目前在通用MCU市場和移動處理器市場中,以ARM架構的MCU占據了比較大的市場份額。其成功主要是以ARM架構的行業生態系統的成功。ARM架構MCU在性能、功耗和成本上不斷的提升,這使得它更適應微控制器應用領域,而豐富的第三方軟、硬件支持,也使得客戶在開發產品上更加便利和快速。
恩智浦半導體(NXP)的全線微控制器產品100%專注于ARM架構,該公司高級應用經理王朋朋表示:“對各家半導體廠家來說,如果不采用ARM架構,就有可能被市場和客戶所冷落;而如果加入ARM這一大家族,則一定要在產品的定位和差異化設計上帶來亮點。這對半導體廠商的市場定位、設計技術、應用開發、客戶服務都提出了更高的要求,對整個行業的發展都在起到一個推動作用,同時也意味著用戶可以得到更好的產品和更好的支持服務。”
更多的MCU廠商發展以ARM內核的通用MCU產品,在使用同一內核的市場上,產品競爭將會更加激烈,如何實行產品開發的差異化、本地化以及如何提升產品的性價比成為半導體廠商2012年在中國市場必須面對的挑戰。
TI 欲推動MCU市場洗牌
在經過2011年的策略調整之后,德州儀器(TI) 將微控制器業務的重要性提到了一個前所未有的戰略高度。該公司副總裁兼微控制器業務部總經理Scott Roller表示:“全球嵌入式領域的市場規模預估是18個Billion,其中MCU就占了14個Billion,從TI的角度,如果我們注重嵌入式處理的話,MCU就是非常重要的一個部分。2011年在嵌入式部分我們的市場份額約為11.9%,其中MCU大概占全球6%。眾所周知,目前瑞薩和飛思卡爾是全球MCU雙雄,而我們在未來幾年的目標是至少成為老二。”
回顧全球MCU供應商排名,TI在2009和2010年連續兩年位列第六,要想在短期內迅速躋身三甲,有什么殺手锏呢?Scott Roller給出的答案是:贏在中國。
Scott Roller:眾所周知,目前瑞薩和飛思卡爾是全球MCU雙雄,而TI在未來幾年的目標是至少成為老二。
他認為,TI在中國市場會取得勝利的理由有三:首先,TI擁有廣闊的產品線。除了低功耗產品線MSP430和實時控制產品線C2000,近幾年更積極推進基于ARM架構的MCU,包括基于Cortex-M3的Stellaris系列以及基于Cortex-A8&ARM9的Sitara系列產品。特別值得一提的是,TI還有很多為中國市場專門定制的產品,比如智能電網方案。而且TI在射頻、模擬方面有非常大的優勢,這樣TI可以有一整套東西賣給客戶,客戶就可以只針對一個供應商合作。
其次,產品方案布局合理切題。TI的產品開發緊扣中國市場發展脈搏,既有面向工業控制、家電領域等傳統市場的低能耗方案,也有面向新興市場,比如醫療電子(血壓計、血糖儀)、新能源(太陽能逆變器)、物聯網(傳感器)應用的高性能方案。2011年面向中國需求巨大的三表(電表、水表、氣表)市場,TI的MCU也有出色表現。
第三,TI在中國有非常廣闊的合作伙伴,可以一起開發適合中國市場的產品。TI提供給客戶的支持是全方位的,FAE的支持,軟件,開發工具、參考設計的支持,還有TI的代理商都可以提供很好的服務給客戶。比如,在電表部分的參考設計,TI可以提供一整套的完整方案,這樣客戶可以很方便利用到開發中去。有一些客戶直接拿到TI的板子,一兩個月就可以生產新產品。
此外Scott Roller還強調,汽車電子MCU也是TI在中國市場的一個推廣重點。他說:“TI面向汽車市場提供的TMS570產品使用的是ARM Cortex-R4架構,最主要的它是一個三核的產品,這個架構主要要用在對穩定性要求高的系統,汽車就是一個典型的應用。以后大家會慢慢聽到TI有很多汽車電子產品,并且我們會重點加強針對中國、巴西以及印度這三個市場的開發。”
