電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/程文智）2020年還有幾天就將結(jié)束，這一年是下一個十年的開局之年，可這個開局并不完美。年初的新冠疫情幾乎打亂了所有行業(yè)的發(fā)展節(jié)奏，全年的中美貿(mào)易沖突讓很多國家和地區(qū)也深受影響。不過技術(shù)的創(chuàng)新依然在向前發(fā)展，5G如期而至、人工智能開始落地、自動駕駛也在穩(wěn)步推進(jìn)、SpaceX升級版貨運(yùn)龍飛船首飛成功、中國嫦娥五號“攬月”而歸等等。

在這些科技事件的背后，有一個產(chǎn)品在默默提供支持，那就是MCU。而今年的MCU行業(yè)也不平靜，比如給大多數(shù)MCU企業(yè)提供IP核的Arm公司賣身Nvidia、MCU缺貨與漲價之聲從年初延續(xù)到了年底、RISC-V內(nèi)核的MCU開始多了起來……，為此，<電子發(fā)燒友>特意盤點(diǎn)了2020年MCU行業(yè)發(fā)生的十大事件，供大家回顧。

一、MCU缺貨漲價潮從年初延續(xù)到了年尾

2020年12月份，多家MCU廠商都宣布漲價。ST在前幾天正式發(fā)布了漲價通知，2021年1月1日起，全線產(chǎn)品漲價；在ST宣布漲價之前，盛群（合泰）、凌通、松翰、閎康、新唐這五大臺灣MCU廠商也公開稱因成本上漲，同步調(diào)升產(chǎn)品報價，部分品項(xiàng)調(diào)幅超過10%，且有產(chǎn)品交期甚至拉長至10個月。另外，日本MCU廠商瑞薩電子也在不久前發(fā)布了漲價通知，交期拉長至4個月以上。
MCU缺貨漲價的原因可能有以下幾個：
一是，從晶圓到芯片出貨時間周期約要半年。一個芯片從設(shè)計、制造、封裝、測試，再到出貨，其實(shí)是需要很長一段時間的。即使不算設(shè)計和試產(chǎn)的時間，拿一個使用成熟工藝的成熟芯片來說，從晶圓制造開始，到封裝測試，再到出貨，一般也需要半年左右的時間。因此，芯片原廠都是按照訂單排期，預(yù)先安排產(chǎn)能的，畢竟晶圓備貨都是需要真金白銀的，要是備貨太多沒賣出去對原廠的傷害也很大。
二是，芯片原廠減少了晶圓備貨。今年年初的新冠疫情，突入其來，一時間各行各業(yè)都受到了影響，不少工廠停工，貿(mào)易也受阻，不少企業(yè)裁員的裁員，減少支出的減少支出，上半年時，大家對未來預(yù)期普遍都不看好。原廠看到這種情況后，在上半年做計劃的時候，不約而同地都選擇了減少晶圓備貨，據(jù)說有的原廠減少了1/3以上的備貨。
三是，華為受到美國政府的打壓，導(dǎo)致華為在晶圓代工廠加大了訂單，導(dǎo)致國內(nèi)6、7、8月份國內(nèi)的主要封裝家工廠訂單基本都是以華為為主，國內(nèi)其他的半導(dǎo)體廠商基本很難拿到產(chǎn)能。只能往后排。
四是，由于中美貿(mào)易沖突的問題，華為受美國影響較大，華為很多芯片類產(chǎn)品因?yàn)橹撇迷虿荒苌a(chǎn)了，比如華為的麒麟處理器芯片，智能電視用的鴻鵠芯片、安防芯片、服務(wù)器存儲芯片、巴龍系列芯片等等。
特別是安防使用的IPC SoC芯片，華為之前在這塊市場占了70%以上的份額，現(xiàn)在一下子都不能生產(chǎn)了，但是市場需求卻沒有變小，這就需要其他企業(yè)的產(chǎn)品來填補(bǔ)這塊市場。因此，國內(nèi)其他企業(yè)紛紛下單給晶圓代工廠，但這類芯片很多都是新進(jìn)入的企業(yè)的新設(shè)計方案，流片試產(chǎn)都需要占用晶圓代工廠的產(chǎn)線，新芯片良率提升往往需要時間，現(xiàn)在這些新增的產(chǎn)品將會大大降低晶圓代工廠和封裝廠的生產(chǎn)效率，出貨緩慢。
五是，國內(nèi)電子行業(yè)在下半年開始整體恢復(fù)，特別是海外市場，上半年積壓的海外訂單一下子全爆發(fā)了，但是很多工廠在上半年的時候基本沒有備貨。一時間訂單暴增，芯片原廠之前的產(chǎn)能難以滿足需求。
六是，晶圓代工廠在淡季的時候一般會把產(chǎn)線給MOSFET這類利潤比較低的產(chǎn)品，但一旦到了旺季，一般都會讓步給利潤高的IC，下半年國內(nèi)和國外都是旺季。因此，很多MOSFET和利潤不高的MCU等產(chǎn)品，比較難拿到產(chǎn)能。
七是國內(nèi)新基建和信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)需求大漲，原來削減了備貨計劃的原廠又開始加大備貨了，開始給晶圓廠下大訂單，這樣在大客戶擠壓的擠壓下，小訂單新客戶，以及小客戶的需求排期往往被延期。
也正是在這些多重因素疊加，半導(dǎo)體市場開始了產(chǎn)能緊張，貨源緊張的情況，再加上晶圓代工廠和封裝廠漲價的因素影響，芯片原廠也不得不調(diào)高芯片價格。

