“冰火兩重天”倒逼下，國產(chǎn)MCU的加速度

芯師爺|Core master|

2022-09-07 18:48:22 2

自2020年底開始，芯片荒席卷全球，可以說是“360行，行行缺芯片”，其中，MCU更是這輪缺芯潮的重災區(qū)。

2021中國汽車論壇上，中國汽車工業(yè)協(xié)會總工程師、副秘書長葉盛基就曾表示，當前我國各類芯片中MCU控制芯片最為緊缺，國內(nèi)MCU控制芯片企業(yè)最為薄弱。此外，根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，由于缺貨，MCU在2021年的平均售價上漲10%，創(chuàng)下了25年來的最大漲幅。

在國際大廠MCU價格一路上漲，交貨周期頻頻延長的嚴峻挑戰(zhàn)下，國內(nèi)MCU廠商也迎來了*的發(fā)展窗口期，2021年開始國產(chǎn)MCU芯片火了。

然而在經(jīng)歷過這*席卷全球的缺芯潮后，今年市場也從一片瘋狂中逐漸“冷靜”下來，MCU市場已出現(xiàn)結構性調(diào)整：消費級MCU需求走軟，廠商開始面臨庫存積壓壓力，而車載和工控MCU依然處于短缺狀態(tài)，價格持續(xù)上漲。

MCU市場“冰火兩重天”，這對國產(chǎn)MCU廠商來說是沖擊還是機會？不確定環(huán)境下該如何抓住“歷史性機遇”實現(xiàn)突圍？

由國內(nèi)*的半導體電子信息媒體芯師爺舉辦的“2022年硬核中國芯”評選，匯聚了百余家中國半導體芯片產(chǎn)業(yè)的相關企業(yè)。本文特邀MCU領域的澎湃微、芯海科技、極海半導體、杭州萬高、沁恒微電子、靈動微電子、東軟載波微電子、凌鷗創(chuàng)芯、愛普特微電子、武漢芯源等企業(yè)，圍繞以上問題進行了深度探討。

（視頻來源：芯師爺）

結構化調(diào)整，

倒逼國產(chǎn)MCU廠商加速布局高端市場

MCU（Microcontroller Unit，微型控制單元）俗稱單片機，是將CPU、SRAM、Flash、計數(shù)器及其它數(shù)字和模擬模塊集成到一顆芯片上，構成一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。小到體溫計、無線充電器、電動玩具和手機，大到家電、數(shù)控機床、機器人和汽車，都有MCU的身影。

“近年來，國產(chǎn)替代呼聲高漲，加上去年高景氣度的行情，很多本土MCU廠商獲得了大發(fā)展。不過大部分本土MCU主要還是在智能表計、智能家電等消費電子領域，中高端應用領域如工控、醫(yī)療、汽車電子等依然是國外品牌為主。” 愛普特微電子副總經(jīng)理魯翔對芯師爺表示，“從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，本土MCU在全球MCU市場占比只有10%左右。所以目前消費類MCU需求減弱，這對國產(chǎn)MCU行業(yè)來說，是一個巨大挑戰(zhàn)。”

“但市場需求的變化也會刺激國產(chǎn)MCU廠商加快研發(fā)進程，倒逼國產(chǎn)MCU廠商提升高端MCU技術。” 杭州萬高市場總監(jiān)瞿周強指出，“與消費級MCU相比，工業(yè)級MCU和車規(guī)級MCU對可靠性、工作環(huán)境溫度、良品率和工作壽命等方面有更高要求。以車規(guī)級MCU為例，從車身動力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動機控制單元，到雨刷、車窗、電動座椅、空調(diào)等控制單元，每一個功能實現(xiàn)的背后都需要復雜的芯片組支撐。”

“中國處在汽車電子行業(yè)變革的最前沿與核心位置。雖然前五大汽車半導體公司合計占汽車元器件IC 市場收入的90%，但進口中高端芯片部分還是存在缺貨*的現(xiàn)象，同時出于供應鏈安全考慮，國內(nèi)很多客戶使用國產(chǎn)MCU的意愿不斷提升，國產(chǎn)替代已形成了一定規(guī)模。” 極海半導體產(chǎn)品經(jīng)理秦欣欣說到。

