隨著人工智能、自動駕駛的到來，MCU再次成為焦點。面對應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)變革，MCU領(lǐng)域的市場空間被新勢能帶動。MCU的市場與技術(shù)走勢也發(fā)生了改變，MCU展現(xiàn)出的新特征讓很多廠商捕捉到了商機。在這一波風(fēng)口中，企業(yè)都有哪些機遇?MCU制造工藝的發(fā)展趨勢如何?中國市場在其中扮演著什么樣的角色?《中國電子報》邀請主流企業(yè)嘉賓，共話MCU新氣象和新未來。

　新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶動MCU需求擴張

　　記者：對于2018年MCU市場需求狀況各位怎樣看待?MCU的價格走勢是否會發(fā)生較大變化?

　　Alex Koepsel：根據(jù)行業(yè)研究報告，MCU市場目前需求旺盛。智能化的發(fā)展不僅推動對無線MCU的需求，而且也給整個嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品市場帶來了機會。Silicon Labs已經(jīng)關(guān)注到一些MCU產(chǎn)品的價格在下滑，其原因主要是采用了更先進的工藝技術(shù)，從而導(dǎo)致材料成本降低。在被壟斷的市場中，成本下降也有可能被轉(zhuǎn)換為更高的商業(yè)毛利。

　　刁勇：2017年以來，半導(dǎo)體元器件缺貨是由市場需求、客戶排單計劃以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈配合度等綜合因素造成的。2018年MCU市場需求在樓宇自動化、智能家居、智能工廠等行業(yè)應(yīng)用的推動下繼續(xù)成長。未來的幾年，樓宇自動化、智能家居、智能工廠和電網(wǎng)自動化等行業(yè)應(yīng)用推動，以及物聯(lián)網(wǎng)，機器人相關(guān)的各種新行業(yè)興起，將給所有MCU廠商帶來巨大的商機。德州儀器也會聚焦這些行業(yè)，提供超低功耗的MSP鐵電MCU平臺系列、Simplelink無線MCU系列為這些行業(yè)服務(wù)。

　　范恒：2018年物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式應(yīng)用市場延續(xù)火熱態(tài)勢，帶動MCU市場繼續(xù)成長。在汽車電子領(lǐng)域，不論是傳統(tǒng)的車況和行車控制，還是未來的車聯(lián)網(wǎng)，都會有各式各樣的連接控制、數(shù)據(jù)與信號處理，MCU都是很重要的處理芯片。未來2~3年內(nèi)，一方面市場對消費類MCU的價格還是有強烈的逐年下降的期望;但另一方面受到需求迅速增長的刺激，以及8英寸產(chǎn)能緊張造成的晶圓價格上漲的影響，將會限制MCU價格下降的速度與空間;同時，32位MCU市場占比的快速上升，工業(yè)控制、汽車電子應(yīng)用等市場的擴大，以及工藝制程的不斷提高，將使MCU的產(chǎn)品種類構(gòu)成、性價比發(fā)生較大的改變。

　　林志明：2018年市場需求的一個特點就是供需失衡，需求量很大，但是供應(yīng)不夠。作為集成電路的供應(yīng)商，除了技術(shù)產(chǎn)品、市場規(guī)模以外，有時也會被半導(dǎo)體市場的景氣循環(huán)所影響，半導(dǎo)體市場往年都有一個3~4年的周期。以2017年缺貨的情形來說，我認為有一半的原因來自于產(chǎn)能調(diào)控。因為，半導(dǎo)體景氣良好，所以有相當(dāng)多的集成電路廠商，沒有搶到產(chǎn)能來做足夠的MCU。2018年，高端晶圓產(chǎn)能特別是在7nm、16nm方面的供應(yīng)還是比較緊張，所以高階的MCU缺貨現(xiàn)象應(yīng)該還是有可能出現(xiàn)。目前的漲價現(xiàn)象，被動元件比主動元件多。主動元件漲價，不管是比例還是環(huán)境氛圍都比較緩和。

　　Rhonda Dirvin：MCU被用于很多類型的電子設(shè)備中，因此大家會期望MCU市場繼續(xù)保持強勁的增長。Arm預(yù)計，未來十年MCU市場將會有巨大增長，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)的推動下。然而，許多芯片的成本將變得非常低，這不可避免地導(dǎo)致芯片的平均價格下降。我們看到越來越多的Cortex-A處理器被應(yīng)用于深度嵌入式應(yīng)用程序，如果將這些Cortex-A設(shè)備視為MCU類，可能會帶高MCU的平均價格。

