2020年Q3的一波漲價缺貨熱潮和地緣政治摩擦的“二重奏”下，MCU（單片機）作為最重要的器件，其國產替代成為研發(fā)工程師鉆心研究的重點。眼看2021年的日子所剩無幾，一些“嘗遍百草”的工程師向ICViews透露，國產MCU仍然存在一些顯而易見的問題，雖然濃濃的“中國芯”情緒下能夠給國產足夠的時間，但的確影響目前的使用體驗。問題到底出現在哪里？
“國產MCU借著芯片荒這個‘東風’著實火了一把”，一名嘗試多次國產替代的工程師如是說。從IC insights調研數據來看，2019年全球MCU市場規(guī)模約為164億美元，而2020年MCU全球市場規(guī)模下滑8．6％至150億美元。
反觀中國MCU市場，行業(yè)增速穩(wěn)定，IC Insights調研數據顯示，國內MCU市場在2019年規(guī)模達到約42億美元，占全球市場26％左右。值得一提的是2015－2019年復合增速高達9％，預計2020－2025年間的年復合增長率將達9．2％。無獨有偶，Gartner也得出中國MCU市場總量（TAM）在2020－25年的年復合增長率達到9％的結論，高于全球MCU市場總量7％的年復合增長率。
國產MCU乘勢而上
回顧2020年上半年，疫情給了全球汽車一記“沉重打擊”，而到20年下半年汽車行業(yè)復蘇遠超車廠預計，導致MCU供需出現嚴重問題，而這種問題也從汽車蔓延至工業(yè)工控領域。
MCU缺芯之下，一些工程師告訴ICViews記者，從去年到今年公司不斷要求將原有方案更換為國產MCU產品，國產MCU確確實實乘著這股“熱潮”在各產品中獲得導入的機會，同時國產MCU的研發(fā)和更迭明顯加速。
特別是在最近，IC Insights預計今年整個IC市場的需求都非常強勁，整個IC市場銷售額有望增長24％，并將首次在歷史上突破5000億美元。雖然在2020年中國大陸芯片自給率僅為15．9％，但可預見國產MCU的機會。
來源：IC insights
從應用上來看，全球MCU中，33％集中在汽車電子中，25％在工控／醫(yī)療，23％在計算機，11％在消費電子。而與全球MCU格局不同，中國MCU中占比最高的是消費電子領域，占據了26％的整體市場，其次是計算機網絡，占據了19％的整體市場，而工業(yè)與汽車則占比低于全球水平。
雖然國內本土MCU廠商已在百家以上，但合計市占率卻不足15％，且工控和汽車有待拓展。因此這幾年整個MCU圈子飄來濃濃的“上車風”，“得車規(guī)者得天下”，能夠勝任汽車的高安全標準的產品，必然是“強者的證明”。記者在走訪多家企業(yè)時獲悉，MCU“上車”都成為企業(yè)的最高一個“臺階”。
一些企業(yè)力求“全面開花”，保證其通用MCU產品能夠覆蓋產業(yè)各個領域。據了解，國民技術的MCU產品覆蓋多達11個應用領域，航順芯片的產品線也擁有高性能、低功耗、車規(guī)／工業(yè)級、經濟型、專用型覆蓋各種應用場景。
事實上，雖然國內MCU企業(yè)從缺芯中獲得了一波“紅利”，也無法擺脫行業(yè)“魔咒”，上游供應問題之下，同樣也會面臨關鍵材料缺貨的窘境。一些企業(yè)選擇了引導用戶進行內核的轉換，華大半導體曾表示會引導部分客戶從m0＋到產能不是很緊張的m4產品上，其他一些企業(yè)則是將產品線不斷擴大，保證擁有M0／M0＋／M3／M4／M7／M23／M33的齊全產線。還有其他企業(yè)布局RISC－V指令集，諸如兆易創(chuàng)新、沁恒、航順芯片等，也有Arm＋RISC－V的雙處理器產品逐漸浮現。
從位數來講，8位和32位國產MCU幾乎包攬整個市場。芯知匯數據顯示，2020年中國通用型MCU市場規(guī)模占比中，32位占比54％，8位占比43％，4位占比2％，16位占比1％。全球MCU結構分布上，62％的產品使用的是32位產品，23％使用的是16位產品，15％使用的4／8位產品。隨著系統(tǒng)任務復雜化，計算能力的需求越來越高，這促使MCU開始邁向32位時代。