“這給了國產(chǎn)MCU廠商充分的調(diào)整機會。” 芯海科技PC生態(tài)負責人（產(chǎn)品經(jīng)理）周振生著重指出， “這當中的關鍵就是要以客戶需求為出發(fā)點，讓自己的產(chǎn)品更有市場競爭力。”

“國內(nèi)車企目前也正在主動拓展國內(nèi)供應鏈，國產(chǎn)MCU廠商若能對接車企需求，提升技術實力，優(yōu)先開發(fā)與車企需求對口的產(chǎn)品型號，可抓住機會逐步切入汽車MCU市場。” 杭州萬高市場總監(jiān)瞿周強同樣認為。

國內(nèi)MCU企業(yè)的市場表現(xiàn)

近年來，得益于國內(nèi)市場強勁需求和政府的大力支持，國內(nèi)MCU供應商迎來發(fā)展黃金窗口期，經(jīng)過多年的發(fā)展，在“技術”和“產(chǎn)品豐富度”方面逐漸突破國外壟斷，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

廈門澎湃微電子有限公司

市場副總雷江峰

澎湃微是一家技術能力*的32位MCU供應商，核心團隊成員來自于多家國際知名MCU公司。

終端領域：主要應用于智能家居、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)模塊、消費電子、儀器儀表、醫(yī)療電子、電動車、電機、工業(yè)、家電、BMS、汽車后裝及配件領域。

技術優(yōu)勢：工控級別的超低不良率，曾經(jīng)量產(chǎn)過的芯片可以達到50PPM。不掉電超低待機技術，現(xiàn)場保留，快速喚醒，深度休眠功耗可以達到1微安以內(nèi)。高性能模擬設計能力，包括24位Sigma-Delta ADC，內(nèi)置RC 時鐘在全溫度、全電壓時可達到±1%精度。超高抗干擾、高可靠性技術能力，其中ESD (HBM): >8KV, ESD (CDM): >2KV, EFT: >4KV, Latch up: 高溫±200mA。高度整合能力，能夠片上整合LCD/OPA/溫度傳感器/DAC等模塊。

芯海科技（深圳）股份有限公司

PC生態(tài)負責人（產(chǎn)品經(jīng)理）周振生

目前，全球筆電EC芯片仍被美國和中國臺灣少數(shù)幾家公司壟斷，技術準入門檻高，國產(chǎn)替代難度大。芯海科技CSC2E101的推出，打破了海外公司對中國電腦產(chǎn)業(yè)核心芯片的壟斷，實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。

技術優(yōu)勢：*，在安全性方面，集成安全算法加速引擎，支持安全啟動和安全在線升級，滿足客戶指紋一鍵開機的安全啟動要求，從產(chǎn)品的硬件層面加密技術設計，更好地建構用戶數(shù)據(jù)安全防火墻。第二，在集成度方面，采用高性能32位MCU內(nèi)核，擁有更大程序和數(shù)據(jù)空間，在CPU時序管理、電池管理、熱管理、鍵盤管理、ACPI管理等傳統(tǒng)EC功能之外，還集成氛圍燈、呼吸燈、PD3.1及USB功能等，為客戶產(chǎn)品開發(fā)節(jié)省BOM成本。第三，在低功耗方面，具備更低功耗，休眠功耗75uA，關機功耗：5uA，超出國際*廠商的相關技術指標。

珠海極海半導體有限公司

產(chǎn)品經(jīng)理秦欣欣

極海半導體擁有20年集成電路芯片設計經(jīng)驗，主營產(chǎn)品32位APM32工業(yè)級/車規(guī)級MCU，覆蓋Arm Cortex?- M0+/M3/M4內(nèi)核，擁有高效運算處理性能、增強型存儲空間以及豐富的外設資源，具有低功耗、高性能、高集成、高可靠等產(chǎn)品特性。

終端領域：目前已廣泛應用于智慧家居、高端消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、以及智慧能源等領域。

技術優(yōu)勢：工作溫度覆蓋-40℃~105℃，ESD等級高達8KV，具有較強的復雜工況環(huán)境適應性和抗干擾性；相關產(chǎn)品已通過IEC61058、IEC60730功能安全認證以及AEC-Q100車規(guī)認證，符合中高端工控以及車規(guī)級產(chǎn)品高可靠性標準要求。