　　邵華：2018 MCU市場趨于穩(wěn)定。本月開始，ST已經(jīng)有部分低價貨源進入市場，加上國際關(guān)系的影響，缺貨情況應(yīng)該不會出現(xiàn)。前期缺貨主要是由于芯片上游晶圓擴產(chǎn)不足以及存儲器市場需求擴大導(dǎo)致晶圓供應(yīng)十分緊張，使得MCU供應(yīng)出現(xiàn)緊張。MCU的價格走勢不會發(fā)生較大變化。MCU產(chǎn)品市場屬于分散市場，碎片化嚴(yán)重，價格波動較小，前期由于供應(yīng)不足導(dǎo)致的部分產(chǎn)品漲價已經(jīng)慢慢趨于穩(wěn)定。

　　記者：人工智能、智能制造、自動駕駛等熱點應(yīng)用對MCU市場的影響是什么?

　　范恒：目前看來，汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等領(lǐng)域是MCU市場持續(xù)增長的主要推動力，另外，人工智能領(lǐng)域熱度始終不減。對于MCU而言，在處理能力提升、數(shù)據(jù)采集速度與精度、通信協(xié)議接口、可靠性和穩(wěn)定性等方面提出了越來越高和越來越多的要求，細分市場需要MCU產(chǎn)品能夠更具針對性。華虹宏力也十分關(guān)注MCU面臨的新的挑戰(zhàn)及市場機會。

　　林志明：以前，每一輛汽車上面MCU的數(shù)量可能是20顆，而在人工智能、智能制造、智能駕駛出現(xiàn)之后，每輛車上MCU的數(shù)量可能會上升到200顆。但是從數(shù)量上來看，汽車依舊不會是主流市場，全球每年汽車的數(shù)量不到上億輛，其中還包括一些傳統(tǒng)的汽車。所以估計8位、32位的MCU，每年只會達到60億顆的數(shù)量。對于車用MCU，因為數(shù)量的限制所以沒辦法成為主流市場。但是，它是未來的一個趨勢。

　　卜陽春：自動駕駛需要汽車具備高度的智能化、網(wǎng)聯(lián)化。智能化需要對攝像頭及各式各樣的傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行大量的運算處理，而大量數(shù)據(jù)在車載網(wǎng)絡(luò)上的傳輸對MCU的通信接口提出了更高的要求，這也是為什么CAN-FD、車載以太網(wǎng)變得越來越重要的原因。網(wǎng)聯(lián)化意味著車與車外、車內(nèi)各個ECU單元通信的網(wǎng)絡(luò)都要聯(lián)系起來，通信的安全就變得尤其重要，車輛信息不能被黑客輕易破解、惡意破壞，這也要求MCU必須具備硬件的加密/解密單元，從而對通信的內(nèi)容進行加密、保護，保證通信的安全。

　　Rhonda Dirvin：自動駕駛需要不同類型的處理過程。某些部件需要確定性的實時響應(yīng)和最高水平的系統(tǒng)性功能，以實現(xiàn)功能安全。自動駕駛的另一個基本要求是安全性。因為自動駕駛控制系統(tǒng)依靠各種不同的連接解決方案來收集信息。安全(security)隱患會危及系統(tǒng)的安全性(safety)。這不僅僅是關(guān)于MCU芯片的安全特性(例如存儲器上的奇偶校驗/ECC保護、數(shù)字系統(tǒng)的故障檢測)，也適用于軟件。

　　邵華：人工智能、智能制造、智能駕駛等都是基于汽車和工業(yè)的應(yīng)用，對速度、安全性和可靠性有較高的要求，勢必向更先進的32位及以上工藝方向發(fā)展，且將對MCU的使用環(huán)境、溫度都有更苛刻的要求。同時，這些領(lǐng)域都強調(diào)智能，需要大量的輔助控制，以此來對應(yīng)指定的目標(biāo)。對MCU的性能有定制化需求，且用量較大。對成本控制也有強烈需求，這就對傳統(tǒng)大廠的通用MCU提出了挑戰(zhàn)。但這些新興應(yīng)用市場處在發(fā)展的初期階段，還沒有成為MCU的市場主流，預(yù)計在未來5年內(nèi)，隨著技術(shù)突破和軟硬件環(huán)境的成熟，將得到大幅發(fā)展。

