32位MCU核競爭加劇 細分市場仍蘊商機

　　臺灣晶心科技的技術(shù)人員這些天在蘇州和無錫是連軸轉(zhuǎn)，因為有幾家客戶選擇了他們公司的AndesCore MCU核做多媒體應(yīng)用處理器等。加上龍芯、蘇州國芯等本土企業(yè)的深耕，在MCU核領(lǐng)域長期由ARM、MIPS、英特爾等幾家主流MCU核把持的局面悄然撕開了一個“缺口”。而隨著新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及中國大陸IC設(shè)計業(yè)的興起，應(yīng)用多樣化和需求差異化亦為MCU核企業(yè)帶來新商機。

　　32位MCU核需求走高

　　未來32位MCU產(chǎn)品的付運量將以18%的年均復(fù)合增長率增長，到2014年，將達25.73億顆。

　　據(jù)IDC公布的最新研究報告顯示，截至2015年，包括智能電表、智能手機、智能電視等智能系統(tǒng)對于MCU核的消耗量將超過125億顆，該數(shù)字是2010年MCU核出貨量的兩倍以上。“隨著智能型系統(tǒng)的發(fā)展，各種新功能、新應(yīng)用的添加，系統(tǒng)本身需要整合的MCU數(shù)量也在逐步增多。以一部智能手機為例，除了主控MCU，還需要具備觸摸功能、無線功能、感知功能等處理器芯片。而智能手機觸摸屏可能用這一家的核，應(yīng)用處理器可能用第二家的核，這個市場在不斷擴容中。”臺灣晶心科技總經(jīng)理林志明對《中國電子報》記者舉例說，“如今MCU核的業(yè)者不超過5家，晶心也有機會成長。”

　　而MCU中最為閃耀的明星當(dāng)屬32位MCU。據(jù)Semico Research公司預(yù)測，未來32位MCU產(chǎn)品的付運量將以18%的年均復(fù)合增長率增長，到2014年，將達25.73億顆。“這是因為整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)需要32位‘上位’，云計算、良好的人機界面等需要更多的處理，在這方面32位MCU有絕對的優(yōu)勢。比如過去觸控幾乎都用8位MCU來做，但是因為手指觸控的關(guān)系對32位MCU產(chǎn)生了需求。”臺灣晶心科技智財產(chǎn)品客服部經(jīng)理李明豪分析，“雖然8位MCU已有50億顆的出貨量，但它在40多億顆之前成長快速，到50億顆附近就比較飽和,增速已然放緩了。它的風(fēng)頭已被32位MCU蓋過，32位MCU目前已超過20億顆了，年增長率遠高于8位MCU的年增長率。”另外，隨著單位芯片成本最佳點越來越移向更先進的工藝，32位MCU憑著相似的成本和顯著的性價比將在絕大部分應(yīng)用場合取代8位MCU已是被業(yè)內(nèi)公認的趨勢。

　　32位MCU的應(yīng)用深入，對嵌入式處理器內(nèi)核的需求日益增加，以期提供更高的性能、更好的實時響應(yīng)、更低的功耗和能讓客戶綜合產(chǎn)品開發(fā)周期的更好的生態(tài)系統(tǒng)支持。在32位MCU內(nèi)核市場上ARM7/9、Cortex-M3和MIPS得到廣泛認可，ARM、MIPS在市場上縱橫捭闔，而大陸廠商蘇州國芯和臺灣廠商晶心等也加快了攻城略地之勢。

　　細分市場仍存機會

　　在新興應(yīng)用如移動互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子、醫(yī)療電子、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，本土內(nèi)核仍有上升通道。

