據(jù)研究機構(gòu)Omdia數(shù)據(jù)分析，2020-2024年預(yù)計全球工業(yè)半導(dǎo)體市場規(guī)模年均復(fù)合增長率為4.9%，到2024年，全球工業(yè)芯片市場銷售規(guī)模將達623億美元，增長率為26.9%。其中，作為實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，MCU成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中需要廣泛采用的電子產(chǎn)品之一。
IHS數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計到2022年，全球MCU銷售額將達到240億美元，中國MCU市場規(guī)模將達到319.3億元，市場增速領(lǐng)先全球。
中國MCU市場規(guī)模增長與預(yù)測
圖源 | IHS
風(fēng)口當(dāng)前，國產(chǎn)工業(yè)芯片力量也在悄然崛起，國民技術(shù)作為本土MCU行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，深入其中。
4月14日，2021慕尼黑上海電子展首日，國民技術(shù)總經(jīng)理助理牟鑫慧受邀與非網(wǎng)“深度對話”直播間，跟與非網(wǎng)記者圍繞《通用安全MCU為工業(yè)智能和安全賦能》主題進行了交流分享，深度剖析通用MCU為智能工控和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全助力，以及國民技術(shù)憑借自身技術(shù)積累和資源優(yōu)勢為行業(yè)帶來的革新。
與非網(wǎng)記者李晨光（左）、國民技術(shù)總經(jīng)理助理牟鑫慧（右）
本次慕尼黑上海電子展，國民技術(shù)展區(qū)分為10大主題，帶來了基于全系列芯片產(chǎn)品打造的80余件展品及MCU開發(fā)生態(tài)與客戶見面，其中與工業(yè)控制與聯(lián)網(wǎng)節(jié)點安全相關(guān)的版塊涵蓋電機控制、工業(yè)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)產(chǎn)品。
MCU為工業(yè)智能與安全賦能
近年來，“工業(yè)控制智能化”成為行業(yè)熱詞，牟鑫慧表示，智能化的工業(yè)控制離不開數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸和處理，好的數(shù)據(jù)分析模型可以實現(xiàn)可預(yù)測性的維護、更好的能源效率和更高的生產(chǎn)效率，因此工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與邊緣計算設(shè)備的結(jié)合與部署，是工業(yè)控制智能化的基礎(chǔ)和前提條件。據(jù)iothome統(tǒng)計，有超過80%的工業(yè)制造公司正在使用或計劃使用IoT設(shè)備。
不難發(fā)現(xiàn)，在實際應(yīng)用中，在不同的工業(yè)現(xiàn)場，對數(shù)據(jù)的采集、分析和處理都提出了包括實時性、安全性、準(zhǔn)確性等多方面的要求，那么從MCU層面來看，該如何滿足該趨勢的發(fā)展？
“工業(yè)控制具有特殊性，通常要求具備實時、高效、安全、可靠等特性，對智能化控制器MCU提出了更高的功能和性能要求。國民技術(shù)MCU采用先進的40nm工藝，在設(shè)計上采用低功耗電源管理、CPU加速、密碼硬件加速等系列先進技術(shù)，硬件加速極大提升算法性能，硬件加速后的算法性能是軟件算法的數(shù)十倍甚至百倍，而且在提高安全能力的同時，不會影響到本身處理性能。憑借產(chǎn)品高性能、高集成度、高可靠性、低能耗、安全等特色，可應(yīng)用于多種工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用場景，包括工業(yè)控制、電機控制、智能表計、電池及能源管理、通信、機器人、汽車電子等領(lǐng)域。”牟鑫慧向與非網(wǎng)記者介紹了國民技術(shù)和MCU在其中的作用與價值。
隨著物聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口的持續(xù)醞釀，國民技術(shù)看到了該市場應(yīng)用廣泛且碎片化的特點，而相比針對特定場景的專用MCU，通用MCU資源豐富、外設(shè)接口眾多，更能夠應(yīng)對復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境。在這些需求和趨勢驅(qū)動下，國民技術(shù)基于多年的芯片設(shè)計經(jīng)驗，形成了“通用+安全”的MCU發(fā)展策略，以及“安全+通用+無線射頻”的技術(shù)平臺。
“安全方面，為了更好地賦能工業(yè)智能與安全，MCU產(chǎn)品采用安全SoC技術(shù)平臺架構(gòu)，基于32位ARM Cortex-M處理器內(nèi)核，集成了豐富模擬資源與接口，內(nèi)置多種密碼算法硬件加速引擎以及安全單元，采用讀寫保護、安全存儲、分區(qū)權(quán)限管理、時鐘安全、密碼算法加速、安全版圖、攻擊檢測等多種安全機制，并且完整支持國密和國際密碼算法，大大提升了通用MCU的安全能力。”牟鑫慧補充道，基于在安全技術(shù)的既有優(yōu)勢，國民技術(shù)致力于為物聯(lián)網(wǎng)植入安全基因，設(shè)計具有安全屬性的通用MCU產(chǎn)品。