杭州萬高科技股份有限公司

市場總監(jiān)瞿周強

杭州萬高成立于2006年，是一家致力于為能源互聯(lián)網(wǎng)提供專用芯片的集成電路設計企業(yè)，現(xiàn)為北京智芯微電子科技有限公司下屬單位。

終端領域：主要應用于國內(nèi)外電力市場的智能電表、智能終端等產(chǎn)品，并逐步拓展到新能源、工業(yè)控制等領域，市場覆蓋全球近100個*和地區(qū)。

技術優(yōu)勢：經(jīng)過十余年發(fā)展，形成了蜂鳥系列計量芯片、海燕系列主控芯片和飛鴿系列通信芯片三大產(chǎn)品線，已有產(chǎn)品型號超100款。

在主控芯片方面，杭州萬高基于ARM內(nèi)核、自主知識產(chǎn)權的RISC-V內(nèi)核設計開發(fā)的工業(yè)級MCU，實現(xiàn)8位到64位的全性能覆蓋，滿足高性能、通用型和低功耗等主流市場應用需求。

在電能計量領域，依托核心技術，開發(fā)了單、三相計量AFE及SoC全系列產(chǎn)品，同時致力于電池電量監(jiān)測AFE的研發(fā)，支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)規(guī)模化終端和海量數(shù)據(jù)的計量與感知。

以鏈接能源網(wǎng)絡“最后一公里”為目標，杭州萬高開發(fā)了G3-PLC、HPLC及HPLC+HRF、G3-PLC+HRF載波通信芯片，滿足國際G3、IEEE1901.1、國網(wǎng)及南網(wǎng)寬帶電力線載波等多項標準，已批量應用于國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設。

南京沁恒微電子股份有限公司

產(chǎn)品總監(jiān)王曉峰

沁恒微電子專注于連接技術和MCU內(nèi)核研究，基于自研青稞RISC-V處理器和收發(fā)器PHY構建接口芯片和全棧MCU。

終端應用: 廣泛應用于計算機手機周邊、工業(yè)控制、電機驅(qū)動、物聯(lián)網(wǎng)等領域。

技術優(yōu)勢：基于自研收發(fā)器PHY和處理器IP的全棧研發(fā)模式，取代傳統(tǒng)的外購IP整合模式，提供以太網(wǎng)、藍牙無線、USB和PCI類等接口芯片，及集成上述接口的連接型/互聯(lián)型/無線型全棧MCU+單片機。讓客戶免去了國外處理器內(nèi)核授權費，提升競爭力；中斷響應速度快，性能更強；全集成，體積更小；運行功耗降低20%，提供終端客戶高性能、低能耗的MCU系列產(chǎn)品。

上海靈動微電子股份有限公司

市場總監(jiān)王維

靈動微電子專注于32位Arm MCU，成立11年來，累計發(fā)布大概200余款產(chǎn)品。

終端應用：主要有八大場景的應用，包括智能工業(yè)，智慧家電，汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、手機和電腦周邊、個人設備、醫(yī)療健康和通信基建等領域。

技術優(yōu)勢：基于Arm Cortex-M0/M0+，Cortex-M3 和最新的 STAR-MC1 內(nèi)核，公司批量供貨的MCU產(chǎn)品包括：針對通用高性能市場的MM32F系列、針對超低功耗應用的MM32L系列、針對電機及電源應用的MM32SPIN系列、以及針對無線應用的MM32W系列等。

MM32F和MM32L是主要的通用MM32平臺，包含搭載Arm v8-M Mainline架構的STAR-MC1內(nèi)核的系列MCU產(chǎn)品，和搭載M0+內(nèi)核的低功耗產(chǎn)品。電機是靈動微電子的特色產(chǎn)品，覆蓋了高性能M0和M3，提供高集成度的解決方案。

同時，靈動微電子自主研發(fā)軟硬件和生態(tài)系統(tǒng)，包括MindSDK軟件開發(fā)平臺，以及樣機測試階段的編程下載工具。

上海東軟載波微電子有限公司

市場總監(jiān) 楊曉俊

上海東軟載波微電子有限公司(前身為上海海爾集成電路有限公司)于2000年由海爾集團投資設立，專注通用MCU芯片和SoC芯片設計20多年。于2015年8月被青島東軟載波科技股份有限公司合并，成為青島東軟載波的全資子公司。

