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發(fā)布時間:2022-09-07作者來源:薩科微瀏覽:2356
2021中國汽車論壇上,中國汽車工業(yè)協(xié)會總工程師、副秘書長葉盛基就曾表示,當(dāng)前我國各類芯片中MCU控制芯片最為緊缺,國內(nèi)MCU控制芯片企業(yè)最為薄弱。此外,根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù),由于缺貨,MCU在2021年的平均售價上漲10%,創(chuàng)下了25年來的[敏感詞]漲幅。
在國際大廠MCU價格一路上漲,交貨周期頻頻延長的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)下,國內(nèi)MCU廠商也迎來了[敏感詞]的發(fā)展窗口期,2021年開始國產(chǎn)MCU芯片火了。
然而在經(jīng)歷過這一波席卷全球的缺芯潮后,今年市場也從一片瘋狂中逐漸“冷靜”下來,MCU市場已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性調(diào)整:消費級MCU需求走軟,廠商開始面臨庫存積壓壓力,而車載和工控MCU依然處于短缺狀態(tài),價格持續(xù)上漲。
MCU市場“冰火兩重天”,這對國產(chǎn)MCU廠商來說是沖擊還是機會?不確定環(huán)境下該如何抓住“歷史性機遇”實現(xiàn)突圍?
由國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體電子信息媒體芯師爺舉辦的“2022年硬核中國芯”評選,匯聚了百余家中國半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)。本文特邀MCU領(lǐng)域的澎湃微、芯??萍肌O海半導(dǎo)體、杭州萬高、沁恒微電子、靈動微電子、東軟載波微電子、凌鷗創(chuàng)芯、愛普特微電子、武漢芯源等企業(yè),圍繞以上問題進(jìn)行了深度探討。
(視頻來源:芯師爺)
結(jié)構(gòu)化調(diào)整,
倒逼國產(chǎn)MCU廠商加速布局高端市場
MCU(Microcontroller Unit,微型控制單元)俗稱單片機,是將CPU、SRAM、Flash、 計數(shù)器及其它數(shù)字和模擬模塊集成到一顆芯片上,構(gòu)成一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。小到體溫計、無線充電器、電動玩具和手機,大到家電、數(shù)控機床、機器人和汽車,都有MCU的身影。
“近年來,國產(chǎn)替代呼聲高漲,加上去年高景氣度的行情,很多本土MCU廠商獲得了大發(fā)展。不過大部分本土MCU主要還是在智能表計、智能家電等消費電子領(lǐng)域,中高端應(yīng)用領(lǐng)域如工控、醫(yī)療、汽車電子等依然是國外品牌為主?!?愛普特微電子副總經(jīng)理魯翔對芯師爺表示,“從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,本土MCU在全球MCU市場占比只有10%左右。所以目前消費類MCU需求減弱,這對國產(chǎn)MCU行業(yè)來說,是一個巨大挑戰(zhàn)?!?
“但市場需求的變化也會刺激國產(chǎn)MCU廠商加快研發(fā)進(jìn)程,倒逼國產(chǎn)MCU廠商提升高端MCU技術(shù)?!?杭州萬高市場總監(jiān)瞿周強指出,“與消費級MCU相比,工業(yè)級MCU和車規(guī)級MCU對可靠性、工作環(huán)境溫度、良品率和工作壽命等方面有更高要求。以車規(guī)級MCU為例,從車身動力總成,到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛,從發(fā)動機控制單元,到雨刷、車窗、電動座椅、空調(diào)等控制單元,每一個功能實現(xiàn)的背后都需要復(fù)雜的芯片組支撐?!?
“中國處在汽車電子行業(yè)變革的最前沿與核心位置。雖然前五大汽車半導(dǎo)體公司合計占汽車元器件IC 市場收入的90%,但進(jìn)口中高端芯片部分還是存在缺貨漲價的現(xiàn)象,同時出于供應(yīng)鏈安全考慮,國內(nèi)很多客戶使用國產(chǎn)MCU的意愿不斷提升,國產(chǎn)替代已形成了一定規(guī)模?!?極海半導(dǎo)體產(chǎn)品經(jīng)理秦欣欣說到。
“這給了國產(chǎn)MCU廠商充分的調(diào)整機會?!?芯??萍糚C生態(tài)負(fù)責(zé)人(產(chǎn)品經(jīng)理)周振生著重指出, “這當(dāng)中的關(guān)鍵就是要以客戶需求為出發(fā)點,讓自己的產(chǎn)品更有市場競爭力?!?