　　譚紹鵬：人工智能、智能制造等熱點領(lǐng)域離不開對大數(shù)據(jù)的實時性處理，如果不能有效、實時地處理數(shù)據(jù)(包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、控制)，則不能稱為完全意義上的智能化。另外一方面，云端大數(shù)據(jù)的批量處理已經(jīng)成熟，然而，如果每一數(shù)據(jù)都需要依賴云端處理，無疑造成數(shù)據(jù)處理的延遲，特別那些實時性要求特別高的應(yīng)用，比如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能化工廠等。由此可見，要實現(xiàn)以上數(shù)據(jù)處理的實時性、有效性，系統(tǒng)控制或終端設(shè)備等核心部件，比如MCU或者MPU等，都需要進行升級換代來滿足這些應(yīng)用領(lǐng)域的需求。為此，瑞薩電子提出了嵌入式人工智能(e-AI)的解決方案，使終端設(shè)備實現(xiàn)智能化。

　　周振齊：人工智能、智能制造、智能駕駛和無人駕駛等新技術(shù)，核心是算法和海量數(shù)據(jù)，這意味著它需要超強計算能力、大量代碼和更頻繁的迭代升級，對MCU提出了一些新的要求，包括高性能CPU、低功耗、高可靠性、超大容量Flash和RAM，需要CAN、Ethernet等各種網(wǎng)絡(luò)接口支持傳輸海量數(shù)據(jù)和OTA空中升級，需要達到嚴(yán)格的功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全。這些新技術(shù)將引領(lǐng)新一代MCU的技術(shù)升級。

　　工藝技術(shù)持續(xù)提升 40nm成為趨勢

　　記者：當(dāng)前MCU的主流工藝節(jié)點是什么?您對MCU制造工藝的發(fā)展趨勢如何看待?貴公司有哪些技術(shù)保障產(chǎn)品高性能、低功耗的實現(xiàn)?

　　Alex Koepsel：由于微控制器市場巨大等因素，各種工藝節(jié)點和制造技術(shù)都共存于市場之中：180nm、90nm、55nm、40nm、28nm、ULP和ULL等等。一些應(yīng)用需要在休眠模式時有低漏電電流，一些則需要低工作電流，其他的則需要犧牲功耗去實現(xiàn)特殊的性能和功能。應(yīng)用場景如此之多，沒有一種“包打天下”的技術(shù)方案。Silicon Labs專注于適合我們物聯(lián)網(wǎng)客戶需求的最佳制造工藝和材料。由于我們的物聯(lián)網(wǎng)客戶需要高性能、更長的電池巡航時間(低功耗)和低成本，我們與制造伙伴密切合作采用一種可靠的技術(shù)在這三個方向上尋找最優(yōu)方案。

　　范恒：隨著智能產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展和深化，未來將會有近一半的微控制器采用12英寸工藝線的制程進行生產(chǎn)。目前，華虹半導(dǎo)體(無錫)有限公司正在建設(shè)中，這條月產(chǎn)能4萬片的12英寸集成電路生產(chǎn)線達產(chǎn)后，華虹宏力未來將同時具備8、12英寸工藝線的MCU制程，可提供覆蓋高端32位MCU到普通消費類MCU產(chǎn)品的eflash/EEPROM、OTP/MTP等工藝技術(shù)平臺。此外，公司還推出了專為物聯(lián)網(wǎng)打造的0.11微米超低漏電嵌入式eFlash及eEEPROM工藝平臺，基于這些技術(shù)平臺，公司還自主開發(fā)了包括時鐘管理、電源管理、模數(shù)轉(zhuǎn)換等一系列超低功耗模擬IP，幫助客戶設(shè)計低功耗、高性價比、高精度的各類MCU。

　　林明：MCU目前有130nm、90nm、65nm、55nm和40nm各種工藝節(jié)點，針對不同性能和集成度的MCU各有優(yōu)勢。未來的發(fā)展趨勢還是會在各個工藝之間尋找平衡，實現(xiàn)最好的性能價格比。賽普拉斯最新的40nm超低功耗技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和邊緣計算的高性能、高集成度MCU提供保障，最新推出的PSoC 6 MCU系列就是一個成功案例。

