ADI：MCU市場回暖背后的策略與技術創新

在2023 年，全球芯片市場普遍低迷，全球的元器件分銷商都處在“至暗時刻”，這一年中，高庫存、低需求、降投資、減產能持續在各個細分板塊輪動，各種裁員的消息此起彼伏。而在2023年底，多家機構都給出2024 年半導體市場可能復蘇的預測，現在站在2024年初這個時間點之上，隨著半導體市場的逐步回暖的預期，MCU（微控制器）價格也開始出現上漲趨勢。在這一背景下，我們采訪了模擬芯片國際大廠ADI的資深業務經理李勇，一起探討MCU 市場現狀和ADI 在MCU領域的布局以及未來發展趨勢。

面對如今MCU 市場價格普遍上漲的趨勢，李勇先生表達了ADI 的看法，他對此坦言道，隨著半導體市場的逐步回暖及去庫存的進行，我們看到部分行業的MCU 價格有所調整。我們認為，在選擇器件時，除了僅僅關注單個器件的價格，還需要考慮其他更關鍵的問題。例如，應用高性能、高可靠性器件或方案后對客戶系統整體成本起到的優化作用，器件背后的服務、支持資源等等。僅就MCU 產品而言，ADI 提供了一系列支持資源以方便簡化用戶的設計，包括專業支持團隊、輕松集成的驅動例程、大方簡潔的機械設計、穩健可靠的評估套件以及清晰易讀的手冊指南，大大簡化客戶的研發流程；在硬件方面，ADI 發布了多種評估套件、開發版與參考設計及豐富的軟件庫和設計文檔、編譯與調試IDE等，支持KEIL、IAR、mbed、eclipse,VScode 等非常流行的第三方平臺，組建了線上線下技術支持FAE/ADI中國技術支持中心，確保及時回應客戶需求。

ADI資深業務經理 李勇

隨后，李勇先生詳細介紹了ADI作為一個耕耘MCU市場數十年的企業，其旗下的MCU產品線劃分。李勇先生表示，ADI持續深耕MCU領域，尤其在收購Linear與Maxim之后，ADI 的實力得到系統性強化。目前，ADI的MCU已廣泛用于光通信、工業自動化、醫療可穿戴及各種物聯網處理應用，例如智能農業、智能樓宇、智能城市、智能工廠和智能健康等等。

根據功能應用，ADI 的 MCU 產品可分為三大類，具備功耗低、接口優、通訊新、評估全、開發易、安全強等六大特色。

超低功耗 MCU：具有小體積、低功耗、大存儲特點，可應用于工業、物聯網、醫療、可穿戴等領域；

安全 MCU：具備安全的系統架構，具有較強的抗攻擊加密能力，可應用于對安全性能要求較高的各種金融支付終端上，如 POS 機、ATM 機、讀卡器等；

人工智能 MCU：脫胎于超低功耗 MCU，特色是能夠將 AI推理從云端推向邊緣端，在電池供電的應用中有顯著的優勢，可應用于智能家居、人臉打卡、語音控制等應用。

最近市場上掀起了一陣AI與MCU結合的熱潮，開始有很多MCU產品開始面向AI/ML 領域，被市場稱為“MCU+AI”的模式”，對此市場現象，李勇先生也評價道，目前市場上已存在不少的MCU 都聲稱具備AI的功能，其中絕大多數是采用軟件來實現AI算法，與ADI公司的硬件AI 微處理器相比，軟件實現AI算法的功耗高、速度慢且BOM 成本高昂。端側應用通常要求AI微處理芯片需要具備超低功耗、高速度、高集成度、高可靠性等性能，同時要易于開發和部署。ADI 通過將AI算法和處理能力與MCU 集成在一起, 可以將復雜的AI推理過程簡單化，大大地減少了所需的通信帶寬，同時也延長電池使用時間和壽命，降低了設備成本和系統維護成本，這對于一些需要長時間運行、依賴于電池供電或功耗敏感的應用非常重要，而這些正是ADI AI微處理器的特點和產品發展方向。未來，ADI 的AI 產品將進一步向邊緣端深入，實現更加高效、智能和自主的物聯網應用。

談到具體的產品，ADI最新推出的支持硬件神經網絡的人工智能微控制器MAX78002系列，其采用了Arm Cortex-M4處理器和32位RISC-V協處理器的異構設計。在被問到該設計的優勢之時，李勇先生向我們介紹道，MAX78002是一款支持硬件神經網絡的人工智能微控制器，能夠以超低功耗運行在物聯網邊緣，而這也是其為何要采用Arm Cortex-M4 處理器和32 位RISC-V協處理器異構設計的主要原因。在實際的設計開發中，邊緣AI 作為在設備本地端執行的AI，通常需要使用電池供電，因此需要在系統功耗、計算速度和設備成本之間取得一個比較好的平衡。借助于這種兩個硬件的分工合作，MAX78000/2一不需要聯網，二支持電池供電，完美地滿足了邊緣AI 的要求，是AIoT 應用的理想產品。

正是由于獨特的架構和完美的分工，與運行在低功耗微控制器上的純軟件解決方案相比，ADI 的MAX7800X方案具備更高的數據量，速度提高了100 倍，但是成本僅僅是FPGA 或GPU 解決方案的零頭。相比于微控制器加上DSP 的方案，ADI 方案的功耗不足該方案的百分之一。因此，ADI 方案可以在功耗、速度、成本三個方面達成最優的平衡，加上其小尺寸的優勢，是邊緣AI應用的理想產品。

據了解，MAX78000系列MCU使用了ADI自研的CNN IP對此IP的具體情況，市場上也十分感興趣，李勇先生就此也作出了詳細的介紹，他坦言道，采用CNN的AI MCU MAX78000 是真正意義上的邊緣AI處理器，具備運算快、低功耗等優勢。ADI 大概從2013年就開始研發此類產品了，在該領域積累了豐富的研發與實踐經驗。具體而言，ADI的CNN有64 個主頻為50 MHz的8位處理器，周圍還分布了很多存放權重數據的memory。由于該加速器沒有那么多寄存器需要管，可以直接取值，運算了再放出來，這能夠節省功耗，運算也非?？?。因為該設計是硬件完成，所以比傳統微控制器的處理速度要快得多。同時，該加速器在工作完還能快速進入睡眠狀態，帶來更低功耗的體驗。

最后，李勇先生也評價了被市場看好的RISC-V架構在AI方向的前景，他表示，RISC-V 在AI 方面的應用具有很大潛力。以ADI AI MCU為例，RISC-V主要用于配合CNN進行工作，其功耗低、尺寸小、簡潔且開放式的特點受到很多用戶歡迎。我們會根據客戶需求和產品性能需求選擇最優的解決方案。具體到架構的選擇方面，我們將基于性能、功耗及成本等多方面考量，為客戶提供更多元、更優化的解決方案。未來，ADI會考慮更多地使用RISC-V架構在MCU產品之中，以滿足市場需求并推動技術創新。

（本文來源于《EEPW》2024.3）