國產MCU顯而易見的問題
既然國產MCU擁有如此龐大的市場機會，為什么還是有抵觸國產MCU的聲音？記者與多名大量試用國產進行替代的工程師進行對話，得出以下幾個主要問題。
1、資料難求：這是工程師反映最為嚴重的問題，一位多次替代卻每次都卡在資料上的工程師坦言，國外品牌之所以屹立不倒，是因為整條產線成熟，開發(fā)資料唾手可得，甚至隨意搜索便可獲得大量資料和問題解答。
他提到一個頗為有意思的問題，國外品牌擁有許多嵌入式教育機構，這些教育機構不僅擁有最詳細的教學教程，還翻譯了較難“啃”的英文手冊，成為小白在學習階段最好的幫助。這就導致，企業(yè)在招收工程師時，市場上都在學習國外產品，成為了一種良性循環(huán)，而反觀國內MCU產品還沒有中文手冊，更不要說視頻教程了。
2、售后無門：“售后電話永遠打不通，打通了問題永遠是工程師”，一位在資料匱乏狀態(tài)下無奈撥通售后電話的工程師如是說。事實上，從國外產品轉向國內產品多少會遇到錯綜復雜的問題，環(huán)境變量也非常影響產品運行效果。
當然，國內MCU也不乏售后服務非常好的企業(yè)，“之所以這些產品未被接受，是因為部分工程師根深蒂固對國產品牌的不信任感”，一位完美替換國外產品的工程師表示，國外也并非全部都有好的售后服務，相信時間的力量，國產MCU總會被人們接受。
當然，也有人強調，服務質量關乎公司口碑，在有限的人力資源下，能夠理解公司選擇最佳的人力投入占比，但也希望公司能夠花更多錢去建立優(yōu)質服務，以建立更好的口碑。
3、周期較長：公司的效益與開發(fā)時間息息相關，而一些產品能夠帶給工程師的替換時間非常少，公司也會有限考慮替換周期較短的產品，只有簡單易替換bug少的MCU才有機會被“翻牌子”。
然而，這就又繞回了上述兩個問題，工程師快速解決問題的方法無非查資料和找技術支持，但事實上是能夠提貨成百上千的大客戶都能獲得非常好的技術支持，個人研發(fā)者在面對完善團隊時也會出現服務不響應的情況。
除了技術支持和查看技術手冊，工程師也有其他解決問題途徑，包括論壇、博客等，但畢竟國外產品在國內積累時間長，國產MCU相關問題獲取資料途徑有限。
相關問題正在逐漸跟進
當然，這樣的問題國產MCU廠商并非沒有意識到，但冰凍三尺非一日之寒，國外MCU產品長期支配市場，相關資料積累談何容易。
一些廠商圍繞資料和生態(tài)著重進行建立，上海復旦微電子集團股份有限公司電力電子事業(yè)部技術市場總監(jiān)梁磊曾向記者表示，公司長期運維自己的開發(fā)者論壇和微信公眾號，積極開展與合作伙伴方案對接、平臺互通、系統(tǒng)兼容的工作，更是花費兩年時間設計了圖形化配置工具－魔方，記者通過搜索引擎試驗后發(fā)現這些資料非常容易被找到。
“若要追求半導體自主，需先構建自主技術生態(tài)系統(tǒng)”，上海芯旺微電子副總裁丁丁曾經得出這樣的結論。實際上，假若工程師擁有一個統(tǒng)一的平臺進行項目開發(fā)，能夠極大加快開發(fā)效率，而國際大廠也在主推自主的平臺，使得未來用戶產生更強的粘性。
一些廠商則圍繞服務完整性建立作為公司重點，某廠商FAE曾向記者透露，公司服務已建立服務考核機制，得不到響應而被投訴FAE會有相應的懲罰，同時公司也不斷壯大后服務的團隊，定期進行專項培訓。
還有一些廠商不斷降低MCU的開發(fā)門檻，具體表現在成品方案或半成品方案的提供、參考設計等方面，成熟的方案不僅大大加速上市時間，也能夠減少bug的產生。
“有些國產品牌真的非常不錯，自己所使用的品牌也從未出現售后和技術支持問題”，一位長期使用國產MCU的工程師如是說。但使用國產MCU也不能是“開盲盒”式的，國產MCU仍需“抱團取暖”。
資料和售后顯而易見是短期的問題，在長期的建立之下必然都可獲得極大的改善。反觀國外MCU技術，除了繼續(xù)提高能效比、安全性和降本降功耗，市面MCU產品也逐漸增加硬件加速器，甚至將MPU的部分功能放到MCU內。在未來的時間內，國內MCU解決重重阻礙仍需“打持久戰(zhàn)”。