　　邵華：目前MCU的主流工藝節(jié)點在130nm到55nm之間，部分MCU主流廠商正在開發(fā)40nm和28nm的產(chǎn)品。MCU產(chǎn)品隨著新興應(yīng)用的發(fā)展趨向高性能和低功耗兩類，一類是支持實時控制，如智能駕駛等類型，需要對MCU的性能有較高要求，另一類將是基于物聯(lián)網(wǎng)的MCU芯片。業(yè)界普遍布局低功耗邏輯平臺和低功耗嵌入式閃存，改善其功耗指標(biāo)。上海華力微電子也在一開始就研發(fā)了業(yè)界同節(jié)點更具功耗優(yōu)勢的55nm SONOS低功耗嵌入式閃存工藝，并且正在進一步開發(fā)具有更佳功耗指標(biāo)的55nm、40nm超低功耗SONOS嵌入式閃存工藝。

　　周振齊：目前我們的競爭對手量產(chǎn)工藝采用65nm和55nm，瑞薩采用最先進的40nm工藝并已經(jīng)量產(chǎn)多年。今年已發(fā)布了基于28nm工藝的車用RH850第二代產(chǎn)品并開始交付樣片。瑞薩的RH850家族MCU通過采用全球最先進的40nm工藝和獨有的金屬氧化物——氮氧化硅(MONOS)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高性能、高可靠性和低功耗。

　中國市場空間廣闊 技術(shù)生態(tài)品牌人才存短板

　　記者：您認為中國MCU目前面對的最大困難和機遇是什么?

　　Alex Koepsel：中國在2018年及以后都充滿了MCU發(fā)展的機會，包括8位、32位和無線MCU等多樣化產(chǎn)品帶來的機會。智慧城市應(yīng)用可關(guān)注諸如NB-IoT等新興無線技術(shù)，它們注定將在中國有很大的發(fā)展。智能家居生態(tài)則更多關(guān)注可簡化用戶體驗的獨特功能，包括語音AI、多協(xié)議無線和可升級的安全保護等。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和自動化則更多關(guān)注傳感器數(shù)據(jù)AI、安全保護、產(chǎn)品更新和產(chǎn)品換代等。在硬件上，我們將繼續(xù)關(guān)注云、數(shù)據(jù)科學(xué)和AI服務(wù)等領(lǐng)域內(nèi)的成長機會。今年在中國市場上到處都充滿了機會，所有的細分市場都有增長。

　　范恒：作為國內(nèi)主要的MCU代工企業(yè)，這些年我們的MCU客戶數(shù)量和產(chǎn)品的數(shù)量都在快速、大幅度增加，反映了國內(nèi)MCU的巨大需求。當(dāng)然，國內(nèi)的MCU目前還是以消費類為主，需要進一步提高國內(nèi)公司的高端MCU的產(chǎn)品開發(fā)能力和市場占有率，以及提升品牌形象，非常期待MCU全球前十大供應(yīng)商中能早日出現(xiàn)中國企業(yè)的身影。

　　林志明：中國電子企業(yè)跟國際上比起來，不管是在人力、生態(tài)，還是技術(shù)方面，還是面臨很大的難關(guān)。各家的成本都在升高，這是一個隱憂，挖角現(xiàn)象太嚴(yán)重，背后的原因就是人才不足，導(dǎo)致每個廠家的運營成本升高，差異化不明顯。不論是人才還是生態(tài)環(huán)境，都需要時間去培養(yǎng)，需要扎實的練功，是急不來的。彎道超車，雖然有一定的概率，但是概率比較低，不容易實現(xiàn)。“馬步”蹲得扎實的，才能把生態(tài)環(huán)境做得好。

　　Rhonda Dirvin：從全球來看，8/16位MCU約占總銷售額的40%，32位MCU占60%。Arm是(目前)32位MCU的市場領(lǐng)導(dǎo)者，我們估計占有超過80%的市場份額。中國是一個巨大的市場，制造許多含有大量MCU的電子設(shè)備。我們認為，2018年中國MCU市場有著巨大的機遇。我們在中國看到了增長和機遇，這就是為什么Arm決定投資中國的合資企業(yè)。

　　邵華：2018年中國MCU市場迎來了良好的發(fā)展機遇，中國作為全球最大的電子產(chǎn)品的制造基地，在產(chǎn)業(yè)鏈上具有優(yōu)勢，市場需求動力強勁。受上游原材料漲價和國外MCU大廠交期延長的影響，2017年MCU缺貨的情況延續(xù)至2018年，供需不平衡的市場環(huán)境為國內(nèi)MCU企業(yè)帶來了機會，再加上國內(nèi)MCU企業(yè)技術(shù)升級，開始能提供中高端的32位MCU，國內(nèi)的晶圓代工廠，如華力也積極布局55nm及以下嵌入式閃存工藝技術(shù)和配套IP庫，設(shè)計、制造和產(chǎn)業(yè)鏈通力合作，逐漸打破國外壟斷，促進MCU國產(chǎn)化。

