間的選擇不僅會影響MCU市場，更有可能對于IC生態(tài)造成深遠影響——如果專用加速器IP獲勝，則ARM將繼續(xù)成為領導者；反之如果新架構獲勝，則ARM將會遇到強有力的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)已興起的RISC-V就在發(fā)力。但上海靈動微電子股份有限公司CTO劉強認為，ARM的生態(tài)完善，基于此開發(fā)MCU沒有太大障礙；RISC-V雖然開源，但開源并不代表就沒有問題，反而會產(chǎn)生在修改之后兼容難的問題，易導致戰(zhàn)國時代。而且，目前RISC-V陣營相對分散，各成其事，而ARM相當于帶領著合作伙伴一起跑。對于RISC-V陣營來說，最大的問題是如何將產(chǎn)品開發(fā)出來并在IoT應用中顯現(xiàn)優(yōu)勢、占據(jù)市場才是王道。
做細做精
美國對華為的打壓讓各路芯片的國產(chǎn)化替代問題深受關注，而在MCU領域可謂喜憂參半。
靈動微劉強認為，MCU看似簡單，但其實“五臟俱全”，對性能、開發(fā)環(huán)境支持、服務等都有高要求，目前國內(nèi)MCU廠商底子相對薄弱，有些廠商甚至拿教科書來生搬硬套，而解決問題的癥結還在于要做精做細。
這就涉及性能、可靠性、便利性等。劉強覺得，可靠性是人品的問題，性能是水平的問題，要賣最好的、最可靠的，需要有每一次迭代可以與歐美MCU來PK的雄心壯志。雖然國外大廠實力非常雄厚，但因覆蓋諸多應用，通用MCU效果難免會打折扣，國內(nèi)廠商可專攻于某一應用，比如電機和IoT市場，容量巨大，還有一些特殊應用比如USB PD、NB-IoT等均有亮點，如果國內(nèi)廠商通過自己積累IP，提升設計能力，或以低功耗、或以多連接等差異化來大力推廣，同時著力構建生態(tài)，而不是只打短平快戰(zhàn)役, 在與國外廠商的競爭中仍有勝算。
劉強此前有二三十年為數(shù)十家MCU國際大廠做生態(tài)支持的深厚積累，涉及IP、規(guī)格、工具、驗證、開發(fā)板等所有環(huán)節(jié)，這些客戶包括大名鼎鼎的英特爾、三星、微軟、高通、谷歌、東芝、富士通、索尼、ST、NXP、原Freescale等等，因而對于MCU的發(fā)展很有發(fā)言權。
劉強還強調(diào)了生態(tài)的差異化競爭優(yōu)勢。他舉例說，比如編譯器其實很快就能開發(fā)出來，但要一直維護升級，一直要持續(xù)投入，國內(nèi)有些廠商就干脆采用別家的編譯器，這方面的心態(tài)要調(diào)整。
在靈動微，劉強單獨帶一個團隊，從前兩年開始著力解決MCU周邊生態(tài)，包括開發(fā)工具、編譯器、開發(fā)板等，具備完全自主知識產(chǎn)權，劉強表態(tài)說待一切妥當之后，后續(xù)將轉向新型MCU的規(guī)劃、架構、IP驗證，半年之后會推出全新MCU。他舉例說，為了做開發(fā)板，團隊自己建了一條生產(chǎn)線，專門做板子，一年可做266種開發(fā)板，構筑了強大的優(yōu)勢。
“讓MCU一夜之間超過國外不太可能，畢竟國外積累了多年，而做MCU是時間、資金、人才的積累，想快也快不了，但有了一定的積累之后，國內(nèi)廠商未來的發(fā)展會越來越快。而且隨著國內(nèi)客戶要求越來越高，國外半導體廠商的通用MCU很難包打天下。國內(nèi)MCU廠商應著力將產(chǎn)品做好，將生態(tài)夯實，具備獨創(chuàng)性，沒有知識產(chǎn)權糾紛，讓國內(nèi)客戶開發(fā)更加便利，未來一定會有望比肩國外大廠?！眲妼Υ撕苡行判?。
在國內(nèi)MCU領域表現(xiàn)出色的兆易創(chuàng)新金光一也指出，兆易創(chuàng)新除收購思立微完善傳感器產(chǎn)品線，也在圍繞無線MCU進行開發(fā)，包括WiFi、NB-IoT和藍牙等。同時針對系統(tǒng)設計不斷前移的趨勢，在芯片產(chǎn)品之外，兆易創(chuàng)新也將在軟件、硬件、解決方案等生態(tài)方面提高支持力度。
自古以來，弱者就是變革的發(fā)動機，而觀念的優(yōu)先往往比資源的優(yōu)先更重要。國內(nèi)MCU廠商站在新浪潮的拐點處，要想迎頭趕上，仍需不斷的自我否定與自我重建。