終端應用：已覆蓋家電、消費電子、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、儀器儀表、健康醫(yī)療、電機控制、電源管理等領域，構筑了完善的產(chǎn)品解決方案，為客戶打通產(chǎn)業(yè)鏈的上下游關鍵環(huán)節(jié)。

技術優(yōu)勢：公司在集成電路板塊為全球智能制造業(yè)轉(zhuǎn)型客戶和IoT產(chǎn)業(yè)客戶需求打造了完善的MARS芯片產(chǎn)品架構。在8位、32位MCU和PLC產(chǎn)品領域技術積累雄厚，儲備大量的數(shù)字電路和模擬電路IP核，擁有工業(yè)級高抗干擾微控制器芯片研發(fā)平臺。主要提供面向物聯(lián)網(wǎng)需求的芯片產(chǎn)品組合，包括自主研發(fā)工業(yè)級的8位CPU內(nèi)核(ES7P RISC CPU、HR7P-V2 RISC CPU系列芯片)、基于32-bit ARM Cortex M0/M3通用微控制器芯片、電力線載波通信（PLC）芯片、無線射頻芯片、觸控芯片、用于中小功率電機控制的32位微控制器及高壓驅(qū)動系列芯片、小功率鋰電池管理32位ESB列芯片等。

尤其是公司自主研發(fā)了國內(nèi)*“電力線載波通信（PLC）與微功率雙模融合通信芯片”。擁有從窄帶低速到寬帶高速、低功耗電力線載波通信和無線通信技術融合的芯片企業(yè)。通過MCU+PLC技術+無線技術等的組合，*支撐構建最優(yōu)物聯(lián)網(wǎng)通信方案，實現(xiàn)了對控制、連接、安全、感知等物聯(lián)網(wǎng)核心技術覆蓋。

南京凌鷗創(chuàng)芯電子有限公司

副總經(jīng)理黃致愷

凌鷗公司產(chǎn)品以電機與電源領域為主，產(chǎn)品組合包含了有LKS 32 MCU，與電源類產(chǎn)品LKS 5與LKS 6系列的預驅(qū)和IPM模塊等。

終端應用：涵蓋了電動自行車、滑板車、平衡車、吸塵器機器人、電動工具與大小家電變頻等與電機電源相關的領域。

技術優(yōu)勢：LKS 32 MCU從20pin的超小封裝到100pin的大封裝，從16K到256K Flash，與今年的爆款汽車類產(chǎn)品AT085與性價比*MC03系列應用在更多的小型電機產(chǎn)品上，都是凌鷗公司的明星主力產(chǎn)品。

LKS 32 MCU全系列都是高性能32位產(chǎn)品，內(nèi)置了儀表級全差分可編程增益放大器OPA，且具有電壓偏置設計，可處理正負的電流訊號，MC08與AT085系列內(nèi)置了高速DSP內(nèi)核，一個FOC電流環(huán)僅需1.2usec，高速雙路同步采樣3M的SAR ADC，且內(nèi)部RC時鐘全溫度范圍可控制在1%以內(nèi)。M0的產(chǎn)品也具有CORDIC的硬件加速器，例如SIN，COS，ARCTAN與SQRT，全系列同時也有集成預驅(qū)電路，使得驅(qū)動電路板可以非常的簡潔且提高生產(chǎn)量率，是目前與友商最大的區(qū)別，也是凌鷗公司的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢。

同時凌鷗也提供了多達20余種的產(chǎn)品級算法與參考設計，可以更快協(xié)助客戶或合作伙伴進行產(chǎn)品開發(fā)與驗證。近期開課的凌鷗學園計劃，將培育更多的電機應用工程師，不只熟悉凌鷗的產(chǎn)品，更能夠獨立自主的開發(fā)電機與電源相關的產(chǎn)品。

深圳市愛普特微電子有限公司

副總經(jīng)理魯翔

愛普特微電子成立于2012年，是一家專注于研發(fā)設計全國產(chǎn)、全自主可控、高可靠性的32位MCU的高新技術企業(yè)和*級專精特新“小巨人”，現(xiàn)已成長為智能家電、工業(yè)控制等領域全國產(chǎn)32位MCU的領軍企業(yè)。

終端應用：廣泛應用于工業(yè)控制、智能家電、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子、消費電子等領域，并在國內(nèi)外多家行業(yè)頭部客戶中穩(wěn)定量產(chǎn)出貨。

