在過(guò)去的十多年里，移動(dòng)市場(chǎng)的快速興起、Arm Cortex-M系列的橫空出世，加上ST、NXP、TI和瑞薩等廠商的助力，MCU從早期的百家爭(zhēng)鳴，轉(zhuǎn)向了以Arm Cortex-M為主導(dǎo)的市場(chǎng)。以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為例，根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)顯示，Arm內(nèi)核的MCU在國(guó)內(nèi)占領(lǐng)市場(chǎng)的份額約為15%，在Arm內(nèi)核和生態(tài)的助推下，國(guó)內(nèi)的MCU廠商也如雨后春筍般冒起，也成就了幾家本土巨頭，但我們發(fā)現(xiàn)，差距依然明顯。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，包括歐洲的ST、NXP、英飛凌（包括收購(gòu)的Cypress），美國(guó)的TI、Microchip和日本瑞薩在內(nèi)的領(lǐng)先MCU廠商幾乎統(tǒng)領(lǐng)了包括汽車電子和電機(jī)控制在內(nèi)的高端市場(chǎng)。這些廠商在整個(gè)MCU市場(chǎng)的占有率也超過(guò)八成，而隨著新應(yīng)用的興起，這個(gè)數(shù)字勢(shì)必會(huì)繼續(xù)上升。

而進(jìn)入21世紀(jì)第二個(gè)十年，MCU市場(chǎng)似乎正在興起一些新的變化。

現(xiàn)狀：國(guó)外遙遙領(lǐng)先

在半導(dǎo)體行業(yè)觀察早前的文章《十年MCU江湖》里，作者有談到過(guò)去十年里Arm MCU漸成主流與多家MCU廠商崛起。文章也對(duì)Arm和國(guó)外如ST等廠商能夠統(tǒng)領(lǐng)江湖的原因做了一定的解讀。但正如上文所述，國(guó)產(chǎn)MCU在這個(gè)看似標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)里，卻影響力甚微，除了切入相較遲緩以外，這還與本土MCU廠商的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀有很大的關(guān)系。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)做MCU的廠商已經(jīng)超過(guò)了一百家，而當(dāng)中有不少是瞄著替換國(guó)外廠商目標(biāo)掙一筆“快錢”而去的。這些企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式也是相當(dāng)簡(jiǎn)單，看國(guó)外哪個(gè)廠商的MCU在國(guó)內(nèi)賣得火、或者抓住國(guó)外廠商即將退市的產(chǎn)品，照著做一個(gè)管腳兼容的產(chǎn)品，以更低的價(jià)格去取代，這就造成了賽道擁擠、利潤(rùn)低下，把原本以拼設(shè)計(jì)為重點(diǎn)的芯片產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨?yīng)量和制造成本取勝的行業(yè)，這做做法就限制了公司的成長(zhǎng)，不利于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

據(jù)行業(yè)資深專家告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，歐美日廠商，他們之所以能籠絡(luò)大部分的MCU市場(chǎng)，這主要得益于他們?cè)诋a(chǎn)品、軟件和使用的生態(tài)環(huán)境這四方面給客戶樹(shù)立了一個(gè)標(biāo)桿，同時(shí)建立了其他競(jìng)爭(zhēng)者不能輕易跨越的壁壘。

第一看產(chǎn)品；國(guó)外領(lǐng)先的廠商基本有自己的IP，但國(guó)內(nèi)的同業(yè)卻大多數(shù)IP不全，不少是把現(xiàn)有的IP拿過(guò)來(lái)做拼湊開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，這就使得他們的產(chǎn)品從誕生開(kāi)始就有天生的“缺陷”。加上國(guó)外的MCU廠商經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的不同行業(yè)的耕耘，甚至還是從零開(kāi)始扶持行業(yè)起來(lái)的。他們對(duì)眾多行業(yè)規(guī)格的了解，已經(jīng)體現(xiàn)到MCU的內(nèi)部以及外部的設(shè)計(jì)上，這也是本土MCU所欠缺的。