日本MCU巨頭聯手抗敵
不過,其他MCU供應商顯然不打算讓TI專美于前。從去年11月基于ARM Cortex M3內核的FM3面市之后,富士通半導體一口氣發布了3波新品。其中,高性能產品線主要針對于密集型處理器、高處理性能和多通訊應用,這一系列MCU主頻高達144MHz,擁有豐富的通訊外設,如以太網、USB、CAN和各種同步通訊接口。寬的操作電壓將提供更好的電平接口和EMC性能。高性能產品線其應用領域主要有工業系統設備、變頻控制器、伺服電機控制器、BEMS、HEMS及其它節能管理儀器、辦公室設備等。
基本群產品線具有40MHz主頻,電壓兼容3V和5V系統,具有USB主從功能,同步通訊接口以及電機控制模塊,主要應用為替代現行16位MCU的大部分市場和變頻家電控制、變頻工業控制以及需要USB功能的儀表和數碼外設等。
超低漏電產品線除了豐富的外設功能外,還支持1.8V到5.5V的寬電壓操作,優化的工作和節能模式將為客戶提供更低的功耗管理,其主要應用為智能儀器儀表、數碼外設和其它需要低功耗的各種應用。
彭濤:富士通今年會推出適合中國本地市場的,以ARM Cortex M3內核的32位FM3 MCU產品。
該公司市場部經理彭濤介紹說,富士通2011-2012年在中國MCU市場的發展策略,主要可以概況為以下兩點:
首先,在MCU產品開發上,將加大本地研發,推出更多適合于中國及亞洲市場的MCU產品。“8位MCU和32位MCU將是富士通半導體在中國市場主力研發、推廣和應用的產品,我們會在中國投入設計資源,推出適合中國本地市場的以ARM Cortex M3內核的32位FM3 MCU產品。” 彭濤表示。
其次,在市場應用方面,富士通MCU產品主要集中在家電、汽車電子、工業控制和消費類產品市場。32位FM3產品將是富士通半導體主力推廣的產品,其應用將涵蓋目前市場的高端8位MCU、16位MCU和32位MCU。在中國本地重點應用于節能增效的變頻家電和變頻工控市場、智能儀器儀表、工業自動化控制和低功耗的數碼外設市場。
另據日媒最新消息,日本半導體產業巨頭瑞薩、富士通以及松下三大企業計劃合并半導體芯片業務,三方目前正在就具體的合并事宜進行交涉,力爭在3月底達成一致,合資公司就由日本產業革新機構出資成立。如果這一合并實現,將有力鞏固日系供應商在MCU市場的霸主地位。
競逐低功耗SOC戰場
實際上,除了前文提到的3大產品線,富士通的整個FM3家族還有第四條產品線,即低功耗產品線,目前還未發布新的產品。不過彭濤透露說,富士通很快就將在2012年初發布屬于低功耗產品線的LCD段碼驅動器。
從驅動方式以及產品應用的不同,顯示驅動控制器包括段碼式、點陣式、STN和TFT等幾種。而從集成方法來看,顯示控制器可以是獨立的控制芯片,也可以集成在LCD屏上成為一個LCD模塊,而目前的發展趨勢則是把顯示控制集成在MCU中成為可以直接驅動LCD顯示的微控制器。
恩智浦日前搶先一步推出業界首款集成了LCD段碼驅動器的ARM Cortex-M0微控制器LPC11D00 和LPC12D00系列,可在單一芯片中實現高對比度和亮度。 LPC11D00和LPC12D00內置了恩智浦PCF8576D LCD驅動器,可將總體系統成本降低15%,同時提供LCD無縫集成,適合工業自動化、白色家電、照明設備、家用電器和便攜式醫療器械等多種應用。王朋朋表示:“把顯示控制直接集成在MCU內部,無需外加芯片,總線傳輸的帶寬性能更好,同時可以享受到高級程度帶來的成本上的降低,因此是未來的主流發展方向。”
