2020年Q3的一波漲價(jià)缺貨熱潮和地緣政治摩擦的“二重奏”下，MCU（單片機(jī)）作為最重要的器件，其國(guó)產(chǎn)替代成為研發(fā)工程師鉆心研究的重點(diǎn)。眼看2021年的日子所剩無(wú)幾，一些“嘗遍百草”的工程師向ICViews透露，國(guó)產(chǎn)MCU仍然存在一些顯而易見(jiàn)的問(wèn)題，雖然濃濃的“中國(guó)芯”情緒下能夠給國(guó)產(chǎn)足夠的時(shí)間，但的確影響目前的使用體驗(yàn)。問(wèn)題到底出現(xiàn)在哪里？
“國(guó)產(chǎn)MCU借著芯片荒這個(gè)‘東風(fēng)’著實(shí)火了一把”，一名嘗試多次國(guó)產(chǎn)替代的工程師如是說(shuō)。從IC insights調(diào)研數(shù)據(jù)來(lái)看，2019年全球MCU市場(chǎng)規(guī)模約為164億美元，而2020年MCU全球市場(chǎng)規(guī)模下滑8．6％至150億美元。
反觀中國(guó)MCU市場(chǎng)，行業(yè)增速穩(wěn)定，IC Insights調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)MCU市場(chǎng)在2019年規(guī)模達(dá)到約42億美元，占全球市場(chǎng)26％左右。值得一提的是2015－2019年復(fù)合增速高達(dá)9％，預(yù)計(jì)2020－2025年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)9．2％。無(wú)獨(dú)有偶，Gartner也得出中國(guó)MCU市場(chǎng)總量（TAM）在2020－25年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到9％的結(jié)論，高于全球MCU市場(chǎng)總量7％的年復(fù)合增長(zhǎng)率。
國(guó)產(chǎn)MCU乘勢(shì)而上
回顧2020年上半年，疫情給了全球汽車(chē)一記“沉重打擊”，而到20年下半年汽車(chē)行業(yè)復(fù)蘇遠(yuǎn)超車(chē)廠預(yù)計(jì)，導(dǎo)致MCU供需出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，而這種問(wèn)題也從汽車(chē)蔓延至工業(yè)工控領(lǐng)域。
MCU缺芯之下，一些工程師告訴ICViews記者，從去年到今年公司不斷要求將原有方案更換為國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)MCU確確實(shí)實(shí)乘著這股“熱潮”在各產(chǎn)品中獲得導(dǎo)入的機(jī)會(huì)，同時(shí)國(guó)產(chǎn)MCU的研發(fā)和更迭明顯加速。
特別是在最近，IC Insights預(yù)計(jì)今年整個(gè)IC市場(chǎng)的需求都非常強(qiáng)勁，整個(gè)IC市場(chǎng)銷(xiāo)售額有望增長(zhǎng)24％，并將首次在歷史上突破5000億美元。雖然在2020年中國(guó)大陸芯片自給率僅為15．9％，但可預(yù)見(jiàn)國(guó)產(chǎn)MCU的機(jī)會(huì)。
來(lái)源：IC insights
從應(yīng)用上來(lái)看，全球MCU中，33％集中在汽車(chē)電子中，25％在工控／醫(yī)療，23％在計(jì)算機(jī)，11％在消費(fèi)電子。而與全球MCU格局不同，中國(guó)MCU中占比最高的是消費(fèi)電子領(lǐng)域，占據(jù)了26％的整體市場(chǎng)，其次是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，占據(jù)了19％的整體市場(chǎng)，而工業(yè)與汽車(chē)則占比低于全球水平。
雖然國(guó)內(nèi)本土MCU廠商已在百家以上，但合計(jì)市占率卻不足15％，且工控和汽車(chē)有待拓展。因此這幾年整個(gè)MCU圈子飄來(lái)濃濃的“上車(chē)風(fēng)”，“得車(chē)規(guī)者得天下”，能夠勝任汽車(chē)的高安全標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，必然是“強(qiáng)者的證明”。記者在走訪多家企業(yè)時(shí)獲悉，MCU“上車(chē)”都成為企業(yè)的最高一個(gè)“臺(tái)階”。