第二看軟件；所謂軟件算法，是要基于行業(yè)以及客戶的需求，從簡(jiǎn)單的硬件堆積，到理解客戶的需求再到和客戶共同創(chuàng)造。在這個(gè)過(guò)程中，離不開(kāi)MCU公司對(duì)軟件和算法的著力。在過(guò)往，很多算法以前需要軟件處理，但國(guó)外的企業(yè)因?yàn)閷?duì)具體的行業(yè)吃得比較透，時(shí)間也長(zhǎng)，所以他們針對(duì)客戶的使用場(chǎng)景、系統(tǒng)、軟件算法等吃透，然后共同創(chuàng)造，用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，將主芯片周邊的其他器件，盡可能的包括到芯片內(nèi)部去。這樣不但節(jié)省了成本，還使得產(chǎn)品更加容易開(kāi)發(fā)。

第三看生態(tài)；MCU的生態(tài)包括兩個(gè)方面：首先，MCU整體的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工、制造幾個(gè)環(huán)節(jié)是否完整。例如在加工時(shí)，客戶在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)某款量產(chǎn)燒錄器非常熟悉，如果要換一種量產(chǎn)燒錄工具，客戶的產(chǎn)線上就需要重新購(gòu)買，重新培訓(xùn)等等，這就對(duì)生產(chǎn)造成影響。為此MCU廠商就必須將此種生態(tài)考慮進(jìn)去。生態(tài)需要考慮的第二個(gè)層面是在客戶設(shè)計(jì)過(guò)程中，是否有完善的資料，豐富的網(wǎng)上資源，良好的口碑及流量支撐。

這些領(lǐng)先的廠商就是憑借先后一步和深厚的技術(shù)優(yōu)勢(shì)搶占了MCU市場(chǎng)。這讓國(guó)產(chǎn)MCU廠商想在通用MCU市場(chǎng)與他們展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)變得很艱難。

機(jī)遇：產(chǎn)業(yè)新變局

在Arm與其合作伙伴攜手在通用MCU市場(chǎng)繼續(xù)做大做強(qiáng)的同時(shí)，全球MCU開(kāi)始涌現(xiàn)出了一些新的“變量”，例如RISC-V的流行以及物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)推動(dòng)MCU SoC成為新趨勢(shì)，以上或?qū)⒊蔀楫?dāng)前MCU格局的“破冰者”。

首先看RISC-V。眾所周知，這是一個(gè)開(kāi)源指令集。據(jù)David Patterson在其名為《RISC-V Reader： An Open Architecture Atlas》中介紹，和過(guò)去幾乎所有的ISA不同，RISC-V的不同尋常之處是模塊化的。它的核心是一個(gè)名為RV32I的基礎(chǔ)ISA，運(yùn)行一個(gè)完整的軟件棧。RV32I是固定的，永遠(yuǎn)不會(huì)改變。這為編譯器編寫者，操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和匯編語(yǔ)言程序員提供了穩(wěn)定的目標(biāo)。模塊化來(lái)源于可選的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展，根據(jù)應(yīng)用程序的需要，硬件可以包含或不包含這些擴(kuò)展。這種模塊化特性使得RISC-V具有了袖珍化、低能耗的特點(diǎn)，而這對(duì)于嵌入式應(yīng)用可能至關(guān)重要。

正是因?yàn)檫@種開(kāi)源特性，RISC-V吸引了包括老牌MCU廠商和新興供應(yīng)商涌入這個(gè)賽道。正因?yàn)檫@是一個(gè)新興的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外的MCU廠商在這上面的技術(shù)和生態(tài)差距不大，這也是筆者把它看做MCU市場(chǎng)新變局的因素之一。

