兆億中華夢，創(chuàng)芯創(chuàng)新易世界

1. “芯”血鑄就中流砥柱：

近年來圍繞中美關(guān)系國際形勢變幻無常，本土半導(dǎo)體公司受到前所未有的考驗。2020 年伊始就突發(fā)“新冠”疫情，對于電子產(chǎn)業(yè)和市場無疑是雪上加霜。然而，真正的強者可以化危機為轉(zhuǎn)機，以至奪得勝機。北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司（GigaDevice）正是IC行業(yè)的強者，在最近眾多“中國芯”的權(quán)威評選中傲立群雄，屢獲殊榮。筆者在《本土設(shè)計公司創(chuàng)新進行時》曾對兆易創(chuàng)新有過這樣的預(yù)言，“從芯開始的創(chuàng)新已經(jīng)重新在MCU的市場上完成著煥然一新的蛻變。”五年之后，在掌聲和光影中，一個個獎項不斷見證了“兆易創(chuàng)新”“GD32”品牌所具有的價值和潛力。

圖1  兆易創(chuàng)新在2020年度所獲榮譽大獎獎項及場景

今年第十五屆“中國芯”集成電路產(chǎn)業(yè)促進大會暨“中國芯”優(yōu)秀產(chǎn)品評選，兆易創(chuàng)新以GD32F450系列MCU榮獲“優(yōu)秀支援抗疫產(chǎn)品”大獎，以表彰其在疫情期間所提供的多種額溫槍和紅外熱成像儀方案為抗疫階段性勝利提供了強大的開發(fā)支持和供貨保障。該系列產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于血氧儀和呼吸檢測器等抗疫醫(yī)療器械。同時獲得“重大創(chuàng)新突破產(chǎn)品”大獎的還有2Gb四通道SPI NOR Flash，此為國內(nèi)首款大容量且高性能存儲器芯片產(chǎn)品。

在ASPENCORE年度“全球雙峰會暨全球電子成就獎頒獎典禮”上，全新的基于Arm Cortex-M33內(nèi)核的GD32E5系列高性能MCU斬獲“年度微控制器/接口”產(chǎn)品獎；全國產(chǎn)化的24nm SPI NAND Flash GD5F4GM5贏得“年度存儲器/放大器/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器”產(chǎn)品獎。

在“2020硬核中國芯領(lǐng)袖峰會暨評選頒獎盛典”上，兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場總監(jiān)金光一先生三次登臺領(lǐng)取重磅大獎，包括“2020年度最佳國產(chǎn)MCU產(chǎn)品獎”、“2020年度最佳國產(chǎn)存儲產(chǎn)品獎”，以及“2020年度最具影響力IC設(shè)計企業(yè)獎”。身為“硬核中國芯”特約評委之一，本人深感實至名歸，并約定做專題采訪。

2. “芯”懷若谷厚積薄發(fā)：

在北京天工大廈我對金光一進行了訪談。10年來，他親歷兆易創(chuàng)新MCU的發(fā)展歷程并主導(dǎo)產(chǎn)品規(guī)劃、市場推廣和生產(chǎn)運營。兆易創(chuàng)新成立已有15年，存儲器產(chǎn)品位列中國SPI NOR FLASH市場首位，全球前三強，年出貨量超三十億顆。憑借存儲行業(yè)的深厚基礎(chǔ)并與Arm內(nèi)核授權(quán)合作，2013年在行業(yè)內(nèi)率先切入MCU市場就順理成章，持續(xù)打造中國32位通用MCU的品牌燈塔并已成為市場開發(fā)應(yīng)用的主流之選。目前已經(jīng)提供了28個產(chǎn)品系列370余款MCU，在產(chǎn)品覆蓋、開發(fā)生態(tài)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等方面都獲得了巨大成功，迄今已交付2萬余家客戶，出貨數(shù)量已超過5億顆。圖2所示為GD32累計出貨里程碑。

