MCU发展方向：平衡变与不变的哲学 - 全文

　　MCU或许是最让原厂“愁肠百结”而又“欲罢不能”的IC产品了。一方面，MCU市场稳步增长，应用不断拓宽，吸引老将新兵不断征战。就拿中国市场来看，据IHS研究显示，2013年到2017年其年复合增长率将达到7.7%，从31亿美元增长至45亿美元。另一方面，ARM架构成席卷之势，多家大厂已经放弃专有核而投入ARM怀抱，“百家争鸣、一花独放”可描述目前的MCU市场。MCU原厂不仅要着力寻求差异化，着力提供包括开发工具在内的完整解决方案，而且随着MCU价格的“直落式”下行，如何保证合理的利润也是厂商的“心结”。无论如何，既然选择了这条路，就要承受所有的崎岖和变数：不变的是核，变的是如何集成、如何差异化、如何未雨绸缪。

　　集成考验持续

　　整合将从提升性能、降低功耗、缩短面世时间、降低成本等方面展开。

　　在ARM核已成主流的情况下，近年来MCU厂家也注重在MCU的外设上进行不同的整合和创新，如此才能求同存异，彰显自身价值。

　　从今年的市场情况来看，MCU厂商的整合在不断加快。但整合显然不是一蹴而就的事，带来的是对厂商持续的挑战和考验。赛普拉斯大中华区PSoC业务拓展经理王冬钢表示，在整合中需要考虑应用工程师面临的挑战，即对处理器性能的要求、降低开发调试难度的要求、消费电子应用对于电容式触摸的要求等等。未来的整合将继续从提升性能、降低功耗、缩短面世时间、降低成本四个方面展开。

　　“只有全能冠军才可执市场之牛耳。”中颖电子股份有限公司MCU事业部总监包旭鹤用这样的话来描述MCU整合的难度。他指出，因MCU整合模块主要为高精度模拟模块、高电压大电流电源或驱动模块、无线通信模块等，这对MCU厂商是一个综合技术能力的考验。

　　虽然理论上大部分功能都可以被整合，但是还要考虑工艺、安全性和成本控制等等。瑞萨电子通用和SoC产品中心副总监吴晓立也提到，整合主要应考虑客户生产的方便性与安全。例如高压部分与人机界面控制整合在同一芯片上有可能为客户的产品设计带来风险，某些模拟IP的整合对设计也是挑战。安森美半导体三洋半导体产品部数字方案MCU及闪存部主管山田进则认为，MCU的功能整合取决于应用。今后，MCU将整合无线通信功能而非有线通信功能。

　　差异化也是整合的关键因子。飞思卡尔资深全球产品经理林明也表示，高速度、高性能和低功耗的模拟系统是差异化竞争的关键。另外，针对物联网多元化应用来设计系统外设和解决方案也能带来足够的差异化空间。“内核架构为MCU提供平台和生态系统，片上的各种外设则为不同的客户和应用提供附加的价值。随着物联网的发展，简单易用、高能效的单芯片系统将受到市场的青睐。”林明表示。

　　GigaDevice MCU产品经理金光一也提到，Flash闪存技术作为MCU产品实现差异化并提升性能的关键技术将对MCU市场布局产生重要影响。另外，存储器与控制器的结合也有助于发挥系统级解决方案的优势。

　　SoC成为方向之一

　　SoC确实是MCU未来的发展方向之一，但它仍将和通用MCU共存。

　　随着MCU无论是集成IO，还是模数混合都越来越丰富，那么SoC是否是MCU未来的一个发展方向？

　　对此，包旭鹤指出，我们应辩证地看待这个问题，应该说SoC是一个趋势，大部分情况适用，但不可一概而论。他进一步分析道，在实战中SoC成为包袱的例子也不少：比如整合的技术变化太快，一旦淘汰即成包袱;整合的模块不一定能使用到，用户宁可只用MCU加外围IC保留灵活性，备库存也单一。“故是否需要SoC不能只看SoC的成本或组装优势，还要考虑技术变化和客户需求等风险因素。” 包旭鹤强调说。

　　虽然SoC确实是MCU未来的发展方向之一，但它仍将和通用MCU共存。英飞凌科技（中国）有限公司汽车电子事业部高级总监兼业务负责人徐辉指出，SoC的优势显而易见，比较适合那些市场需求量大、对功率驱动要求不高、单一应用的领域，在消费类电子、工业电子和汽车电子应用中都有一定市场。而通用MCU则以其广泛的适用性、应用的灵活性等特点，将依旧占据很大的市场。对于一些新兴领域，开始阶段会需要通用的MCU，等市场成熟后，则会考虑SoC的需求。

　　“MCU会和SoC以其不同的特点在市场上共存。目前MCU在整合通信及网络、预驱、小功率驱动及多媒体接口等方面已趋于成熟。这种整合过程就是市场细分、差异化及特定应用的产品定位的过程。未来的整合还会继续，不同的应用将越来越多地主导SoC的整合方向。”徐辉进一步指出。