“國內(nèi)車企目前也正在主動拓展國內(nèi)供應(yīng)鏈,國產(chǎn)MCU廠商若能對接車企需求,提升技術(shù)實力,優(yōu)先開發(fā)與車企需求對口的產(chǎn)品型號,可抓住機會逐步切入汽車MCU市場?!?nbsp;杭州萬高市場總監(jiān)瞿周強同樣認(rèn)為。
國內(nèi)MCU企業(yè)的市場表現(xiàn)
近年來,得益于國內(nèi)市場強勁需求和政府的大力支持,國內(nèi)MCU供應(yīng)商迎來發(fā)展黃金窗口期,經(jīng)過多年的發(fā)展,在“技術(shù)”和“產(chǎn)品豐富度”方面逐漸突破國外壟斷,實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
廈門澎湃微電子有限公司
市場副總雷江峰
澎湃微是一家技術(shù)能力全面的32位MCU供應(yīng)商,核心團(tuán)隊成員來自于多家國際知名MCU公司。
終端領(lǐng)域:主要應(yīng)用于智能家居、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)模塊、消費電子、儀器儀表、醫(yī)療電子、電動車、電機、工業(yè)、家電、BMS、汽車后裝及配件領(lǐng)域。
技術(shù)優(yōu)勢:工控級別的超低不良率,曾經(jīng)量產(chǎn)過的芯片可以達(dá)到50PPM。不掉電超低待機技術(shù),現(xiàn)場保留,快速喚醒,深度休眠功耗可以達(dá)到1微安以內(nèi)。高性能模擬設(shè)計能力,包括24位Sigma-Delta ADC,內(nèi)置RC 時鐘在全溫度、全電壓時可達(dá)到±1%精度。超高抗干擾、高可靠性技術(shù)能力,其中ESD (HBM): >8KV, ESD (CDM): >2KV, EFT: >4KV, Latch up: 高溫±200mA。高度整合能力,能夠片上整合LCD/OPA/溫度傳感器/DAC等模塊。
芯??萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰?/strong>
PC生態(tài)負(fù)責(zé)人(產(chǎn)品經(jīng)理)周振生
目前,全球筆電EC芯片仍被美國和中國臺灣少數(shù)幾家公司壟斷,技術(shù)準(zhǔn)入門檻高,國產(chǎn)替代難度大。芯??萍糃SC2E101的推出,打破了海外公司對中國電腦產(chǎn)業(yè)核心芯片的壟斷,實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。
技術(shù)優(yōu)勢:[敏感詞],在安全性方面,集成安全算法加速引擎,支持安全啟動和安全在線升級,滿足客戶指紋一鍵開機的安全啟動要求,從產(chǎn)品的硬件層面加密技術(shù)設(shè)計,更好地建構(gòu)用戶數(shù)據(jù)安全防火墻。第二,在集成度方面,采用高性能32位MCU內(nèi)核,擁有更大程序和數(shù)據(jù)空間,在CPU時序管理、電池管理、熱管理、鍵盤管理、ACPI管理等傳統(tǒng)EC功能之外,還集成氛圍燈、呼吸燈、PD3.1及USB功能等,為客戶產(chǎn)品開發(fā)節(jié)省BOM成本。第三,在低功耗方面,具備更低功耗,休眠功耗75uA,關(guān)機功耗:5uA,超出國際一流廠商的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。
珠海極海半導(dǎo)體有限公司
產(chǎn)品經(jīng)理秦欣欣
極海半導(dǎo)體擁有20年集成電路芯片設(shè)計經(jīng)驗,主營產(chǎn)品32位APM32工業(yè)級/車規(guī)級MCU,覆蓋Arm Cortex?- M0+/M3/M4內(nèi)核,擁有高效運算處理性能、增強型存儲空間以及豐富的外設(shè)資源,具有低功耗、高性能、高集成、高可靠等產(chǎn)品特性。
終端領(lǐng)域:目前已廣泛應(yīng)用于智慧家居、高端消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、以及智慧能源等領(lǐng)域。
技術(shù)優(yōu)勢:工作溫度覆蓋-40℃~105℃,ESD等級高達(dá)8KV,具有較強的復(fù)雜工況環(huán)境適應(yīng)性和抗干擾性;相關(guān)產(chǎn)品已通過IEC61058、IEC60730功能安全認(rèn)證以及AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證,符合中高端工控以及車規(guī)級產(chǎn)品高可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求。