二、NVIDIA 400億美元收購Arm

9月14日，英偉達(dá)（NVIDIA）與軟銀集團(tuán)（SoftBank）宣布達(dá)成一項(xiàng)最終協(xié)議，根據(jù)該協(xié)議，英偉達(dá)將以400億美元的價格從軟銀集團(tuán)和其旗下的愿景基金（Vision Fund）收購英國芯片設(shè)計子公司Arm。
根據(jù)協(xié)議，英偉達(dá)將向軟銀集團(tuán)支付120億美元的現(xiàn)金，以及價值215億美元的英偉達(dá)股票，其中還包括簽約時，即刻支付的20億美元。
雙方在聯(lián)合聲明中表示，如果Arm未來的業(yè)績表現(xiàn)達(dá)到特定目標(biāo)，軟銀還可能獲得額外的50億美元現(xiàn)金或股票。在收購之后，英偉達(dá)還將向Arm員工發(fā)行15億美元的股本。
如果英偉達(dá)成功收購Arm，這將是今年以來規(guī)模最大的并購交易之一，也可能是有史以來最大的半導(dǎo)體交易。
收購Arm將改變英偉達(dá)目前過度依賴于GPU產(chǎn)品的現(xiàn)狀，通過此次收購，英偉達(dá)將可獲得更多移動CPU/GPU IP，將極大的豐富自己的產(chǎn)品線，并將使得英偉達(dá)可以進(jìn)入移動處理器領(lǐng)域，同時有望將其在顯卡端的優(yōu)勢延展到移動端。
不過，由于英偉達(dá)本身與一些Arm現(xiàn)有客戶存在競爭關(guān)系，這也使得外界擔(dān)心英偉達(dá)收購Arm后會影響Arm的中立性，從而導(dǎo)致Arm的客戶轉(zhuǎn)向其競爭對手RISC-V。

三、RISC-V架構(gòu)的MCU玩家越來越多

10月份時日本MCU廠商瑞薩電子宣布與RISC-V 架構(gòu)嵌入式 CPU 內(nèi)核及相關(guān) SoC 開發(fā)環(huán)境的供應(yīng)商——Andes Technology 啟動技術(shù)IP合作。瑞薩選擇AndesCore 32位RISC-V CPU內(nèi)核IP，應(yīng)用于其全新的專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中，并將于2021年下半年開始為客戶提供樣片。
12月份，中微半導(dǎo)體(深圳)股份有限公司(簡稱CMSemicon)，宣布正式發(fā)布首款集成RISC-V內(nèi)核的32位微控制器-ANT32RV56xx。該系列芯片搭載芯來科技(Nuclei System Technology) N100系列超低功耗RISC-V處理器內(nèi)核，集成模擬外設(shè)并簡化設(shè)計，輕松應(yīng)對消費(fèi)電子對高算力、低功耗的要求。
同樣也是在12月，中科藍(lán)訊也推出了起自主RISC-V內(nèi)核32位MCU芯片------藍(lán)訊驕龍AB32VG1，該MCU提供了125MHz的運(yùn)算主頻（最高可超頻至192MHz），片上集成RAM 192Kbyte，F(xiàn)lash 1Mbyte，ADC，DAC，PWM，USB，SD， UART，I2C等資源。藍(lán)訊驕龍AB32VG1評估板將同步推出，并提供完整的SDK，開發(fā)者可使用免費(fèi)的RT-Thread Studio集成開發(fā)環(huán)境快速上手，并便捷的完成代碼編寫、編譯、調(diào)試、程序燒寫等一系列開發(fā)流程。
在他們之前兆易創(chuàng)新與在2019年時就推出了RISC-V內(nèi)核的MCU產(chǎn)品，平頭哥推出并開源了其RISC-V芯片設(shè)計平臺。
可以看得出來，逐漸開始有越來越多的玩家加入RISC-V陣營，RISC-V的生態(tài)也開始變得豐富起來，未來，RISC-V不僅僅會獲得關(guān)注，更會獲得更大的發(fā)展。