　　山田进同时认为，在复杂系统方面，SoC将代表MCU的未来发展趋势。

　　同构和异构角逐

　　在不同应用中，市场会在MCU、DSP及FPGA之间有不同的选择。

　　除了SoC外，多核也是MCU值得关注的走向，而同构和异构多核技术最典型的搭配方式有MCU+DSP、DSP+FPGA、MCU+FPGA等，未来究竟谁主沉浮？

　　ARM中国嵌入式市场总监耿立峰表示，在ARM的合作伙伴中，确实看到有很多这样的应用尝试，比如Microsemi的SmartFusion2，被称为SoC FPGA，除了FPGA外，还有一个Cortex-M3的CPU内核。另外Cypress最新的基于Cortex-M0内核的PSoC4系列，他们称为可编程SoC，也是在CPU以外又集成了可编程的逻辑外设，增加用户使用的灵活度，同时也可以保护他们的知识产权。至于MCU+DSP的例子，我们看到TI的F28M35x系列，把ARM的Cortex-M3和TI的C28x DSP集成到一个SoC芯片中，DSP去做一些算法运算应用，比如太阳能逆变/电机控制等，而Cortex-M3去做系统控制。当然也有一些合作伙伴采用一个Cortex-M4内核来同时实现运算和系统控制任务。

　　而这样的“加法”也呈现一些新趋势。“业内新趋势是通过集成如Cortex-M系列内核来对感知的信息进行处理，比如Sensor Fusion。虽然目前对于这种Mixed Signal的设计还有一些工艺上的顾虑，但我们认为这将是未来一个很大的发展趋势。” 耿立峰提到。

　　徐辉也指出，在不同应用、不同商业模式及性价比等因素影响下，市场将在MCU、DSP及FPGA之间有不同的选择。例如英飞凌的下一代汽车MCU就集成了多核MCU及DSP处理功能，在实现汽车功能安全的基础上，提供多任务、高速（图像、模拟/数字）信号处理，实现高效低功耗，已被全球主要汽车厂家应用在控制系统中。

　　市场格局酿变

　　拥有更完整的产品组合和生态系统的厂商将会成为最后的赢家。

　　随着竞争激烈程度的加剧，MCU市场的格局发生了较大变化。一方面某些欧美日大厂陆续退出或部分退出及重组，另一方面留下来坚守的大厂也逐步走下价格“圣坛”，加入价格战以求市场份额。

　　谈及未来市场的格局走向，林明表示，拥有更完整的产品组合和生态系统的厂商将成为最后的赢家，包括全线、全系列基于ARM价格的MCU产品和完整的软件工具、开发环境和参考设计。

　　在竞争激烈的市场立足，也要着重考量整合、并购的“力量”。近期Spansion收购富士迪半导体MCU及相关业务、兆易创新进入32位MCU市场等都表明MUC市场起伏难定。Silicon Labs亚太地区MCU高级市场营销经理彭志昌表示，未来Silicon Labs将继续关注一些供应商整合、战略投资和收购。一个典型的例子就是Silicon Labs近期对Energy Micro的收购。这次结合对两家公司而言实现了双赢：Silicon Labs通过收购获得大约250种ARM产品，极大地扩展了其ARM产品组合;同时世界上最为节能的32位MCU产品现在可以通过Silicon Labs的全球分销渠道供货。

　　在MCU市场崭露头角的中国本土厂商的选择亦决定了未来的发展。中国本土的集成电路设计企业数量多、规模小，产品同质化严重，在未来的一段时期内出现购并潮是一个必然的趋势。包旭鹤指出，本土MCU企业需要在激烈的市场竞争中经受锻炼，磨炼出自身顽强的生命力，通过不断的整合购并，最终中国将出现国际级别的MCU企业。在这个过程中，国家政策的扶持对于发展壮大中的本土MCU企业是非常重要的，如产业扶持政策、人才政策等将加速推进MCU行业的进一步发展。

　　中颖电子股份有限公司MCU事业部总监包旭鹤：

　　追求性价比与服务是生存之道

　　MCU市场生存之道有二：一是性价比，性价比不是单纯讲低价，还有许多内涵，比如细分市场的量身定做、高集成度SoC、有创意的差异化方案等。二是服务，近几年来出现一个趋势，使用MCU的整机厂商希望把研发人力投在产品如何符合消费者需求上面，反而对后端的研发实现和导入生产投入减少。对于这类的MCU应用，为了提升产品竞争力快速切入市场，加大在应用方案及客服方面的人力投入，给用户提供全方位的技术服务，成为中国MCU市场的一个流行趋势。MCU供应商不仅要服务，还要拼服务质量和效率。最终服务成本也是产品成本的一部分，所以服务效率越高，服务成本越低，产品成本也越低。另外还有一种服务即定制化。要在中国MCU市场取得领先地位就必须贴近用户，了解市场需求并设计出满足中国市场需求的产品。近几年来，为用户提供定制化的MCU产品也成为众多MCU供应商抢占市场的重要手段。

　　瑞萨电子通用和SoC产品中心副总监吴晓立：

　　平衡成本与性能应对多元需求

　　中国MCU市场的需求是非常多元化的。既有对成本控制的追求（特别是BOM成本），也有对性能的追求（例如电机控制），同时中国客户对产品质量的要求也越来越严格，不少客户已经有成熟的产品不良分析设备和流程。