杭州萬高科技股份有限公司
市場總監(jiān)瞿周強
杭州萬高成立于2006年,是一家致力于為能源互聯(lián)網(wǎng)提供專用芯片的集成電路設(shè)計企業(yè),現(xiàn)為北京智芯微電子科技有限公司下屬單位。
終端領(lǐng)域:主要應(yīng)用于國內(nèi)外電力市場的智能電表、智能終端等產(chǎn)品,并逐步拓展到新能源、工業(yè)控制等領(lǐng)域,市場覆蓋全球近100個國家和地區(qū)。
技術(shù)優(yōu)勢:經(jīng)過十余年發(fā)展,形成了蜂鳥系列計量芯片、海燕系列主控芯片和飛鴿系列通信芯片三大產(chǎn)品線,已有產(chǎn)品型號超100款。
在主控芯片方面,杭州萬高基于ARM內(nèi)核、自主知識產(chǎn)權(quán)的RISC-V內(nèi)核設(shè)計開發(fā)的工業(yè)級MCU,實現(xiàn)8位到64位的全性能覆蓋,滿足高性能、通用型和低功耗等主流市場應(yīng)用需求。
在電能計量領(lǐng)域,依托核心技術(shù),開發(fā)了單、三相計量AFE及SoC全系列產(chǎn)品,同時致力于電池電量監(jiān)測AFE的研發(fā),支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)規(guī)?;K端和海量數(shù)據(jù)的計量與感知。
以鏈接能源網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”為目標(biāo),杭州萬高開發(fā)了G3-PLC、HPLC及HPLC+HRF、G3-PLC+HRF載波通信芯片,滿足國際G3、IEEE1901.1、國網(wǎng)及南網(wǎng)寬帶電力線載波等多項標(biāo)準(zhǔn),已批量應(yīng)用于國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)。
南京沁恒微電子股份有限公司
產(chǎn)品總監(jiān)王曉峰
沁恒微電子專注于連接技術(shù)和MCU內(nèi)核研究,基于自研青稞RISC-V處理器和收發(fā)器PHY構(gòu)建接口芯片和全棧MCU。
終端應(yīng)用: 廣泛應(yīng)用于計算機手機周邊、工業(yè)控制、電機驅(qū)動、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
技術(shù)優(yōu)勢:基于自研收發(fā)器PHY和處理器IP的全棧研發(fā)模式,取代傳統(tǒng)的外購IP整合模式,提供以太網(wǎng)、藍(lán)牙無線、USB和PCI類等接口芯片,及集成上述接口的連接型/互聯(lián)型/無線型全棧MCU+單片機。讓客戶免去了國外處理器內(nèi)核授權(quán)費,提升競爭力;中斷響應(yīng)速度快,性能更強;全集成,體積更??;運行功耗降低20%,提供終端客戶高性能、低能耗的MCU系列產(chǎn)品。
上海靈動微電子股份有限公司
市場總監(jiān)王維
靈動微電子專注于32位Arm MCU,成立11年來,累計發(fā)布大概200余款產(chǎn)品。
終端應(yīng)用:主要有八大場景的應(yīng)用,包括智能工業(yè),智慧家電,汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、手機和電腦周邊、個人設(shè)備、醫(yī)療健康和通信基建等領(lǐng)域。
技術(shù)優(yōu)勢:基于Arm Cortex-M0/M0+,Cortex-M3 和[敏感詞]的 STAR-MC1 內(nèi)核,公司批量供貨的MCU產(chǎn)品包括:針對通用高性能市場的MM32F系列、針對超低功耗應(yīng)用的MM32L系列、針對電機及電源應(yīng)用的MM32SPIN系列、以及針對無線應(yīng)用的MM32W系列等。
MM32F和MM32L是主要的通用MM32平臺,包含搭載Arm v8-M Mainline架構(gòu)的STAR-MC1內(nèi)核的系列MCU產(chǎn)品,和搭載M0+內(nèi)核的低功耗產(chǎn)品。電機是靈動微電子的特色產(chǎn)品,覆蓋了高性能M0和M3,提供高集成度的解決方案。
同時,靈動微電子自主研發(fā)軟硬件和生態(tài)系統(tǒng),包括MindSDK軟件開發(fā)平臺,以及樣機測試階段的編程下載工具。
上海東軟載波微電子有限公司
市場總監(jiān) 楊曉俊