圖2  GD32系列MCU累計銷售量里程碑

目前，GD32產(chǎn)品家族提供了四種Arm內(nèi)核MCU，包括Cortex-M3、M4、M23和M33，覆蓋了從入門級、主流型到高性能應(yīng)用多種設(shè)計需求。GD32所有產(chǎn)品均為國內(nèi)第一個推出，Cortex-M23內(nèi)核產(chǎn)品作為高性價比的入門級選擇，可用來替代傳統(tǒng)8位和16位MCU；旗艦系列則采用Cortex-M4內(nèi)核，主頻高達200MHz，提供完整并行計算和浮點運算能力可滿足高級計算需求；基于Cortex-M33內(nèi)核的GD32E5系列側(cè)重高精度應(yīng)用開發(fā)和工控需求，眾多的產(chǎn)品組合可以與國際品牌抗衡。值得一提的是開源架構(gòu)RISC-V內(nèi)核也已經(jīng)納入GD32陣營，去年8月份推出的GD32VF103系列是全球首顆量產(chǎn)的RISC-V內(nèi)核通用MCU芯片，為未來自主國產(chǎn)化立下基石，對“中國芯”的推進具有里程性意義。

圖3  GD32 MCU產(chǎn)品家族及分類

3.  “芯”馳神往志在必得：

 立足于GD32產(chǎn)品的全方位覆蓋，不斷在市場取得成功和突破，兆易創(chuàng)新是如何做到的呢？金光一提到GD32贏在布局，貴在堅持。因為對于通用MCU市場，所涉及的是各種行業(yè)細分應(yīng)用領(lǐng)域。 

圖4  GD32面向眾多的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 

各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CU的需求千差萬別，硬件和軟件開發(fā)資源也有很大不同。如果在戰(zhàn)略上沒有完整的布局，在戰(zhàn)術(shù)上就不可能有全面的協(xié)調(diào)。因此，GD32生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)極為重要。

圖5  GD32 MCU生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)

GD32生態(tài)系統(tǒng)包含六大要素，即官方工具、第三方合作伙伴工具、嵌入式軟件及中間件、各種解決方案、培訓(xùn)展會和人才培養(yǎng)體系。拓展MCU生態(tài)可謂是“得道多助”，目前兆易創(chuàng)新已授權(quán)的國內(nèi)外第三方合作伙伴有幾十家，未來將發(fā)展到幾百家，形成全球化的第三方支持和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提供MCU開發(fā)所需的各種開發(fā)板卡、調(diào)試量產(chǎn)工具、中間件、視頻培訓(xùn)教程等資源將極大豐富。

將“以人為本”理念引入MCU教育是兆易創(chuàng)新全方位人才培養(yǎng)模式的特色，涵蓋從中小學(xué)和幼兒、高職專科、大學(xué)本科和研究生階段。我不禁感慨于這樣的“四級火箭”式的強有力教育推進機制，金光一對此展開介紹。第一，MCU需要“從娃娃抓起”。為此提供的Linkboy“中國芯少年”圖形化編程仿真平臺，非常適合針對青少年開展“MCU編程與集成電路科普行動”，與國家普及“中國芯”教育指導(dǎo)思想契合；第二，MCU使用需要有“匠人精神”，深度參與“1+X”項目“物聯(lián)網(wǎng)單片機應(yīng)用與開發(fā)”意義重大。在教育部和國家部委支持下，與第三方教育科技機構(gòu)合作，針對中專和職高開展MCU技術(shù)和實操教學(xué)和考核，對合格者頒發(fā)教育部認證的職業(yè)技能等級證書。第三，高等院校是培植MCU產(chǎn)學(xué)研融合的沃土，“GD32大學(xué)計劃”為此設(shè)立“四個維度”，包括打造精品課程、開展師資培訓(xùn)、設(shè)立聯(lián)合實驗室促進開發(fā)實踐、舉辦電子競賽發(fā)揮雙創(chuàng)活力。第四，研究生群體是MCU科研創(chuàng)新主體，常年冠名“兆易創(chuàng)新杯”中國研究生電子設(shè)計競賽。此為教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心指導(dǎo)，中國電子學(xué)會和中國學(xué)位與研究生教育學(xué)會主辦，面向全國在讀研究生的年度賽事，今年雖然受到疫情影響，但參賽隊伍和師生人數(shù)仍然創(chuàng)造歷史新高，參賽隊伍3818支，參賽師生超過兩萬人。

