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從今年年初以來，受疫情影響，電子行業(yè)進(jìn)入缺芯潮。在汽車、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展需求暴漲的情況下，MCU（微控制器）成為較缺的芯片品種之一。引來MCU交貨周期延長的同時(shí)，也提高了MCU的價(jià)格。
在中g(shù)ao端MCU制造廠商中，意法半導(dǎo)體、英飛凌、恩智浦、瑞薩等企業(yè)中，交貨周期多延長了4倍。在國外巨頭交貨周期大幅度延長的情況下，汽車和物聯(lián)網(wǎng)成為國內(nèi)企業(yè)抓住MCU市場增長的重要驅(qū)動力。
熱度不減的“MCU+傳感器”方案引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)市場
在過去十年里，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是高速的，同時(shí)，我們也看到了MCU市場的快速增長。2017年MCU的出貨量相比于2016年增加了22%，營收高達(dá)168億美元；2018年的出貨量增幅達(dá)到了20%，總體來說5年的銷售額年付增長速度在7.2%左右。
可以說，MCU的快速增長與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著更為直接和密切的聯(lián)系。
雖然說汽車電子是當(dāng)前MCU應(yīng)用較廣的領(lǐng)域，但是已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定增長期，而在智能汽車和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域是MCU增長較快的領(lǐng)域。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在2020年之前應(yīng)用于汽車電子的MCU市場是保持在10%左右，可見在每年20%的總增長率中物聯(lián)網(wǎng)提供了超過10%的增長貢獻(xiàn)。
大約從2014年前后開始，“MCU+傳感器”的結(jié)合成為一種主流方案。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)能力的需求在不斷提升，成本和功耗也需要兼顧，這一需求促使無線微控制器解決方案快速進(jìn)入行業(yè)視野。不僅僅是將傳感器和MCU整合到SoC當(dāng)中，包括藍(lán)牙、WiFi等通信技術(shù)也作為拓展功能整合到產(chǎn)品當(dāng)中。
另外，由于物聯(lián)網(wǎng)對于傳感器的需求不僅僅是采集數(shù)據(jù)，在智能化信息處理能力方面的需求也在逐步提升，由于云端運(yùn)算的算力有限，所以未來物聯(lián)網(wǎng)傳感器也將成為計(jì)算節(jié)點(diǎn)，對于MCU性能也有了更高的要求。從市場和技術(shù)表現(xiàn)來看，32位MCU的增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出8位和16位MCU，32位MCU在全球增長速度是15%以上。
目前來看，部分傳感器廠商已經(jīng)把MCU與傳感器加以整合，提供MCU+傳感器的模塊化開發(fā)平臺，逐漸成為一類產(chǎn)品發(fā)展趨勢。
“缺芯”潮下的國內(nèi)企業(yè)的迎來機(jī)遇與挑戰(zhàn)
上面提到了關(guān)于MCU缺貨的問題，據(jù)悉，這場缺芯潮將會持續(xù)到明年。但是同為半導(dǎo)體的傳感器芯片似乎并沒有MCU那么缺，在筆者調(diào)研眾多傳感器廠商時(shí)，大部分國內(nèi)廠商都表示雖然今年芯片行業(yè)缺芯很嚴(yán)重，但是傳感器芯片的情況要好很多，供貨周期和價(jià)格影響并不大。
那么其實(shí)能夠影響MCU+傳感器解決方案的大因素就是解決MCU的貨源問題。由于國外疫情因素，包括ST、英飛凌、飛思卡爾等國外企業(yè)的MCU的產(chǎn)能受到了很大的沖擊。其實(shí)，這對于國內(nèi)企業(yè)來說是非常好的契機(jī)。
就目前來看，雖然國產(chǎn)MCU依然聚焦于8位MCU，占比50%，16/32位MCU依舊是國外企業(yè)占據(jù)大量市場份額。但是近幾年，包括兆易創(chuàng)新、航順、士蘭微、靈動微等國內(nèi)MCU企業(yè)都在逐漸浮出水面，在32位MCU市場占得一席之地。同時(shí)，在以Arm Cortex-M系列內(nèi)核IP的MCU成為32位MCU的市場主流的同時(shí)，近幾年開源的RISC-V微處理器也開始流行起來，特別是在新興的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，國產(chǎn)MCU似乎又看到了一條突圍的方向。
▲IOTE 2020 國際物聯(lián)網(wǎng)展·深圳現(xiàn)場圖
同時(shí)，我們還注意到上述MCU企業(yè)在專注MCU產(chǎn)品的同時(shí)，也在向下游尋求合作，即推出MCU+傳感器定制化解決方案。以兆易創(chuàng)新為例，根據(jù)自家MCU產(chǎn)品，打造了紅外熱成像儀方案，停車位檢測雷達(dá)方案，額溫槍方案，筆者相信未來MCU企業(yè)在MCU+傳感方案商將會重點(diǎn)投入關(guān)注。
除了MCU企業(yè)在尋求傳感機(jī)會的同時(shí)，國內(nèi)傳感器企業(yè)對于MCU也產(chǎn)生了濃厚的興趣。近西人馬推出了自家款32位MCU芯片CU0801A，這款芯片是基于RISC-V架構(gòu)進(jìn)行研發(fā)，適用于低功耗、小面積的嵌入式應(yīng)用。從參數(shù)上我們就可以看出這款芯片是專用于物聯(lián)網(wǎng)的智能傳感器。此前，西人馬就已經(jīng)提出的” 端-邊-管-云-用”的解決方案，此舉似乎是在印證國內(nèi)傳感器企業(yè)除了能向下游傳感模組、終端等領(lǐng)域延伸的同時(shí)，MCU等上游的產(chǎn)業(yè)未來似乎也可以成為傳感器企業(yè)發(fā)展的另外一片藍(lán)海。
▲IOTE 2020 國際物聯(lián)網(wǎng)展·深圳現(xiàn)場圖
整合MCU和傳感器形成智能傳感器能夠給國內(nèi)企業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，形成的挑戰(zhàn)也是不小。根據(jù)行業(yè)共識，整合MCU和傳感器目前大的痛點(diǎn)在于工藝，尤其是在當(dāng)紅的MEMS傳感器方面。由于MEMS工藝與MCU制程有所差異，同時(shí)國內(nèi)MEMS工藝的起步時(shí)間相對較晚，如果再將兩者的SoC整合的話，難度將會增加不少。但是在加速度計(jì)、陀螺儀等容易整合的領(lǐng)域，已經(jīng)有不少企業(yè)將其SoC化了，這里或許可以成為國內(nèi)企業(yè)的發(fā)展起點(diǎn)。
所以，筆者認(rèn)為，無論是MCU企業(yè)還是傳感器企業(yè)，深耕“MCU+傳感器”的SoC方案將會未來的大方向之一，在未來會有更多的本土企業(yè)將在智能家居、智慧醫(yī)療、智能汽車、智能表計(jì)等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域形成落地應(yīng)用，并針對特色行業(yè)形成定制方案，推出本地化的定制芯片。
為了更好推動”MCU+傳感”在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)際應(yīng)用，積極幫助企業(yè)開拓新場景和挖掘新市場。IOTE 2021國際物聯(lián)網(wǎng)展將于2021年8月18日-20日在深圳（福田）會展中心舉辦，這將會是一場關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈完整的展示。在IOTE 2021國際物聯(lián)網(wǎng)展上，我們能夠看到好的MCU和傳感器廠商帶來的新產(chǎn)品，也能夠了解到物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器的發(fā)展動態(tài)。