上海東軟載波微電子有限公司(前身為上海海爾集成電路有限公司)于2000年由海爾集團(tuán)投資設(shè)立,專注通用MCU芯片和SoC芯片設(shè)計20多年。于2015年8月被青島東軟載波科技股份有限公司合并,成為青島東軟載波的全資子公司。
終端應(yīng)用:已覆蓋家電、消費電子、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、儀器儀表、健康醫(yī)療、電機控制、電源管理等領(lǐng)域,構(gòu)筑了完善的產(chǎn)品解決方案,為客戶打通產(chǎn)業(yè)鏈的上下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
技術(shù)優(yōu)勢:公司在集成電路板塊為全球智能制造業(yè)轉(zhuǎn)型客戶和IoT產(chǎn)業(yè)客戶需求打造了完善的MARS芯片產(chǎn)品架構(gòu)。在8位、32位MCU和PLC產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)積累雄厚,儲備大量的數(shù)字電路和模擬電路IP核,擁有工業(yè)級高抗干擾微控制器芯片研發(fā)平臺。 主要提供面向物聯(lián)網(wǎng)需求的芯片產(chǎn)品組合,包括自主研發(fā)工業(yè)級的8位CPU內(nèi)核(ES7P RISC CPU、HR7P-V2 RISC CPU系列芯片)、基于32-bit ARM Cortex M0/M3通用微控制器芯片、電力線載波通信(PLC)芯片、無線射頻芯片、觸控芯片、用于中小功率電機控制的32位微控制器及高壓驅(qū)動系列芯片、小功率鋰電池管理32位ESB列芯片等。
尤其是公司自主研發(fā)了國內(nèi)[敏感詞]“電力線載波通信(PLC)與微功率雙模融合通信芯片”。擁有從窄帶低速到寬帶高速、低功耗電力線載波通信和無線通信技術(shù)融合的芯片企業(yè)。通過MCU+PLC技術(shù)+無線技術(shù)等的組合,全面支撐構(gòu)建最優(yōu)物聯(lián)網(wǎng)通信方案,實現(xiàn)了對控制、連接、安全、感知等物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)覆蓋。
南京凌鷗創(chuàng)芯電子有限公司
副總經(jīng)理黃致愷
凌鷗公司產(chǎn)品以電機與電源領(lǐng)域為主,產(chǎn)品組合包含了有LKS 32 MCU,與電源類產(chǎn)品LKS 5與LKS 6系列的預(yù)驅(qū)和IPM模塊等。
終端應(yīng)用:涵蓋了電動自行車、滑板車、平衡車、吸塵器機器人、電動工具與大小家電變頻等與電機電源相關(guān)的領(lǐng)域。
技術(shù)優(yōu)勢:LKS 32 MCU從20pin的超小封裝到100pin的大封裝,從16K到256K Flash,與今年的爆款汽車類產(chǎn)品AT085與性價比之王MC03系列應(yīng)用在更多的小型電機產(chǎn)品上,都是凌鷗公司的明星主力產(chǎn)品。
LKS 32 MCU全系列都是高性能32位產(chǎn)品,內(nèi)置了儀表級全差分可編程增益放大器OPA,且具有電壓偏置設(shè)計,可處理正負(fù)的電流訊號,MC08與AT085系列內(nèi)置了高速DSP內(nèi)核,一個FOC電流環(huán)僅需1.2usec,高速雙路同步采樣3M的SAR ADC,且內(nèi)部RC時鐘全溫度范圍可控制在1%以內(nèi)。M0的產(chǎn)品也具有CORDIC的硬件加速器,例如SIN,COS,ARCTAN與SQRT,全系列同時也有集成預(yù)驅(qū)電路,使得驅(qū)動電路板可以非常的簡潔且提高生產(chǎn)量率,是目前與友商[敏感詞]的區(qū)別,也是凌鷗公司的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢。
同時凌鷗也提供了多達(dá)20余種的產(chǎn)品級算法與參考設(shè)計,可以更快協(xié)助客戶或合作伙伴進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與驗證。近期開課的凌鷗學(xué)園計劃,將培育更多的電機應(yīng)用工程師,不只熟悉凌鷗的產(chǎn)品,更能夠獨立自主的開發(fā)電機與電源相關(guān)的產(chǎn)品。
深圳市愛普特微電子有限公司
副總經(jīng)理魯翔
愛普特微電子成立于2012年,是一家專注于研發(fā)設(shè)計全國產(chǎn)、全自主可控、高可靠性的32位MCU的高新技術(shù)企業(yè)和[敏感詞]專精特新“小巨人”,現(xiàn)已成長為智能家電、工業(yè)控制等領(lǐng)域全國產(chǎn)32位MCU的領(lǐng)軍企業(yè)。
