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国产MCU产业出路在哪?
微控制器(MCU),也就是我们所说的单片机,被认为是电子产品的心脏,广泛应用于各类终端产品之中。业内普遍认为,在物联网及新能源汽车的助推下,MCU市场有望出现爆发性增长,特别是32位MCU产品。
MCU产品(来源:网络)
为此,芯师爷特别走访了国内相关企业,从产品研发、生态建设、国产替代、中美贸易战等角度,剖析国内MCU产业的现状及机遇!
全球MCU市场出现萎缩
由于中美贸易战及汽车市场的下滑,2019年上半年全球MCU市场销售额同比减少13%,出货量也下降了14%。
根据IC insight最新的预测,2019年全球MCU市场预计将萎缩6%,出货量将从2018年的281亿片下降至269亿片。不过预计经历今年惨淡的衰退后,MCU市场将再次回弹,2023年出货量也可望达到382亿片。
全球MCU市场回顾及预测(来源:IC insight)
“中美贸易战对国内MCU企业而言,也是一个难得机会。”辉芒微电子销售总监周兆惠分析道:“以辉芒微电子为例,国内多数MCU企业产业主要面向国内市场,出口关税的调整影响相对较小。另一方面,在中美贸易战背景下,中兴事件的爆发,使得终端客户对国产MCU产品的需求相应增长,我们的出货量也是有增无减。”
另据IC insight分析,未来驱动全球MCU市场成长的因素主要包括自动驾驶感测、物联网的连接等。其中,汽车应用仍是MCU最大的终端市场,预计占2019年全球MCU总销售额的39%左右。作为全球最大的消费市场,中国也贡献了大部分MCU销售额。
国内MCU产业真实水平
“2017年32位MCU一些型号产品缺货非常严重,但是我们的产品却还没有量产,错失了一次难得的机遇。”谈及国内MCU产业,航顺芯片生产营运部总经理刘涛也感叹道:“国产厂商还在努力追赶中。”
这也反映了国内MCU产业的真实现状。辉芒微电子研发经理吴介豫也向芯师爷编辑透露:“国内大部分电器厂商及消费类终端厂商首选是ST、NXP等国外厂商。对价格有一定要求的会选择日韩及台湾地区MCU品牌,之后才会考虑国内品牌。由于性能相对比较低,国内MCU产品大多数用在消费电子、玩具等领域。”
2018年中国Arm Cortex内核MCU供应商市场份额占比情况(来源:IHS)
从IHS Markit统计数据来看,2018年中国Arm Cortex内核MCU市场分额基本上被国外企业所占据,国内只有兆易创新市场占比达到了9.4%,其他国内厂商市场占比相对很小。此外,ST和NXP两家国外企业2018年在国内市场占比就超过了72%。
在产品方面,由于技术及投入的限制,国内通用MCU产品大多数还停留在8位阶段,还聚焦在低端应用。对此,吴介豫也深有感触:“基于成本的考虑,国产MCU很多采用OTP(一次性可编程)ROM,在灵活性上和FLASH ROM没有可比性。另外,受制于嵌入式Flash工艺、IP及模拟技术等,国产32位MCU产品在性能和稳定性方面,和国外企业还具有一定的差距。”
据芯师爷统计,在国内众多家MCU企业中,能够提供32位通用MCU产品的厂商主要包括兆易创新、东软载波、芯海科技、灵动微电子、北京君正、晟矽微电、贝特莱、复旦微、华大半导体、航顺芯片等企业,但是主要出货仍是以8位MCU为主,占比也在50%左右。
更为重要的是,国外企业凭借多年的积累,在产品系列、开发工具、评估工具、软件库、应用支持及knowhow方面已经构建了完整的生态,应用端很难实现替代,这也是国内MCU企业面对的最大的挑战。
由此也导致,国内MCU企业还难于摆脱ST生态环境的束缚,产品也还是以兼容国外产品为主,以此快速进入市场。然而在我们的采访过程中发现,随着市场的变化,国产MCU企业也在积极地调整策略。
国内企业如何活下去?
在通用MCU领域,国内企业可以说全方位落后于国外领先厂商。如果还是靠价格拼市场,眼前可能也有一些收益,但是以后的出路只会是越来越窄。
在多年的产品销售过程中,周兆惠对于市场变化感受也非常明显:“中美贸易战爆发之后,终端厂商对国产MCU的关注越来越多,也有厂商考量用国产产品替代国外MCU品牌,但是品质首先得满足要求。国内企业想要在产业竞争中保持优势,必须得到高端客户的认可,产品品质必须有保障才行。”
为此,辉芒微电子在8位MCU的基础上,正在着手32位MCU的研发工作,预计将在2020年初有几款产品上市,以满足部分国产替代需求。
航顺芯片低功耗MCU(来源:航顺芯片)
与此同时,航顺芯片也在加快32位MCU产品系列的扩充,其量产的通用32位MCU-M3家族(HK32F103)和M0家族(HK32F030/031)已有近百个单品型号,功耗更低,稳定性可以通过车规级测试标准。
对于国产MCU产业面临的现实困境,吴介豫也有自己的观察:“想要在通用MCU领域和国外企业竞争,是非常不现实的。我们更倾向于在细分领域形成差异化优势,根据客户实际的需求对产品的功能、外围电路、模拟特性等进行定制化设计,如移动电源的双向快充和无线充等,以此打开市场”。
“除了对友商产品兼容之外,我们在功耗、算力和安全性等方面都做了很多工作。”据刘涛介绍,航顺芯片HK32F39A家族,采用M3+内核,主频高达250MHz,带有丰富的外设功能DCMI,自主知识产权浮点运算协处理器,嵌入式安全等。另外,HK32L030家族,主频能够达到48MHz,具备30nA超低功耗。
谈及国产MCU未来机会,吴介豫认为:“及时响应客户需求、建立新的生态如RISC-V架构等、在通用产品基础上做差异化定制,或许是国内企业的出路。”