四、車規(guī)級MCU需求增長

12月4日，有媒體報道稱半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能緊張問題傳導(dǎo)至汽車產(chǎn)業(yè)，由于缺少汽車芯片導(dǎo)致ESP(電子穩(wěn)定程序系統(tǒng))和ECU(電子控制單元)兩大模塊，上汽大眾和一汽大眾將面臨停產(chǎn)風(fēng)險。
雖然12月5日，一汽大眾就做出了回應(yīng)，稱新車生產(chǎn)確實(shí)受到了一定的影響，但并沒有如外界傳言的那樣全面停產(chǎn)。從回應(yīng)中，可以看處，汽車級芯片短缺是確確實(shí)實(shí)存在的。
車規(guī)級芯片可分為MCU、存儲芯片、功率器件（IGBT和MOSFET） 、ISP、電源管理芯片、射頻器件、傳感器（CIS、加速傳感器等）、GPU/ASIC/FPGA/AI芯片等。
2020年，全球車規(guī)級芯片市場規(guī)模預(yù)計為3000億人民幣，占全球半導(dǎo)體市場份額約10%。據(jù)測算，未來車規(guī)級芯片單車價值將從2800元提升到12000元。
比如在MCU方面，傳統(tǒng)汽車平均每輛車用到70顆以上的MCU芯片，而每輛智能汽車有望采用超過300顆MCU。車規(guī)級MCU的需求將大幅提升。
另外，全球車規(guī)級芯片企業(yè)主要包括恩智浦、英飛凌、瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體等，前八大公司市占率達(dá)63%。目前車規(guī)級芯片市場主要被國外廠商占據(jù)，國產(chǎn)替代空間巨大。

五、AI與MCU相結(jié)合的趨勢越來越明顯

2020年8月，恩智浦(NXP)發(fā)布了eIQ機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）軟件對Glow神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）編譯器的支持功能，針對恩智浦的i.MX RT跨界MCU，帶來業(yè)界首個實(shí)現(xiàn)以較低存儲器占用提供更高性能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編譯器應(yīng)用。Glow編譯器由Facebook開發(fā)，能夠集成特定于目標(biāo)的優(yōu)化，恩智浦利用這種能力，使用適用于Arm Cortex-M內(nèi)核和Cadence Tensilica HiFi 4 DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算子庫，最大程度地提升i.MX RT685以及i.MX RT1050和RT1060的推理性能。此外，此功能已集成到恩智浦的eIQ機(jī)器學(xué)習(xí)軟件開發(fā)環(huán)境中，在恩智浦的MCUXpresso SDK中免費(fèi)提供。
ST在2019年就推出了STM32Cube.AI工具包能夠與流行的深度學(xué)習(xí)庫進(jìn)行互操作，將任何人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換并應(yīng)用于STM32微控制器（MCU）。Cube.AI工具是CubeMX的AI擴(kuò)展包，可以在CubeMX內(nèi)下載或者單獨(dú)下載。
STM32Cube.AI支持的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型框架有Lasagne、Keras、Caffe、ConvNetJs、Tensorflow Lite、可以導(dǎo)出為ONNX標(biāo)準(zhǔn)的框架（PyTorch?,Microsoft? Cognitive Toolkit, MATLAB? 以及更多）。
12月，國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)RT-Thread在其開發(fā)者大會上推出了面向開發(fā)者的端側(cè)AI開發(fā)套件AI Kit，幫忙解決端側(cè)部署AI的碎片化問題，該工具采用開放式的架構(gòu)，通過工具側(cè)的平臺搭建，把從上游的模型到具體的硬件平臺用的引擎和運(yùn)行庫順暢地整合到一起變成一個RT-Thread的整合框架工程。因此，RT-Thread的AI kit可以一鍵部署而無需了解處理器優(yōu)化方法，開發(fā)者可以把大部分的精力放到產(chǎn)品研發(fā)上。