一些企業(yè)力求“全面開(kāi)花”，保證其通用MCU產(chǎn)品能夠覆蓋產(chǎn)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)了解，國(guó)民技術(shù)的MCU產(chǎn)品覆蓋多達(dá)11個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，航順芯片的產(chǎn)品線(xiàn)也擁有高性能、低功耗、車(chē)規(guī)／工業(yè)級(jí)、經(jīng)濟(jì)型、專(zhuān)用型覆蓋各種應(yīng)用場(chǎng)景。
事實(shí)上，雖然國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)從缺芯中獲得了一波“紅利”，也無(wú)法擺脫行業(yè)“魔咒”，上游供應(yīng)問(wèn)題之下，同樣也會(huì)面臨關(guān)鍵材料缺貨的窘境。一些企業(yè)選擇了引導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行內(nèi)核的轉(zhuǎn)換，華大半導(dǎo)體曾表示會(huì)引導(dǎo)部分客戶(hù)從m0＋到產(chǎn)能不是很緊張的m4產(chǎn)品上，其他一些企業(yè)則是將產(chǎn)品線(xiàn)不斷擴(kuò)大，保證擁有M0／M0＋／M3／M4／M7／M23／M33的齊全產(chǎn)線(xiàn)。還有其他企業(yè)布局RISC－V指令集，諸如兆易創(chuàng)新、沁恒、航順芯片等，也有Arm＋RISC－V的雙處理器產(chǎn)品逐漸浮現(xiàn)。
從位數(shù)來(lái)講，8位和32位國(guó)產(chǎn)MCU幾乎包攬整個(gè)市場(chǎng)。芯知匯數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)通用型MCU市場(chǎng)規(guī)模占比中，32位占比54％，8位占比43％，4位占比2％，16位占比1％。全球MCU結(jié)構(gòu)分布上，62％的產(chǎn)品使用的是32位產(chǎn)品，23％使用的是16位產(chǎn)品，15％使用的4／8位產(chǎn)品。隨著系統(tǒng)任務(wù)復(fù)雜化，計(jì)算能力的需求越來(lái)越高，這促使MCU開(kāi)始邁向32位時(shí)代。
國(guó)產(chǎn)MCU顯而易見(jiàn)的問(wèn)題
既然國(guó)產(chǎn)MCU擁有如此龐大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，為什么還是有抵觸國(guó)產(chǎn)MCU的聲音？記者與多名大量試用國(guó)產(chǎn)進(jìn)行替代的工程師進(jìn)行對(duì)話(huà)，得出以下幾個(gè)主要問(wèn)題。
1、資料難求：這是工程師反映最為嚴(yán)重的問(wèn)題，一位多次替代卻每次都卡在資料上的工程師坦言，國(guó)外品牌之所以屹立不倒，是因?yàn)檎麠l產(chǎn)線(xiàn)成熟，開(kāi)發(fā)資料唾手可得，甚至隨意搜索便可獲得大量資料和問(wèn)題解答。
他提到一個(gè)頗為有意思的問(wèn)題，國(guó)外品牌擁有許多嵌入式教育機(jī)構(gòu)，這些教育機(jī)構(gòu)不僅擁有最詳細(xì)的教學(xué)教程，還翻譯了較難“啃”的英文手冊(cè)，成為小白在學(xué)習(xí)階段最好的幫助。這就導(dǎo)致，企業(yè)在招收工程師時(shí)，市場(chǎng)上都在學(xué)習(xí)國(guó)外產(chǎn)品，成為了一種良性循環(huán)，而反觀國(guó)內(nèi)MCU產(chǎn)品還沒(méi)有中文手冊(cè)，更不要說(shuō)視頻教程了。
2、售后無(wú)門(mén)：“售后電話(huà)永遠(yuǎn)打不通，打通了問(wèn)題永遠(yuǎn)是工程師”，一位在資料匱乏狀態(tài)下無(wú)奈撥通售后電話(huà)的工程師如是說(shuō)。事實(shí)上，從國(guó)外產(chǎn)品轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多少會(huì)遇到錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題，環(huán)境變量也非常影響產(chǎn)品運(yùn)行效果。
當(dāng)然，國(guó)內(nèi)MCU也不乏售后服務(wù)非常好的企業(yè)，“之所以這些產(chǎn)品未被接受，是因?yàn)椴糠止こ處煾畹俟虒?duì)國(guó)產(chǎn)品牌的不信任感”，一位完美替換國(guó)外產(chǎn)品的工程師表示，國(guó)外也并非全部都有好的售后服務(wù)，相信時(shí)間的力量，國(guó)產(chǎn)MCU總會(huì)被人們接受。