LPC11D00系列繼承了LPC1100L低功耗系列靈活的功耗管理方法,在運行時功耗目前已達到業界最低的130uA/MHz,深度掉電功耗則可低至220nA。同時還采用了NXP獨有的Power Profile技術,可以通過軟件來選擇設置不同的運行模式:低功耗模式,高性能模式,或者這兩者之間的最優平衡即高效能模式。并且,由于集成了顯示驅動,LPC11D00系列把這一部分也納入了整個芯片統一的功耗管理中。
低功耗應用也是ADI公司在SOC(片上系統)領域的發展方向。ADI近期正式推出LED電荷泵背光驅動器ADP8866。它結合了可編程背光LED電荷泵驅動器和自動閃爍功能。9個LED驅動器可以獨立編程,具有可編程LED閃爍序列及低功耗特性可編程的漸亮/漸暗和閃爍序列支持自動產生復雜的LED效果,從而節省處理器帶寬并降低功耗。
王朋朋:把顯示控制直接集成在MCU內部,總線傳輸的帶寬性能更好,同時可以享受到高級程度帶來的成本上的降低。
ADI精密ADC產品線產品應用經理魏科表示:“除了具有突出的低功耗特性,集成有高性能的模擬外設也是ADI保持自身在行業領先優勢的原因之一。在樓宇自動化、醫療監控以及工業過程控制領域,無線通訊正日益普及。集成有無線收發器、微處理器和模擬前端的無線SOC為這些無線傳感應用提供了很好的解決方案。”ADI日前發布的ADUCRF101集成有<1GHZ的RF收發器、高效的ARM Cortex-M3內核(190uA/MHz)以及14-bit 500KSPS ADC模擬前端。”
總體看來,雖然采用ARM架構開發MCU產品,尤其是32位MCU產品,已經成為MCU產品領域的主流趨勢,但是未來多元化MCU架構仍將是市場發展的主流。其中,MCU集成DSP的構架也會越來越多。魏科表示:“把DSP和微處理器進行結合,用單一芯片實現這兩種功能,將會大大加速個人通信機、智能電話、無線網絡產品的開發,簡化設計,減小PCB體積,減小功耗,降低整個系統成本。”
恩智浦半導體(NXP)的全線微控制器產品100%專注于ARM架構,該公司高級應用經理王朋朋表示:“對各家半導體廠家來說,如果不采用ARM架構,就有可能被市場和客戶所冷落;而如果加入ARM這一大家族,則一定要在產品的定位和差異化設計上帶來亮點。這對半導體廠商的市場定位、設計技術、應用開發、客戶服務都提出了更高的要求,對整個行業的發展都在起到一個推動作用,同時也意味著用戶可以得到更好的產品和更好的支持服務。”
更多的MCU廠商發展以ARM內核的通用MCU產品,在使用同一內核的市場上,產品競爭將會更加激烈,如何實行產品開發的差異化、本地化以及如何提升產品的性價比成為半導體廠商2012年在中國市場必須面對的挑戰。
TI 欲推動MCU市場洗牌
在經過2011年的策略調整之后,德州儀器(TI) 將微控制器業務的重要性提到了一個前所未有的戰略高度。該公司副總裁兼微控制器業務部總經理Scott Roller表示:“全球嵌入式領域的市場規模預估是18個Billion,其中MCU就占了14個Billion,從TI的角度,如果我們注重嵌入式處理的話,MCU就是非常重要的一個部分。2011年在嵌入式部分我們的市場份額約為11.9%,其中MCU大概占全球6%。眾所周知,目前瑞薩和飛思卡爾是全球MCU雙雄,而我們在未來幾年的目標是至少成為老二。”
回顧全球MCU供應商排名,TI在2009和2010年連續兩年位列第六,要想在短期內迅速躋身三甲,有什么殺手锏呢?Scott Roller給出的答案是:贏在中國。
Scott Roller:眾所周知,目前瑞薩和飛思卡爾是全球MCU雙雄,而TI在未來幾年的目標是至少成為老二。