技術優(yōu)勢：愛普特微電子自研了一整套具有自主知識產(chǎn)權、齊全、且經(jīng)過億級芯片量產(chǎn)驗證的微處理器IP庫，包含了各類高性能和高可靠的數(shù)字和模擬IP。還具有多個成熟完善的產(chǎn)品設計平臺，可以根據(jù)客戶需求快速、有效、靈活提供產(chǎn)品定制，助力客戶實現(xiàn)產(chǎn)品的迭代更新以及提升客戶產(chǎn)品在行業(yè)中競爭力。

愛普特微電子自研的32位MCU通過CS 10V A級測試、ISO9001質(zhì)量體系等認證，具備高性能、高可靠性、低功耗、寬電壓、高抗干擾、高信噪比等特點，并有豐富外設及強大的定時器資源，產(chǎn)品性能達到工業(yè)級別要求，填補了國內(nèi)中高端MCU芯片的空白，實現(xiàn)進口芯片國產(chǎn)創(chuàng)新替代。同時愛普特也是國內(nèi)率先在55nm、40nm高端工藝制程上實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。量產(chǎn)的全國產(chǎn)MCU目前已累計出貨超億顆。

目前公司已開發(fā)出四大系列、幾十款型號的全國產(chǎn)、高可靠性32位MCU。預計于2023年，將發(fā)布超過6個系列、上百個型號的RISC-V核32位MCU產(chǎn)品。產(chǎn)品將從單核拓展到雙核，內(nèi)嵌Flash 從32KB到2MB，管腳覆蓋20Pin至276PIN，主頻從48MHz至2GHZ，以及豐富的外設資源，將覆蓋消費類、工控類、AI智能、車規(guī)級等應用。

武漢芯源半導體有限公司

研發(fā)總監(jiān)張亞凡

武漢芯源于2018年8月成立，為上市公司武漢力源信息的全資子公司，專注芯片的設計、研發(fā)、銷售及技術服務。

終端應用：涉及通信電子、工業(yè)電子、消費電子、新能源、安防監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子等多個行業(yè)，并且已經(jīng)在無線充方案、電子煙方案、水表方案、燃氣表方案、BLDC電動工具、BMS方案、三軸云臺、無線傳感器方案等項目中得到實際應用，未來將能夠滿足更多的市場需求。

技術優(yōu)勢：公司目前已推出通用主流型CW32F030系列、通用超值型CW32F003系列、低功耗全能型CW32L083系列以及低功耗超值型CW32L031系列。

芯片制造端：晶圓制造在上海華虹宏力，目前產(chǎn)品采用宏力的110納米工藝制程，封測在華天科技，擁有嚴格的技術和質(zhì)量把控。

設計團隊：在對通用需求保持廣泛兼容的同時，深入了解了市場同類產(chǎn)品在應用中的技術痛點，在MCU產(chǎn)品性能上做了多項硬核改良，比如芯片工作電壓范圍、芯片算力、時鐘精度、ADC有效位數(shù)、抗電磁干擾能力等核心指標均有很大提升。此外還增加了多級程序加密安全防護，可以妥善保護客戶知識產(chǎn)權。

供應鏈端：結合客戶行業(yè)的市場供需情況，以及上游的供應鏈端資源優(yōu)勢，充分做好預警、科學備料、產(chǎn)能規(guī)劃，確保客戶批量穩(wěn)定供貨。

寫在最后

前路漫漫，道阻且長，行則將至，MCU的發(fā)展需要的是長期的技術積累及供應鏈能力。

從相對更容易突破的消費類MCU市場切入，再往工業(yè)類和汽車類相對中高端產(chǎn)品方向發(fā)展，這是國產(chǎn)芯片公司自身技術積累和發(fā)展的必經(jīng)之路。正所謂真金不怕火煉，對于國產(chǎn)MCU廠商而言，要不斷地修煉內(nèi)功，產(chǎn)品升級迭代，走自主化設計之路，如此才能立于不敗之地。

免責聲明：本文轉(zhuǎn)載自“芯師爺”，本文僅代表作者個人觀點，不代表薩科微及行業(yè)觀點，只為轉(zhuǎn)載與分享，支持保護知識產(chǎn)權，轉(zhuǎn)載請注明原出處及作者，如有侵權請聯(lián)系我們刪除。

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