　　放眼望去，MCU核市場好似已身處壟斷。據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)采用ARM架構(gòu)的芯片出貨量在2009年高達40億顆，在2010年已突破60億顆。而在智能手機市場，超過90%以上的手機都使用ARM芯片架構(gòu)，在已經(jīng)爆發(fā)的平板電腦市場，ARM也正在延續(xù)在智能手機領(lǐng)域的覆蓋能力。而MIPS則已在數(shù)字家庭和網(wǎng)絡(luò)市場稱雄，正在加快向移動互聯(lián)網(wǎng)市場進軍步伐。盡管如此，面向無處不在的、各種各樣的嵌入式應(yīng)用，MCU未來的發(fā)展將更加豐富多彩，一種芯片、一種體系結(jié)構(gòu)無法滿足變化萬千的市場需求，諸多細分市場仍有上升通道。

　　目前在國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)32位嵌入式C*Core CPU研發(fā)和推廣的領(lǐng)先企業(yè)蘇州國芯任總經(jīng)理助理的黃濤就表示，本土CPU核會有很好的生存空間：從應(yīng)用層面看，在信息安全、航空航天、衛(wèi)星導(dǎo)航、汽車電子、通信設(shè)備、公共安全等領(lǐng)域，國家鼓勵或支持采用國內(nèi)自主嵌入式CPU技術(shù)的芯片和產(chǎn)品;從技術(shù)層面來看，嵌入式應(yīng)用非常廣泛，對高中低端MCU的成本、功耗、性能等要求不一而足，譬如CPU核的面積、單位時鐘的功耗、實時處理相應(yīng)速度、DSP處理能力、安全性、相同工作頻率下的運算效率等;從成本來看，雖然ARM、MIPS等核應(yīng)用很廣，但其在同等性能條件下價格較高，應(yīng)用本土CPU核可降低客戶的開發(fā)成本。有例為證，蘇州國芯的32位C*Core C300/C400嵌入式CPU系列已在國內(nèi)信息安全、衛(wèi)星導(dǎo)航、數(shù)字電視、工業(yè)控制、移動存儲等領(lǐng)域打開應(yīng)用局面，有30多家芯片設(shè)計企業(yè)基于該系列嵌入式CPU核推出了40多款芯片產(chǎn)品，這些芯片在國內(nèi)銷量已超過6000萬顆。

　　林志明介紹，雖然先行者在一些既有的應(yīng)用上已占有比較高的市場占有率，但在一些比較新的應(yīng)用領(lǐng)域方面，如移動互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子、醫(yī)療電子、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，我們可說是處在同一起跑點上。到目前為止，晶心在大陸跟臺灣地區(qū)有將近30家的客戶，開發(fā)的芯片包括數(shù)字電視控制芯片、觸摸屏控制芯片、藍牙芯片、USB3.0控制芯片、Wi-Fi芯片等。

　　而在汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域，蘇州國芯將有望分羹，因為其正在緊鑼密鼓開發(fā)之中的C2000-C8000系列，將完全兼容IBM PowerPC這一國際主流的指令和架構(gòu)系統(tǒng)，并已經(jīng)和國內(nèi)多家系統(tǒng)整機企業(yè)建立了合作，開發(fā)其高端SoC芯片產(chǎn)品。

　　比拼性能和生態(tài)系統(tǒng)

　　除了性能要“達標”外，方便易用的開發(fā)工具和良好的生態(tài)系統(tǒng)也十分重要。

　　由于國際主流MCU大廠基本上都采用了ARM核或者自有核心架構(gòu)等，因而大陸和臺灣MCU核供應(yīng)商的市場目前還集中在大陸和臺灣市場，而中國IC業(yè)的蓬勃發(fā)展也為其提供了成長的“沃土”。當(dāng)然，在此領(lǐng)域仍面臨性能和生態(tài)系統(tǒng)的雙重考驗。

　　“晶心的策略是要發(fā)揮后行者優(yōu)勢。后行者優(yōu)勢在于有一些微處理器的架構(gòu)是在數(shù)十年前開發(fā)出來的，而晶心是在6年前才開始進行研發(fā)，有更創(chuàng)新的技術(shù)及設(shè)計觀念以及參考資源，從而實現(xiàn)更高的性能和更低的功耗。”林志明表示，“在晶心的系列產(chǎn)品中，N9、N10、N12三個系列已在銷售，而新推出的N8系列與競爭者產(chǎn)品相比效率更高、功耗更低。”