　　2018年對于國內(nèi)生產(chǎn)商來說，應(yīng)該是風(fēng)險大于機遇，隨著國際關(guān)系越發(fā)嚴(yán)峻，目前半導(dǎo)體市場極不穩(wěn)定。國內(nèi)MCU廠商市占率還是很低，目前最大的困難是市場接受度和品牌認可度不足。想要做好MCU，首先靠人才，包括設(shè)計人員、工藝開發(fā)人員、系統(tǒng)軟件支持人員以及客戶服務(wù)人員等的培養(yǎng)，這是一整套的過程，其次是開發(fā)出更有競爭力和差異化的產(chǎn)品，形成規(guī)模和品牌聚集效應(yīng)，最后也需要國家大環(huán)境的支持。

　　記者：您如可看待中國MCU未來的發(fā)展?

　　Alex Koepsel：我們已經(jīng)關(guān)注到中國正在對自主技術(shù)與供應(yīng)商不斷增加投資，所以我們可以預(yù)見到新的產(chǎn)品和顛覆性技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)MCU市場的競爭領(lǐng)域主要以硬件為中心，包括功耗、外設(shè)、性能、體積和材料成本等等。未來或許將不完全一致，我們可以預(yù)見更大的系統(tǒng)級差異化。MCU供應(yīng)商圍繞芯片提供綜合性解決方案的現(xiàn)象正在世界各地發(fā)生。未來在中國的開發(fā)活動將繼續(xù)揭示這種趨勢，并拉動跨越國境、市場、行業(yè)和細分領(lǐng)域開展合作的更大需求。

　　范恒：我國集成電路產(chǎn)業(yè)已駛?cè)敫咚侔l(fā)展的快車道。隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化，32位MCU需求劇增，與8位MCU互補，形成32位主流發(fā)展、8位應(yīng)用廣泛的格局。近年來，國內(nèi)MCU企業(yè)銷售增長很快，基于32位/8位MCU市場涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的設(shè)計公司，我們也將持續(xù)發(fā)力嵌入式技術(shù)，在現(xiàn)有的8英寸線及未來的12英寸線上持續(xù)研發(fā)、優(yōu)化工藝平臺，助力中國MCU市場發(fā)展。

　　林明：中國MCU已經(jīng)有良好的發(fā)展，但是和國際MCU公司相比，技術(shù)的積累和生態(tài)的建立，特別是工具和軟件服務(wù)上還有差距。但隨著本土公司的資源投入和市場應(yīng)用的深入，這個差距會越來越小。

　　Rhonda Dirvin：中國MCU供應(yīng)商正在不斷成長。他們與OEM廠商有著密切的關(guān)系，這樣OEM廠商才能幫助他們針對最相關(guān)的終端應(yīng)用產(chǎn)品來更好地定制芯片，同時進一步改進他們的MCU產(chǎn)品，以便在全球范圍內(nèi)競爭。

　　邵華：中國是世界芯片最大的進口國，所以市場潛力無限。中國不缺市場，不缺錢，唯一缺的是人才以及具有競爭力和品牌認可度的MCU產(chǎn)品。從宏觀經(jīng)濟和應(yīng)用領(lǐng)域來看，預(yù)期中國MCU未來幾年的發(fā)展仍將保持穩(wěn)定成長的態(tài)勢，主要的驅(qū)動力來自于智能家電、工業(yè)控制和汽車電子等應(yīng)用市場，物聯(lián)網(wǎng)小量多樣的特性，也將促使更多MCU產(chǎn)品面市。未來也可見32位MCU成為主流，華力看好中高端MCU的制造需求，滿足MCU對低成本、低功耗、高集成和高穩(wěn)定性的產(chǎn)品特性，目前除了成熟的55nm嵌入式閃存工藝之外，未來也將推出40nm和28nm嵌入式閃存工藝。

　　周振齊：隨著中國經(jīng)濟的崛起，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造、無人駕駛等新技術(shù)方興未艾，MCU整體市場需求還在增長，特別是汽車MCU部分，全球MCU廠商越來越重視中國市場，開始專門開發(fā)針對中國市場的新產(chǎn)品，中國市場正在實現(xiàn)從跟隨者逐漸到引領(lǐng)者的轉(zhuǎn)變。