他認為,TI在中國市場會取得勝利的理由有三:首先,TI擁有廣闊的產品線。除了低功耗產品線MSP430和實時控制產品線C2000,近幾年更積極推進基于ARM架構的MCU,包括基于Cortex-M3的Stellaris系列以及基于Cortex-A8&ARM9的Sitara系列產品。特別值得一提的是,TI還有很多為中國市場專門定制的產品,比如智能電網方案。而且TI在射頻、模擬方面有非常大的優勢,這樣TI可以有一整套東西賣給客戶,客戶就可以只針對一個供應商合作。
其次,產品方案布局合理切題。TI的產品開發緊扣中國市場發展脈搏,既有面向工業控制、家電領域等傳統市場的低能耗方案,也有面向新興市場,比如醫療電子(血壓計、血糖儀)、新能源(太陽能逆變器)、物聯網(傳感器)應用的高性能方案。2011年面向中國需求巨大的三表(電表、水表、氣表)市場,TI的MCU也有出色表現。
第三,TI在中國有非常廣闊的合作伙伴,可以一起開發適合中國市場的產品。TI提供給客戶的支持是全方位的,FAE的支持,軟件,開發工具、參考設計的支持,還有TI的代理商都可以提供很好的服務給客戶。比如,在電表部分的參考設計,TI可以提供一整套的完整方案,這樣客戶可以很方便利用到開發中去。有一些客戶直接拿到TI的板子,一兩個月就可以生產新產品。
此外Scott Roller還強調,汽車電子MCU也是TI在中國市場的一個推廣重點。他說:“TI面向汽車市場提供的TMS570產品使用的是ARM Cortex-R4架構,最主要的它是一個三核的產品,這個架構主要要用在對穩定性要求高的系統,汽車就是一個典型的應用。以后大家會慢慢聽到TI有很多汽車電子產品,并且我們會重點加強針對中國、巴西以及印度這三個市場的開發。”
日本MCU巨頭聯手抗敵
不過,其他MCU供應商顯然不打算讓TI專美于前。從去年11月基于ARM Cortex M3內核的FM3面市之后,富士通半導體一口氣發布了3波新品。其中,高性能產品線主要針對于密集型處理器、高處理性能和多通訊應用,這一系列MCU主頻高達144MHz,擁有豐富的通訊外設,如以太網、USB、CAN和各種同步通訊接口。寬的操作電壓將提供更好的電平接口和EMC性能。高性能產品線其應用領域主要有工業系統設備、變頻控制器、伺服電機控制器、BEMS、HEMS及其它節能管理儀器、辦公室設備等。
基本群產品線具有40MHz主頻,電壓兼容3V和5V系統,具有USB主從功能,同步通訊接口以及電機控制模塊,主要應用為替代現行16位MCU的大部分市場和變頻家電控制、變頻工業控制以及需要USB功能的儀表和數碼外設等。
超低漏電產品線除了豐富的外設功能外,還支持1.8V到5.5V的寬電壓操作,優化的工作和節能模式將為客戶提供更低的功耗管理,其主要應用為智能儀器儀表、數碼外設和其它需要低功耗的各種應用。
彭濤:富士通今年會推出適合中國本地市場的,以ARM Cortex M3內核的32位FM3 MCU產品。
該公司市場部經理彭濤介紹說,富士通2011-2012年在中國MCU市場的發展策略,主要可以概況為以下兩點:
首先,在MCU產品開發上,將加大本地研發,推出更多適合于中國及亞洲市場的MCU產品。“8位MCU和32位MCU將是富士通半導體在中國市場主力研發、推廣和應用的產品,我們會在中國投入設計資源,推出適合中國本地市場的以ARM Cortex M3內核的32位FM3 MCU產品。” 彭濤表示。
其次,在市場應用方面,富士通MCU產品主要集中在家電、汽車電子、工業控制和消費類產品市場。32位FM3產品將是富士通半導體主力推廣的產品,其應用將涵蓋目前市場的高端8位MCU、16位MCU和32位MCU。在中國本地重點應用于節能增效的變頻家電和變頻工控市場、智能儀器儀表、工業自動化控制和低功耗的數碼外設市場。