終端應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能家電、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子、消費電子等領(lǐng)域,并在國內(nèi)外多家行業(yè)頭部客戶中穩(wěn)定量產(chǎn)出貨。
技術(shù)優(yōu)勢:愛普特微電子自研了一整套具有自主知識產(chǎn)權(quán)、齊全、且經(jīng)過億級芯片量產(chǎn)驗證的微處理器IP庫,包含了各類高性能和高可靠的數(shù)字和模擬IP。還具有多個成熟完善的產(chǎn)品設(shè)計平臺,可以根據(jù)客戶需求快速、有效、靈活提供產(chǎn)品定制,助力客戶實現(xiàn)產(chǎn)品的迭代更新以及提升客戶產(chǎn)品在行業(yè)中競爭力。
愛普特微電子自研的32位MCU通過CS 10V A級測試、ISO9001質(zhì)量體系等認(rèn)證,具備高性能、高可靠性、低功耗、寬電壓、高抗干擾、高信噪比等特點,并有豐富外設(shè)及強大的定時器資源,產(chǎn)品性能達(dá)到工業(yè)級別要求,填補了國內(nèi)中高端MCU芯片的空白,實現(xiàn)進(jìn)口芯片國產(chǎn)創(chuàng)新替代。同時愛普特也是國內(nèi)率先在55nm、40nm高端工藝制程上實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。量產(chǎn)的全國產(chǎn)MCU目前已累計出貨超億顆。
目前公司已開發(fā)出四大系列、幾十款型號的全國產(chǎn)、高可靠性32位MCU。預(yù)計于2023年,將發(fā)布超過6個系列、上百個型號的RISC-V核32位MCU產(chǎn)品。產(chǎn)品將從單核拓展到雙核,內(nèi)嵌Flash 從32KB到2MB,管腳覆蓋20Pin至276PIN,主頻從48MHz至2GHZ,以及豐富的外設(shè)資源,將覆蓋消費類、工控類、AI智能、車規(guī)級等應(yīng)用。
武漢芯源半導(dǎo)體有限公司
研發(fā)總監(jiān)張亞凡
武漢芯源于2018年8月成立,為上市公司武漢力源信息的全資子公司,專注芯片的設(shè)計、研發(fā)、銷售及技術(shù)服務(wù)。
終端應(yīng)用:涉及通信電子、工業(yè)電子、消費電子、新能源、安防監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子等多個行業(yè),并且已經(jīng)在無線充方案、電子煙方案、水表方案、燃?xì)獗矸桨?、BLDC電動工具、BMS方案、三軸云臺、無線傳感器方案等項目中得到實際應(yīng)用,未來將能夠滿足更多的市場需求。
技術(shù)優(yōu)勢:公司目前已推出通用主流型CW32F030系列、通用超值型CW32F003系列、低功耗全能型CW32L083系列以及低功耗超值型CW32L031系列。
芯片制造端:晶圓制造在上海華虹宏力,目前產(chǎn)品采用宏力的110納米工藝制程,封測在華天科技,擁有嚴(yán)格的技術(shù)和質(zhì)量把控。
設(shè)計團(tuán)隊:在對通用需求保持廣泛兼容的同時,深入了解了市場同類產(chǎn)品在應(yīng)用中的技術(shù)痛點,在MCU產(chǎn)品性能上做了多項硬核改良,比如芯片工作電壓范圍、芯片算力、時鐘精度、ADC有效位數(shù)、抗電磁干擾能力等核心指標(biāo)均有很大提升。此外還增加了多級程序加密安全防護(hù),可以妥善保護(hù)客戶知識產(chǎn)權(quán)。
供應(yīng)鏈端:結(jié)合客戶行業(yè)的市場供需情況,以及上游的供應(yīng)鏈端資源優(yōu)勢,充分做好預(yù)警、科學(xué)備料、產(chǎn)能規(guī)劃,確??蛻襞糠€(wěn)定供貨。
寫在最后
前路漫漫,道阻且長,行則將至,MCU的發(fā)展需要的是長期的技術(shù)積累及供應(yīng)鏈能力。
從相對更容易突破的消費類MCU市場切入,再往工業(yè)類和汽車類相對中高端產(chǎn)品方向發(fā)展,這是國產(chǎn)芯片公司自身技術(shù)積累和發(fā)展的必經(jīng)之路。正所謂真金不怕火煉,對于國產(chǎn)MCU廠商而言,要不斷地修煉內(nèi)功,產(chǎn)品升級迭代,走自主化設(shè)計之路,如此才能立于不敗之地。
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