再看，物聯(lián)網(wǎng)的興起，也讓MCU面對(duì)前所未有的新變革。

作為一個(gè)垂直細(xì)分的市場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)MCU及其周邊組件有更多的需求，除了AI以外，例如傳感（模擬前端）和無(wú)線（通信）等也開(kāi)始逐漸成為MCU應(yīng)用設(shè)計(jì)的標(biāo)配。更重要的一點(diǎn)，千差萬(wàn)別的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，對(duì)MCU和相關(guān)組件的功耗和功能都有了不同的要求，這就催生了更廣泛的MCU SoC需求，針對(duì)不同的領(lǐng)域開(kāi)發(fā)不同功能的MCU就成為了產(chǎn)業(yè)常態(tài)。

此外，在Arm MCU大行其道的同時(shí)，還有很多其他內(nèi)核的MCU在市場(chǎng)上擁有不錯(cuò)的市場(chǎng)表現(xiàn)。這在筆者之前的文章《十年MCU江湖》里面也有提及。從另一個(gè)角度看，在這些內(nèi)核都沒(méi)涉及的領(lǐng)域，還有自研內(nèi)核（非Arm/非RISC-V）MCU企業(yè)的生存空間。如果能搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì)，這也將會(huì)是國(guó)產(chǎn)MCU的又一個(gè)突破點(diǎn)。

未來(lái)：挑戰(zhàn)重重

雖然國(guó)產(chǎn)MCU的契機(jī)擺在了眼前，但眾多技術(shù)的發(fā)展說(shuō)明，這并不是一蹴而就的。

首先看RISC-V方面。NXP資深MCU專家梁平曾在其題為《如何才能做大RISC-V這塊蛋糕？》的文章中談到，一款MCU產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)，決定著這款產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者所能接觸到的開(kāi)發(fā)資源和開(kāi)發(fā)支持是否全面多樣化、是否方便使用、是否易學(xué)易懂、是否穩(wěn)定可靠等。以通用的MCU為例，通常這些資源和支持大概包含下圖中的內(nèi)容。

他進(jìn)一步指出，以上的這些內(nèi)容中，MCU芯片廠商只能提供一些極為基本的東西，而絕大部分內(nèi)容需要其他相關(guān)者提供，因此如何培養(yǎng)和動(dòng)員產(chǎn)業(yè)鏈上所有的相關(guān)方積極地參與基于某種架構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，使得這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)日臻完善，將成為該種架構(gòu)取得商業(yè)成功的關(guān)鍵。

“RISC-V要想在競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的CPU市場(chǎng)，尤其是MCU市場(chǎng)上取得成功，就必須重視生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，減輕開(kāi)發(fā)負(fù)擔(dān)，讓開(kāi)發(fā)人員在遇到問(wèn)題時(shí)能很快地找到解決方案，以縮短終端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期”，梁平強(qiáng)調(diào)。

本土RISC-V初創(chuàng)企業(yè)芯來(lái)科技的創(chuàng)始人胡振波則告訴記者，MCU的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。在第一階段，各大廠商垂直整合到位，但生態(tài)各自為政；第二階段則大部分廠商共享ARM生態(tài)，但存在同質(zhì)化嚴(yán)重，內(nèi)核層面難以創(chuàng)新的缺陷；現(xiàn)在則進(jìn)入了第三階段，產(chǎn)業(yè)參與者可以共享RISC-V生態(tài)，實(shí)現(xiàn)差異化創(chuàng)新。“但第三階段還處于發(fā)展中”，胡振波進(jìn)一步指出。“為了推動(dòng)RISC-V MCU生態(tài)的發(fā)展，芯來(lái)科技在近來(lái)還上線了一個(gè)RVMCU社區(qū)網(wǎng)站” ，胡振波補(bǔ)充說(shuō)。