六、國產(chǎn)MCU出貨大增

據(jù)北京兆易創(chuàng)新科技公司市場總監(jiān)金光一介紹，從2013年到2019年，GD32出貨量持續(xù)攀升，年復(fù)合增長率達(dá)到201%，反映產(chǎn)品持續(xù)發(fā)展勢頭，持續(xù)為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域智能硬件的發(fā)展助力。截至到2020年10月，MCU的出貨量已經(jīng)超過1.5億顆，公司已經(jīng)累計出貨5億顆MCU產(chǎn)品，客戶數(shù)量超過2萬家，MCU已經(jīng)成為兆易創(chuàng)新占比第二高的產(chǎn)品。
華大半導(dǎo)體有限公司張建文在曾在公開場合透露，華大還提供了中國ETC系統(tǒng)中車載OBU設(shè)備需求的MCU，50%的需求量。2020年從疫情爆發(fā)到11月份，華大至少為市場提供了2500萬顆測溫儀芯片。
除了這兩家，靈動微電子、國民技術(shù)、極海半導(dǎo)體、航順、中微半導(dǎo)體等MCU廠商在今年的出貨量也都增加了不少。

七、Arm中國“星辰”處理器量產(chǎn)

7月，安謀中國（Arm中國）發(fā)布了首顆面向中國本土的處理器——“星辰”處理器（STAR-MC1）的研發(fā)過程、特點(diǎn)以及落地情況。目前，該處理器已正式進(jìn)入商用階段。
STAR-MC1作為“星辰”系列產(chǎn)品的第一款產(chǎn)品，支持現(xiàn)有的Armv8-M架構(gòu)的所有特點(diǎn)以及最新的指令擴(kuò)展。根據(jù)安謀中國產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍的說法，該款處理器是一款非常緊耦合性的高效微處理器，性能達(dá)到1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz，同時繼承Armv7和Armv8結(jié)構(gòu)的DSP指令和浮點(diǎn)計算單元。同上一代Arm處理器相比較，在同一主頻下，這些新結(jié)構(gòu)體系的升級可以使STAR-MC1的性能提升20%。

八、MCU玩跨界

3月，恩智浦半導(dǎo)體宣布i.MX RT600跨界微控制器（MCU）上市，這是一款面向音頻、語音和機(jī)器學(xué)習(xí)等超低功耗、安全邊緣應(yīng)用的理想解決方案。i.MX RT600跨界MCU在功耗、性能和存儲器方面具有顯著特點(diǎn)。主要包括：

主頻高達(dá) 300MHz 的Arm? Cortex?-M33內(nèi)核。

可選的Cadence? Tensilica? HiFi 4 音頻、語音數(shù)字信號處理器（DSP）。運(yùn)行主頻高達(dá) 600MHz，并支持四組 32x32 MAC。

多達(dá)4.5MB 片上 SRAM，支持關(guān)鍵指令和數(shù)據(jù)的“零等待”訪問。

28nm FD-SIO （耗盡型絕緣硅）工藝，提供更低的工作電流和漏電流。

內(nèi)置恩智浦卓越的嵌入式安全技術(shù) - EdgeLock 400A。

可使用 Glow 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編譯器，優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)性能。

ST也跨界推出STM32MP1，這是第一顆通用型STM32 MPU，雙核Cortex-A + Cortex-M的多核架構(gòu)，算力更強(qiáng)；靈活的架構(gòu)可以滿足高性能、硬實(shí)時、低功耗和安全性的性能；同時，還傳承了 STM32 的生態(tài)系統(tǒng)，不僅有多種硬件開發(fā)板、三類軟件開發(fā)包等，并可將之前基于M4的控制移植到MP1上，從而加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度。

九、無線MCU的進(jìn)擊之路

作為STM32 RF 連接產(chǎn)品組合的補(bǔ)充，STM32WL 片上系統(tǒng)在同一芯片上集成了通用微控制器和 sub-GHz 無線控制單元，是世界上第一顆將LoRa收發(fā)器集成到SoC芯片上的無線微控制器。之前，市場上的LoRa無線解決方案，要么是分立的微控制器和收發(fā)器，要么是兩個組件使用同一封裝，但使用不同的裸片，即系統(tǒng)級封裝。STM32WL通過實(shí)現(xiàn)更簡單、更靈活、更高集成度和更節(jié)能的設(shè)計，賦能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
今年10月，STM32WB無線MCU產(chǎn)品線再添新丁，STM32WB55的低成本版本STM32WB35/30將性價比推向極致。