4. “芯”想事成圓夢天下

如今戴有“中國品牌價值最高芯片供應(yīng)商”桂冠的兆易創(chuàng)新，正在致力于構(gòu)建以存儲器、控制器、傳感器三大業(yè)務(wù)板塊聯(lián)動的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。金光一毫不諱言在日益激化的MCU市場競爭中，兆易創(chuàng)新前面有國際巨頭的攔路虎阻擋，后面有國內(nèi)友商的追兵追趕。如何突圍并持續(xù)蓬勃發(fā)展，就是要持續(xù)發(fā)揮布局潛力，不斷探索以MCU控制器為核心，與傳感器、模擬外設(shè)、各類存儲器組合聯(lián)動，為嵌入式系統(tǒng)及終端提供包括射頻無線、新型存儲、硬件加速器、信號鏈、實時互聯(lián)、光電傳輸、電源管理、功率控制和智能傳感器等更加出色智能化應(yīng)用解決方案，業(yè)已成為未來發(fā)展的目標(biāo)和戰(zhàn)略。

對于國際巨頭的競爭要有差異化，這是本土市場和用戶需求。而在新興領(lǐng)域中國廠商更具有后發(fā)的優(yōu)勢，比如RISC-V，就不僅僅是推出芯片，而是要提供完善的開發(fā)生態(tài)支持。兆易創(chuàng)新憑借RISC-V MCU獲得今年2月在德國紐倫堡舉辦的Embedded World 2020全場唯一硬件大獎就是獲得國際認可的實證。

作為中國32位通用MCU的領(lǐng)跑者，突破和超越必不可少。目前國際廠商大都還停留在90nm工藝水平，較新也僅為55nm。而兆易創(chuàng)新MCU已經(jīng)率先采用40nm工藝大規(guī)模量產(chǎn)，并探索22nm。這就決定了GD32在性能和成本上的優(yōu)勢。目前MCU主頻最高為200MHz，而翻兩番到800MHz并不遙遠。由于集成獨立乘除法器和各種運算加速器，目前的綜合性能可以達到1000DMIPS，并支持DSP和浮點運算。運行和待機功耗也持續(xù)降低，待機電流小于1uA，可以與以往16位MCU的超低功耗匹敵。在射頻方面可集成Wi-Fi無線射頻單元到MCU內(nèi)部，具備無線連接能力提供SOC單芯片解決方案。模擬方面已經(jīng)集成運放、比較器、ADC、DAC等信號鏈單元，未來還將集成電源管理單元（PMU）、功率控制和驅(qū)動。

金光一反復(fù)強調(diào)的“MCU百貨商店”概念令人耳目一新，這就是兆易創(chuàng)新以“產(chǎn)品+生態(tài)”的結(jié)合，致力于為用戶提供完善的支持服務(wù)。在產(chǎn)品方面既提高通用產(chǎn)品的種類和覆蓋率滿足普遍需求，又面向細分垂直市場應(yīng)用，與行業(yè)用戶聯(lián)合定義有針對性的優(yōu)化產(chǎn)品。GD32 MCU憑借全面布局帶來的廣泛市場覆蓋率，持續(xù)研發(fā)具備的強大競爭力，完善生態(tài)提供的開發(fā)設(shè)計支撐深受市場青睞，更以積極開放的姿態(tài)迎接中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻：

鄭小龍《本土設(shè)計公司創(chuàng)新進行時》，電子產(chǎn)品世界，2015(2-3)18-20

（注：來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年第12期）