MCU市場格局待破
隨著工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、智能化的不斷深入，工業(yè)應(yīng)用市場的新需求給MCU市場帶來了發(fā)展機遇。
在市場前景廣闊的情況下，一份來自研究機構(gòu)Omdia的數(shù)據(jù)報告顯示，在中國工業(yè)MCU應(yīng)用市場中，國外廠商占據(jù)90%的市場份額。目前國內(nèi)MCU廠商主要在消費電子、智能卡等中低端應(yīng)用領(lǐng)域競爭，在市場潛力大且利潤高的工業(yè)控制、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)市場，基本都被國外MCU廠商壟斷，國內(nèi)廠商份額寥寥。
對于如何抓住機遇，牟鑫慧指出，國內(nèi)廠商依靠高性價比的優(yōu)勢逐步占領(lǐng)中低端MCU領(lǐng)域，近幾年本土MCU發(fā)展迅速，已經(jīng)到了可以在絕大部分領(lǐng)域替代國外同類產(chǎn)品的程度。主要的差距在于，本土MCU的開發(fā)生態(tài)沒有國外產(chǎn)品豐富，本土MCU應(yīng)用方案的多樣性和成熟度還有待提升，客戶信心和使用習(xí)慣的培養(yǎng)也需要一個長期的過程。這些方面都需要本土MCU廠商奮起直追，迎頭趕上。另一方面，國內(nèi)廠商在市場服務(wù)上更具優(yōu)勢，從而有可能成為打破國外企業(yè)壟斷的重要因素。
以國民技術(shù)為代表的國內(nèi)MCU頭部企業(yè)，正在深耕行業(yè)、推陳出新，除了不斷探索通用MCU的技術(shù)演進，國民技術(shù)還注重于方案創(chuàng)新，在工業(yè)信息化、智能化發(fā)展的趨勢下，不斷豐富產(chǎn)品線和產(chǎn)品應(yīng)用方向。其中，電機控制系列MCU致力于打造高性能、低BOM成本、高可靠性、低噪聲和小體積等產(chǎn)品和方案，攜優(yōu)勢產(chǎn)品迎接市場機遇。
缺芯潮下的挑戰(zhàn)與機遇
MCU供需失衡行情已經(jīng)持續(xù)至今。
近日有消息稱，小家電與消費性MCU供給偏緊壓力繼續(xù)加大，交貨周期從正常的4-6周拉長到5-10個月。臺灣地區(qū)主要MCU廠商傳出近期再度調(diào)漲報價10%-20%。同時，頭部MCU廠商今年底前的產(chǎn)能均已訂滿，小家電等下游客戶已爭相洽談明年上半年產(chǎn)能分配事宜。
對于全球芯片短缺問題，牟鑫慧指出，全球晶圓緊張引發(fā)的芯片缺貨潮對產(chǎn)業(yè)鏈影響較大，但對公司芯片的代工生產(chǎn)影響有限。公司安排專門的團隊做好保供應(yīng)方面的具體工作，包括在與供應(yīng)商就短期產(chǎn)能、長期產(chǎn)能供給合作、交期保障合作、產(chǎn)品供貨質(zhì)量合作等方面形成一系列的工作協(xié)同關(guān)系，力爭通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同對市場需求的把握，推動做好長周期物料、材料等影響交期、產(chǎn)能的協(xié)作，通過通力協(xié)作，將產(chǎn)品周期和成本控制在業(yè)內(nèi)有競爭力的范疇。
另一方面，牟鑫慧表示，這波芯片慌在某種程度上有利于國產(chǎn)芯片品牌的發(fā)展壯大。在當(dāng)前MCU市場缺貨行情持續(xù)的情況下，原本使用國外芯片的許多下游整機廠商也會轉(zhuǎn)向國內(nèi)芯片廠商進行采購，愿意給國產(chǎn)替代一個機會，本土MCU產(chǎn)業(yè)鏈有望加速產(chǎn)品的市場拓展，提升產(chǎn)品迭代和出貨量，從而進一步受益于MCU市場高漲的應(yīng)用需求。
綜合來看，在全球貿(mào)易關(guān)系日益緊張、突發(fā)疫情以及芯片荒的影響下，國產(chǎn)芯片將迎來轉(zhuǎn)機。
寫在最后
5G時代加速來臨，未來工業(yè)控制或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的智能連接數(shù)將大為增加，設(shè)備類型日趨多樣化。接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備數(shù)量和類型越來越多，因此高性能、高安全、易于管理的邊緣計算設(shè)備需求的爆發(fā)將帶動包括MCU、無線射頻、安全芯片在內(nèi)的相關(guān)芯片的發(fā)展。
為了更好地在工業(yè)/物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向進行市場拓展，國民技術(shù)以解決工業(yè)細分市場應(yīng)用痛點為突破口，從技術(shù)突破到產(chǎn)品運營，從應(yīng)用落地回到技術(shù)再創(chuàng)新，一直在推動國產(chǎn)工業(yè)芯片發(fā)展的路上持續(xù)發(fā)力，以實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的多方合作共贏為目標(biāo)。
“工業(yè)智能控制與物聯(lián)安全之路，國產(chǎn)MCU任重道遠。國民技術(shù)通過打造通用安全MCU產(chǎn)品，持續(xù)賦能工業(yè)智能與安全”，采訪最后，牟鑫慧說道。