在成本方面，STM32WB55/50相比，STM32WB35的成本更低。STM32WB30則是成本最低的ST藍(lán)牙+ 802.15.4解決方案。

在外設(shè)方面，同STM32WB55相比，STM32WB35沒有LCD；

在射頻方面，STM32WB55支持動態(tài)多協(xié)議， STM32WB35/50/30 只支持某一種協(xié)議；

在封裝方面，STM32WB55封裝類型最多，STM32WB35/50/30只有QFN48，且和STM32WB55 QFN48 pin 2 pin兼容。

今年7月，恩智浦宣布MCUXpresso支持其Wi-Fi?/藍(lán)牙?組合解決方案和i.MX RT MCU跨界處理器，從而大幅簡化產(chǎn)品開發(fā)。借助這種全新的集成能力，恩智浦?jǐn)U展了EdgeVerse? 邊緣計算和安全平臺的連接能力。
通過在MCUXpresso SDK中預(yù)先集成驅(qū)動程序支持，恩智浦為開發(fā)人員提供靈活且可擴(kuò)展的平臺，以幫助加快實(shí)現(xiàn)合規(guī)、大幅縮短產(chǎn)品上市時間并簡化Wi-Fi或Wi-Fi/藍(lán)牙組合的部署。這些新平臺使MCU、Wi-Fi或Wi-Fi/藍(lán)牙組合設(shè)備的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手成為可能，從而幫助開發(fā)人員靈活地滿足物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)、汽車和通信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用的性能與功耗的要求。

十、MCU應(yīng)用百花齊放

從IC Insights在今年8月份發(fā)布的一份報告來看，2019年，全球MCU市場的規(guī)模約為160億美元，由于受新冠疫情的影響，預(yù)計今年會下滑到149億美元，下降幅度為6%左右。但在國內(nèi)，MCU市場規(guī)模其實(shí)是增長的，國內(nèi)的MCU企業(yè)在上半年的出貨量基本都實(shí)現(xiàn)了正增長。

其實(shí)國內(nèi)MCU的市場規(guī)模也不小，據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)2019年的市場規(guī)模是366億元，預(yù)計到2024年可以達(dá)到484億元，只是國產(chǎn)MCU產(chǎn)品的市場占有率還不高。在國民技術(shù)的鐘新利表示，全球來看8位MCU和32位MCU各占一半的樣子，但國內(nèi)主要還是以8位MCU為主，32位MCU目前還處于追趕階段，增長趨勢比較明顯。
極海半導(dǎo)體的劉濤也持相同觀點(diǎn)，但他給出了另一個數(shù)字，那就是國產(chǎn)MCU產(chǎn)品的市占率目前占比還不高，在國內(nèi)市場，國產(chǎn)MCU的市占率不足10%，工業(yè)類國產(chǎn)MCU不到5%，汽車類的國產(chǎn)MCU占比更低，他估計不到1%。
其實(shí)近幾年來，國產(chǎn)MCU企業(yè)的出貨量是在穩(wěn)步提升的，根據(jù)<電子發(fā)燒友>的觀察，國內(nèi)MCU企業(yè)出貨量出現(xiàn)正增長的原因，主要是有以下五個因素的驅(qū)動，給MCU市場帶來了新的增長動力。首先是，5G和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動了智能家居的興起；
二是家電MCU更新?lián)Q代，讓MCU市場的規(guī)模得到增長；
三是電動行車新國標(biāo)的落地，加上疫情的影響，電動自行車市場迎來的新的增長機(jī)會。比如說在歐洲，由于政府的補(bǔ)貼和疫情期間公共交通的不方便，很多人都選擇了電動自行車出行，刺激了國內(nèi)電動自行車的出口；
四是鋰電池管理芯片應(yīng)用越來越多地用到MCU；
五是中美貿(mào)易戰(zhàn)，讓越來越多的國內(nèi)系統(tǒng)廠商更加傾向于使用國內(nèi)的芯片產(chǎn)品。在劉濤看來，前面提到的需求是一方面，二是國內(nèi)MCU企業(yè)已經(jīng)具備了32位MCU的開發(fā)能力，不僅能夠開發(fā)M0、M3、M4的開發(fā)能力，也具備了M7、A7，以及A9等高端MCU的開發(fā)能力；三是國內(nèi)的購買力比之前也提升了，他舉例說，現(xiàn)在的人們就連購買風(fēng)扇也會首先考慮購買直流變頻風(fēng)扇了，而直流變頻風(fēng)扇就需要MCU的支持。

結(jié)語

從MCU行業(yè)的這些事件中可以看處，目前來看MCU前景一片大好，希望所有國內(nèi)的MCU企業(yè)好好琢磨，做好MCU、把中國的芯片技術(shù)做到世界領(lǐng)先水平。