在問(wèn)到很多人都關(guān)注的RISC-V碎片化的問(wèn)題的時(shí)候，胡振波表示，所謂的RISC-V碎片化是一個(gè)偽命題。嵌入式本身就是一個(gè)碎片化的世界，只有pc，手機(jī)這樣的通用平臺(tái)才有碎片化的問(wèn)題。不過(guò)他也也強(qiáng)調(diào)，對(duì)于國(guó)內(nèi)有意進(jìn)軍RISC-V MCU的廠商來(lái)說(shuō)， 依然會(huì)面臨不少的挑戰(zhàn)。例如現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的通用MCU產(chǎn)業(yè)對(duì)ARM依賴性很強(qiáng)，國(guó)內(nèi)的廣大通用MCU公司是否勇于投入RISC-V MCU，是這個(gè)產(chǎn)業(yè)能否進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。

至于MCU SoC方面，泰矽微創(chuàng)始人創(chuàng)始人CEO熊海峰告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這種類型MCU的典型特點(diǎn)就是專用性和高集成度，對(duì)軟件算法、模擬設(shè)計(jì)、小無(wú)線通訊和通信設(shè)計(jì)等也都有過(guò)硬的要求，那就意味著參與玩家必須擁有扎實(shí)的基礎(chǔ)和全面的技術(shù)儲(chǔ)備，才能匹配需求。同時(shí)，因?yàn)楹芏噙@些物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)是快速興起，這不但需要MCU廠商有更大的投入，同時(shí)還需要快速響應(yīng)的能力”。

芯海科技CEO盧國(guó)建則以AIoT為例講述了他對(duì)MCU SoC未來(lái)的看法。他指出，AIoT設(shè)備采集原始數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不夠，AI算法對(duì)信息精準(zhǔn)處理欠缺，這都會(huì)導(dǎo)致AIoT設(shè)備不夠“精準(zhǔn)”智能；以及跨多技術(shù)的AIoT方案開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，投入大，導(dǎo)致普及的速度慢，這是產(chǎn)業(yè)普遍的痛點(diǎn)。如果國(guó)產(chǎn)MCU集成了其他屬性比如高精度ADC、低漂移放大器、低漂移基準(zhǔn)，再配合通用MCU的開(kāi)發(fā)生態(tài)，它就變成在不同專用領(lǐng)域都很有優(yōu)勢(shì)的信號(hào)鏈MCU了，因?yàn)榧啥雀吡耍w功耗小了，也滿足未來(lái)硬件小型化一體化和快速開(kāi)發(fā)的需要。

“因?yàn)檫@是一個(gè)新興市場(chǎng)，這將會(huì)是國(guó)產(chǎn)MCU往上突圍的一個(gè)好方向”，盧國(guó)建強(qiáng)調(diào)。

芯旺CEO丁曉兵則強(qiáng)調(diào)，作為自有核MCU一定要做特色產(chǎn)品，讓用戶認(rèn)可你的產(chǎn)品，才能在市場(chǎng)找到一席之地。他進(jìn)一步表示，如果國(guó)產(chǎn)MCU廠商想更上一層樓，就要做到四點(diǎn)：

首先要有第一陣營(yíng)應(yīng)該有的產(chǎn)品，工業(yè)、汽車占整個(gè)市場(chǎng)的58%，兵家必爭(zhēng)之地；其次，設(shè)想你進(jìn)入第一陣營(yíng)后哪些地方是你可能牢牢占據(jù)的，別家無(wú)法侵入的，很難替換的，這就要求有合適的創(chuàng)新，這個(gè)不同于其他巨頭的創(chuàng)新產(chǎn)品在哪里很關(guān)鍵；第三，有合適對(duì)等的要求高的大客戶能認(rèn)可你，提出需求一起面對(duì)未來(lái)市場(chǎng)創(chuàng)新，而不是作為備胎候選；第四，有穩(wěn)定可靠互相有收益的鏈條合作伙伴。

毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)國(guó)產(chǎn)MCU來(lái)說(shuō)，又一個(gè)新風(fēng)口擺在眼前，能否乘風(fēng)而起，就看他們?nèi)绾芜\(yùn)籌帷幄了。
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