　　除了性能要“達標”外，方便易用的開發(fā)工具和良好的生態(tài)系統(tǒng)也十分重要。李明豪表示，晶心的開發(fā)工具基本上自主開發(fā)，這樣就能為客戶提供功能好但是更便宜的開發(fā)工具，同時技術(shù)支持也會到位，畢竟開發(fā)一個SoC需要很長的時間。同時，晶心在進行產(chǎn)品推廣過程中，與包括代工廠、設(shè)計服務(wù)公司、EDA工具供應(yīng)商、IP供應(yīng)商以及第三方軟件等合作廠商組成了Andes Workshop。“這將有助于客戶創(chuàng)造出更多低成本、低耗電、應(yīng)用更廣的高競爭力產(chǎn)品。”林志明指出。

　　而蘇州國芯32位高性能嵌入式C*Core CPU由于和國際主流CPU的指令架構(gòu)系統(tǒng)相兼容，所以客戶原有的嵌入式軟件系統(tǒng)和算法程序都非常容易移植，對主流操作系統(tǒng)支持也非常好，編譯調(diào)試工具和應(yīng)用開發(fā)平臺十分強大易用。“蘇州國芯就是要在引進吸收國際一流成熟的指令、架構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上，打造高性價比的國產(chǎn)自主可控高性能嵌入式CPU、開發(fā)工具鏈和開發(fā)平臺，建立良好的生態(tài)系統(tǒng)，和國際一流廠商同臺競爭。”黃濤表示。

　　伴隨著密集計算需求的產(chǎn)生，諸如汽車電子、視頻監(jiān)控等行業(yè)將會出現(xiàn)多核MCU，32位MCU未來還會向多核方向發(fā)展，晶心也在謀劃之中。“多核是未來的必然趨勢，我們?yōu)镹12系列規(guī)劃了多核解決方案，后續(xù)還會規(guī)劃更高端的多核。同時我們還會將原有系列做功能的改進，并研發(fā)更高端的N13、N14，以實現(xiàn)更高的頻率、更多的功能。”林志明對未來了然于胸。

　　記者點評

　　軟硬兼施為上

　　IP核是芯片的“靈魂”，在目前市場上主要有軟核和硬核之分。我們看到，市場上MCU核企業(yè)一般都是“雙行線”。MIPS除了開發(fā)基于MIPS32的一系列32位處理器內(nèi)核之外，MIPS還面向業(yè)界授權(quán)MIPS32和MIPS64架構(gòu)，MIPS的授權(quán)廠商每年的付運量在6億片以上。晶心的AndesCore演進是既有SC(軟核IP)，還有HC(硬核IP)，其硬核在聯(lián)電、臺積電、中芯國際、華潤上華都可進行HC的驗證。軟硬核協(xié)同作戰(zhàn)成為提升競爭力的籌碼，未來誰會更推崇?

　　一方面，由于軟核的彈性比較高，用戶一般可以自行決定要采用哪一家代工制成，所以在這種情況下工程師會希望能夠采用軟核。另一方面，從使用的方便、快捷角度出發(fā)，硬核更占優(yōu)勢。目前國內(nèi)一些小公司在知識產(chǎn)權(quán)保護方面還有所欠缺，因而需求還是以硬核為主，而一些實力較強的公司則會傾向于選擇軟核。

　　從性價比來看，一般中低端的軟核要比硬核貴一些，但越往高端走，軟核的性能不一定能實現(xiàn)最佳化。有專家表示，對于高性能CPU IP，隨著工藝向40nm、29nm邁進，由于版圖設(shè)計的精雕細琢，CPU IP供應(yīng)商提供的具體工藝線優(yōu)化的硬核性能則會更優(yōu)化一些。如果軟核能打75分的話，硬核則可打90分?？紤]到目前國內(nèi)IC業(yè)的發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境，軟硬核“兩條腿”走路的方針有望全面滿足需求。但在未來，硬核將成為“主打”。