　　我们的RL78系列产品选择范围广、功耗低，强化了安全功能（IEC60730硬件支持），集成了很多外设（如高精度OCO、Data Flash、POR/LVD、温度传感器、复位电路、看门狗），性价比突出，覆盖通用、液晶驱动、马达控制、USB、照明、仪表、触摸按键、便携式医疗等多种应用场景，深受客户欢迎，成为主要客户产品升级换代的首选产品。

　　我们的RX系列产品有着强大的性能（165DMIPS，Flash零等待/速度100MHz，内嵌FPU）、丰富的外设（专为电机控制应用设计的PWM/ADC、为网络应用设计的USB/CAN/以太网MAC）、提升的安全性能（强化ESD，硬件支持IEC60730），在电机控制应用和网络设备市场中占有率领先。

　　除了全面推广我们阵容强大、富有竞争力的RL78和RX产品，我们也为中国市场开发了一系列面向特定应用的MCU（如烟雾传感器、微波炉、电动自行车、触摸按键等），并已经开始批量供货。

　　英飞凌科技（中国）有限公司汽车电子事业部高级总监兼业务负责人徐辉：

　　技术成熟质量可靠最关键

　　中国是全球MCU最重要的消费类市场，对成本极度敏感，短频快的风格显著。产品开发简单、成本低，产品供应灵活，能适应市场变换的节奏，是适合中国市场需求的关键。在工业领域，MCU应用处于稳步增长阶段，中国的本土研发能力不断提高，因此会更关注产品性能的提高，可靠性、技术支持会显得更为关键。

　　在汽车领域，MCU市场在持续快速增长，应用中以质量可靠性和技术成熟度为主要考量点。要在此基础上，提供性价比更高的产品给客户。英飞凌汽车MCU已被广泛地使用在汽车动力总成系统、混动/电动汽车的电机驱动系统、汽车安全及车身舒适性系统中，产品技术成熟、性能可靠，已被全球汽车行业所认可，并被大量应用。

　　恩智浦半导体大中华区市场总监金宇杰：

　　加强先期沟通贴近客户需求

　　中国MCU的使用量占据全球市场的1/3以上。中国市场的特点首先是对产品的性价比要求非常高，其次是要求厂商的支持范围很广，比如一些驱动器和软件工具的支持。

　　现在很多生产厂家已经能够对未来所需要的MCU提出更细致的要求。中国市场开始从原来的接受芯片、接受方案，到现在开始有自己的想法了。所以，近来我们从整个产品的定义到未来产品的规划，都越来越多地与用户进行先期沟通。了解他们的需求，再加上我们的判断，才能推出适合客户需求的产品，更贴近应用，更容易使客户满意。

　　ARM中国嵌入式市场经理耿立峰：

　　丰富的生态系统资源为产品增色

　　虽然8位MCU在中国MCU市场依然有庞大的需求基数，但现在中国市场已经不再一味地以价格作为唯一的考量标准。越来越多的厂家都在寻求创新，希望在系统中增加更多的功能。产品经理或者项目工程师在选择芯片平台时，会更多地考虑自己的软件资源方案是否可以重复使用，平台升级时是否可以最大限度地缩短项目开发周期，是否有稳定的芯片供货以及丰富的资源选择。ARM的Cortex-M之所以如此受欢迎，一方面基于内核自身的良好特性，包括优化的代码密度节省系统成本，以及内核升级时的指令集兼容从而方便客户项目开发。另外一方面还跟ARM丰富的生态系统资源息息相关，其中既有众多的MCU厂商不断推出他们基于Cortex-M系列内核的MCU产品，同时还有丰富的第三方解决方案资源，涵盖了MCU应用开发所需要的包括Compiler、IDE、RTOS、Middleware等在内的不同方面，为身在ARM生态系统的合作伙伴提供强有力的支撑。

　　Silicon Labs亚太地区MCU高级市场营销经理彭志昌：

　　优化产品组合降低成本

　　价性比依然是中国市场的一个重要考虑因素，而领先的MCU供应商对此的回应是，在不牺牲性能和功能的基础上优化其8位和32位产品组合进而降低成本。MCU供应商正提供带有无数片上功能的、更加创新的产品以便为应用增添价值，如精确的模拟外设等。超低功耗依然是在满足电池供电和无线连接设备的市场需求时，应关注的一个重要的设计考虑因素。我们现在也看到对32位ARM Cortex-M级的、更高性能混合信号MCU的需求在增加。像Silicon Labs这样的中等规模供应商正在向混合信号和超低功耗技术投入更多的研发资源，以求能够在中国以及全球市场上与比它大得多的公司有效地竞争。此外，为支持中国市场，Silicon Labs已经在本地化的销售、FAE支持、培训项目、网上资源、分销商的合作伙伴关系与供应链效率等领域投入了大量资金。

　　越来越多的中国开发人员正在寻找拥有高集成度的MCU解决方案，它们将有助于降低物料清单（BOM）成本与设计复杂性。