另據日媒最新消息,日本半導體產業巨頭瑞薩、富士通以及松下三大企業計劃合并半導體芯片業務,三方目前正在就具體的合并事宜進行交涉,力爭在3月底達成一致,合資公司就由日本產業革新機構出資成立。如果這一合并實現,將有力鞏固日系供應商在MCU市場的霸主地位。
競逐低功耗SOC戰場
實際上,除了前文提到的3大產品線,富士通的整個FM3家族還有第四條產品線,即低功耗產品線,目前還未發布新的產品。不過彭濤透露說,富士通很快就將在2012年初發布屬于低功耗產品線的LCD段碼驅動器。
從驅動方式以及產品應用的不同,顯示驅動控制器包括段碼式、點陣式、STN和TFT等幾種。而從集成方法來看,顯示控制器可以是獨立的控制芯片,也可以集成在LCD屏上成為一個LCD模塊,而目前的發展趨勢則是把顯示控制集成在MCU中成為可以直接驅動LCD顯示的微控制器。
恩智浦日前搶先一步推出業界首款集成了LCD段碼驅動器的ARM Cortex-M0微控制器LPC11D00 和LPC12D00系列,可在單一芯片中實現高對比度和亮度。 LPC11D00和LPC12D00內置了恩智浦PCF8576D LCD驅動器,可將總體系統成本降低15%,同時提供LCD無縫集成,適合工業自動化、白色家電、照明設備、家用電器和便攜式醫療器械等多種應用。王朋朋表示:“把顯示控制直接集成在MCU內部,無需外加芯片,總線傳輸的帶寬性能更好,同時可以享受到高級程度帶來的成本上的降低,因此是未來的主流發展方向。”
LPC11D00系列繼承了LPC1100L低功耗系列靈活的功耗管理方法,在運行時功耗目前已達到業界最低的130uA/MHz,深度掉電功耗則可低至220nA。同時還采用了NXP獨有的Power Profile技術,可以通過軟件來選擇設置不同的運行模式:低功耗模式,高性能模式,或者這兩者之間的最優平衡即高效能模式。并且,由于集成了顯示驅動,LPC11D00系列把這一部分也納入了整個芯片統一的功耗管理中。
低功耗應用也是ADI公司在SOC(片上系統)領域的發展方向。ADI近期正式推出LED電荷泵背光驅動器ADP8866。它結合了可編程背光LED電荷泵驅動器和自動閃爍功能。9個LED驅動器可以獨立編程,具有可編程LED閃爍序列及低功耗特性可編程的漸亮/漸暗和閃爍序列支持自動產生復雜的LED效果,從而節省處理器帶寬并降低功耗。
王朋朋:把顯示控制直接集成在MCU內部,總線傳輸的帶寬性能更好,同時可以享受到高級程度帶來的成本上的降低。
ADI精密ADC產品線產品應用經理魏科表示:“除了具有突出的低功耗特性,集成有高性能的模擬外設也是ADI保持自身在行業領先優勢的原因之一。在樓宇自動化、醫療監控以及工業過程控制領域,無線通訊正日益普及。集成有無線收發器、微處理器和模擬前端的無線SOC為這些無線傳感應用提供了很好的解決方案。”ADI日前發布的ADUCRF101集成有<1GHZ的RF收發器、高效的ARM Cortex-M3內核(190uA/MHz)以及14-bit 500KSPS ADC模擬前端。”
總體看來,雖然采用ARM架構開發MCU產品,尤其是32位MCU產品,已經成為MCU產品領域的主流趨勢,但是未來多元化MCU架構仍將是市場發展的主流。其中,MCU集成DSP的構架也會越來越多。魏科表示:“把DSP和微處理器進行結合,用單一芯片實現這兩種功能,將會大大加速個人通信機、智能電話、無線網絡產品的開發,簡化設計,減小PCB體積,減小功耗,降低整個系統成本。”
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