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一度出現(xiàn)的缺芯潮令許多非專業(yè)人士也熟悉了微控制器（MCU）這個專業(yè)名詞。近來MCU市場再次暗潮涌動，國際MCU大廠紛紛推出基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的低成本MCU，旨在替代8位MCU。以32位MCU替代8位MCU是領(lǐng)域內(nèi)的一個長期話題，此番重新被炒熱，反映出MCU行業(yè)的何種動向？
大廠激戰(zhàn)8位MCU市場
根據(jù)總線寬度，MCU通?？煞譃?位、8位、16位與32位等不同類型。從當(dāng)前市場情況來看，4位與16位MCU的應(yīng)用案例越來越少，市場上活躍的主要是8位與32位MCU。在過去以機械控制與簡單指令為主的年代里，8位MCU有過輝煌時光，曾廣泛應(yīng)用于遙控器、電源開關(guān)、鍵盤鼠標(biāo)，以及馬達(dá)、工具機等設(shè)備之中，目前依然堅守著一片固有市場。但是隨著電子產(chǎn)品走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制、邊緣智能等高階需求促使新設(shè)備向32位MUC靠攏，32位MCU已經(jīng)成為主流，并不斷向下蠶食8位市場。
值得注意的是，近來國際MCU大廠加快了替代8位MCU的步伐。意法半導(dǎo)體近日推出基于ARM Cortex-M0+的STM32C0系列產(chǎn)品。Cortex-M0+是ARM推出面向低成本設(shè)備市場的芯片內(nèi)核。意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部總監(jiān)曹錦東表示，STM32C0是意法半導(dǎo)體非常實惠的32位MCU產(chǎn)品，大大降低了32位功能的使用門檻，縮短了8位或16位MCU與更高性能32位MCU之間的差距。
德州儀器也在近日帶來了基于ARM Cortex-M0+的MSPM0系列產(chǎn)品。德州儀器相關(guān)人員表示，這次推出的MCU新品為客戶提供了增強系統(tǒng)傳感和控制功能所需的靈活性，同時降低了成本、復(fù)雜性，并縮短了設(shè)計時間。而在首次推出數(shù)十款產(chǎn)品以外，德州儀器計劃在今年推出100多款MCU，力圖將MSPM0產(chǎn)品系列打造為品類齊全的ARM Cortex-M0+ MCU產(chǎn)品組合。
對此，芯謀研究高級分析師張彬磊認(rèn)為，這些MCU大廠一直都有基于M0/M0+的32位產(chǎn)品。此番加速產(chǎn)品推出很正常，是他們強化低端市場的一個策略。中科芯蕊總經(jīng)理胡曉宇也表示，大家再次關(guān)注8位市場是因為目前行業(yè)內(nèi)比較卷，市場不太好做。從去年開始，整個消費類市場的訂單萎縮得非常嚴(yán)重。對于那些以32位MCU為主的大廠來說，至少8位的訂單是存在的。
8位MCU廠商對于這樣的舉措自然也并非全無反應(yīng)。依然保有較強8位產(chǎn)品線的MCU大廠微芯，日前宣布一項新的晶圓廠制造計劃，耗資8億美元將其位于美國俄勒岡州的格雷舍姆制造工廠產(chǎn)能提高兩倍。不難想見，微芯的這次擴產(chǎn)行動中亦將包含8位MCU的產(chǎn)能擴充，進(jìn)一步顯示了其對8位MCU市場的信心。
有關(guān)8位MCU市場的競爭再次變得激烈起來。
成本是8位MCU當(dāng)前最大優(yōu)勢
面對32位MCU的“侵襲”，8位MCU有何優(yōu)勢？未來市場將會如何發(fā)展？對此，胡曉宇認(rèn)為，8位MCU最大的優(yōu)勢在于成本。8位MCU的發(fā)展可以上溯到20世紀(jì)70年代，以8051架構(gòu)為基礎(chǔ)的8位MCU得到廣泛應(yīng)用。發(fā)展至今，很多廠商又對8051內(nèi)核進(jìn)行了一系列精簡，以應(yīng)對不同應(yīng)用需求。這就使得此類芯片產(chǎn)品表現(xiàn)出極強的成本優(yōu)勢。