當(dāng)然，也有人強(qiáng)調(diào)，服務(wù)質(zhì)量關(guān)乎公司口碑，在有限的人力資源下，能夠理解公司選擇最佳的人力投入占比，但也希望公司能夠花更多錢(qián)去建立優(yōu)質(zhì)服務(wù)，以建立更好的口碑。
3、周期較長(zhǎng)：公司的效益與開(kāi)發(fā)時(shí)間息息相關(guān)，而一些產(chǎn)品能夠帶給工程師的替換時(shí)間非常少，公司也會(huì)有限考慮替換周期較短的產(chǎn)品，只有簡(jiǎn)單易替換bug少的MCU才有機(jī)會(huì)被“翻牌子”。
然而，這就又繞回了上述兩個(gè)問(wèn)題，工程師快速解決問(wèn)題的方法無(wú)非查資料和找技術(shù)支持，但事實(shí)上是能夠提貨成百上千的大客戶(hù)都能獲得非常好的技術(shù)支持，個(gè)人研發(fā)者在面對(duì)完善團(tuán)隊(duì)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)服務(wù)不響應(yīng)的情況。
除了技術(shù)支持和查看技術(shù)手冊(cè)，工程師也有其他解決問(wèn)題途徑，包括論壇、博客等，但畢竟國(guó)外產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)積累時(shí)間長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)MCU相關(guān)問(wèn)題獲取資料途徑有限。
相關(guān)問(wèn)題正在逐漸跟進(jìn)
當(dāng)然，這樣的問(wèn)題國(guó)產(chǎn)MCU廠商并非沒(méi)有意識(shí)到，但冰凍三尺非一日之寒，國(guó)外MCU產(chǎn)品長(zhǎng)期支配市場(chǎng)，相關(guān)資料積累談何容易。
一些廠商圍繞資料和生態(tài)著重進(jìn)行建立，上海復(fù)旦微電子集團(tuán)股份有限公司電力電子事業(yè)部技術(shù)市場(chǎng)總監(jiān)梁磊曾向記者表示，公司長(zhǎng)期運(yùn)維自己的開(kāi)發(fā)者論壇和微信公眾號(hào)，積極開(kāi)展與合作伙伴方案對(duì)接、平臺(tái)互通、系統(tǒng)兼容的工作，更是花費(fèi)兩年時(shí)間設(shè)計(jì)了圖形化配置工具－魔方，記者通過(guò)搜索引擎試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)這些資料非常容易被找到。
“若要追求半導(dǎo)體自主，需先構(gòu)建自主技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)”，上海芯旺微電子副總裁丁丁曾經(jīng)得出這樣的結(jié)論。實(shí)際上，假若工程師擁有一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，能夠極大加快開(kāi)發(fā)效率，而國(guó)際大廠也在主推自主的平臺(tái)，使得未來(lái)用戶(hù)產(chǎn)生更強(qiáng)的粘性。
一些廠商則圍繞服務(wù)完整性建立作為公司重點(diǎn)，某廠商FAE曾向記者透露，公司服務(wù)已建立服務(wù)考核機(jī)制，得不到響應(yīng)而被投訴FAE會(huì)有相應(yīng)的懲罰，同時(shí)公司也不斷壯大后服務(wù)的團(tuán)隊(duì)，定期進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)。
還有一些廠商不斷降低MCU的開(kāi)發(fā)門(mén)檻，具體表現(xiàn)在成品方案或半成品方案的提供、參考設(shè)計(jì)等方面，成熟的方案不僅大大加速上市時(shí)間，也能夠減少bug的產(chǎn)生。
“有些國(guó)產(chǎn)品牌真的非常不錯(cuò)，自己所使用的品牌也從未出現(xiàn)售后和技術(shù)支持問(wèn)題”，一位長(zhǎng)期使用國(guó)產(chǎn)MCU的工程師如是說(shuō)。但使用國(guó)產(chǎn)MCU也不能是“開(kāi)盲盒”式的，國(guó)產(chǎn)MCU仍需“抱團(tuán)取暖”。
資料和售后顯而易見(jiàn)是短期的問(wèn)題，在長(zhǎng)期的建立之下必然都可獲得極大的改善。反觀國(guó)外MCU技術(shù)，除了繼續(xù)提高能效比、安全性和降本降功耗，市面MCU產(chǎn)品也逐漸增加硬件加速器，甚至將MPU的部分功能放到MCU內(nèi)。在未來(lái)的時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)MCU解決重重阻礙仍需“打持久戰(zhàn)”。