據(jù)了解，目前市場上的一顆8位MCU，售價還不到1元，廠商依然能夠保持不錯的毛利率。這對32位MCU來說，具有非常大的挑戰(zhàn)性。即使廠商能把價格壓到1元以下，毛利也會變得非?？蓱z。張彬磊也認(rèn)為，8位MCU短期之內(nèi)仍不會被32位所取代。相對8位MCU，32位還沒有表現(xiàn)出足夠的性價比。據(jù)ICInsights統(tǒng)計，2011—2020年全球MCU產(chǎn)品中，4/8位MCU占比為15%。到2026年，全球4/8位MCU依然有24億美元的規(guī)模。
值得注意的是，即使8位MCU依舊會存留相當(dāng)長的一段時間，但隨著邊緣領(lǐng)域智能化的發(fā)展，被32位替代依然是大勢所趨，特別是當(dāng)8位MCU的成本優(yōu)勢不再明顯或者用戶對智能化的需求蓋過成本的時候。胡曉宇指出，現(xiàn)在32位MCU采用的工藝制程越來越先進(jìn)，很多新產(chǎn)品已經(jīng)開始采用了40納米甚至是28納米工藝。這比8位MCU已經(jīng)先進(jìn)太多。8位MCU表現(xiàn)出來的功耗優(yōu)勢在制程紅利面前已基本不存在。如果價格優(yōu)勢再失去，就會被32位所替代。
“現(xiàn)在M0內(nèi)核產(chǎn)品的價格已經(jīng)比較低了，但是M0內(nèi)核還是有授權(quán)費用的，所以32位的性價比暫時還是不能超過8位和16位。但當(dāng)M0位內(nèi)核免費或者是針對一些特殊市場免費以后，那么它是可以和8位、16位競爭性價比的。它的晶圓面積更大，工藝節(jié)點也更小?！睆埍蚶谡J(rèn)為。
做好向32位MCU轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)備
在過去十多年的發(fā)展中，我國本土MCU企業(yè)取得了長足進(jìn)步，尤其是2021年的芯片短缺令本土MCU廠商獲得了一次難得的發(fā)展機遇?！斑@些年有越來越多的本土廠商投入MCU市場的開發(fā)，且這些企業(yè)多以32位為主?！焙鷷杂钪赋觥５矐?yīng)該注意到，行業(yè)內(nèi)依然存在不少固守8位市場的本土企業(yè)。當(dāng)前情況下，這些企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好向32位轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)備。
“國內(nèi)MCU廠商現(xiàn)在確實是要把8位和16位盡快轉(zhuǎn)向32位，8位在短期內(nèi)是具有一些性價比優(yōu)勢的，但是在性能方面已經(jīng)相對落后了。32位產(chǎn)品一旦把價格打下來，你的8位還沒有來得及轉(zhuǎn)型，很可能就再沒有轉(zhuǎn)型的機會了。其實去年MCU市場轉(zhuǎn)冷之后，受沖擊最大的就是8位和16位產(chǎn)品?！睆埍蚶趶娬{(diào)。
航順芯片資深FAE產(chǎn)品經(jīng)理陳水平則從另一個角度提出建議，目前中國本土的MCU公司越來越多，這也說明國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計行業(yè)的氛圍也越來越好，許多以前做8位MCU的企業(yè)現(xiàn)在開始轉(zhuǎn)向32位MCU。但是在轉(zhuǎn)向過程中，本土廠商開發(fā)的產(chǎn)品大部分依然集中于中低端市場，因此下一步最迫切的任務(wù)是向更高端的市場空間拓展。這就要求本土企業(yè)投入更多人才、設(shè)備、資金，同時處理好上游晶圓、制程工藝等問題。這一任務(wù)的達(dá)成是由多重因素決定的，需要企業(yè)投入大量的精力。
編輯丨趙晨
美編丨馬利亞
