替代國產與支持AI，這個春天MCU看點滿滿

又是一年春來到，我們展望各種電子元器件未來市場之時首選的還是MCU，雖然話題度不如GPU和處理器，但真要較真出貨量，GPU+手機AP一年也賣不出MCU一個月的銷量。不管是電系工程新生還是電子開發菜鳥，入門的第一課多半還是數字控制。

躲不開的AI話題

不管是ChatGPT，還是最新的Sora，生成式AI進一步擴展了AI賦予了整個產業未來遐想的邊界，我們現在無法預見AI硬件的天花板，但我們可以很篤定AI硬件最接地氣的非MCU莫屬，或者說只有下沉到MCU端的AI應用，才能真正做到普世而非僅僅普適。雖然言必稱AI的宣傳口徑還沒有完全影響MCU市場，但山雨欲來風滿樓，從Arm最新對其Mxx內核的介紹來看，AI是未來MCU升級換代最大的賣點。也許未來MCU市場量大的還是M0+，但主推的一定是M52和M55兩個內核的產品，如果還能做到低功耗那將是絕殺。

只是熱門新品主打支持AI，真正商用端的設計似乎距離真正的AI應用還有不小的距離。先不說大模型需要的算力支持是幾千顆MCU加起來都分攤不了的運算量，光是大模型需要的訓練樣本存儲空間就不是MCU能吞下來的量級。已經擴展到10G+運存的手機AP能否充分支持ChatGPT和小模型都還沒有被完美證明，讓運存只有4Mb的高端MCU跑AI似乎遠比小馬拉火車更勉為其難。所以，現在的熱門是AI，是大模型，是算力需求幾百萬級別的大規模運算，即使已經有些企業開始中小模型的構建，但那依然是處理器的舞臺，而不是微控制器。所謂的Tiny ML只不過是通過加強MCU處理單元的DSP功能和部分ML的簡單支持，再多一點就是內置一個NPU單元處理一些簡單的訓練好的小模型。至少現有的MCU沒有能支持進行訓練模型的反復燒錄和升級迭代，這種與其說是人工智能，不如說是傳統行業經驗數據累積后的預植入。

不過，AI注定是躲不過去的未來，MCU作為最底層的數據處理單元，AI的滲透雖遲必到。只不過，MCU的廠商和用戶習慣了穩扎穩打，沒有利益的炒作不會輕易參與，但凡真有盈利空間出現，以現在MCU的開發生態成熟度，3個月之內前十巨頭的產品都會送到工程師手中。

8位還有多少未來

說完了高端應用，再去看看低端市場的現狀。低端市場8位和16位的市場份額肯定會逐步走低，2024年8位MCU估計也就剩下幾個領導者繼續堅守，而32位取代8位將是這兩年低端MCU市場的主旋律。當然，就此判斷8位MCU將退出歷史舞臺還早的很，就想15年前就有人預測8位的生命周期將在2020年前后終結，可是現狀是8位依然有龐大的應用市場。半導體永遠是遵循經濟規律的商品市場，總有一些低端應用離不開8位MCU以極低的價格和功耗以及外圍器件提供的最簡單控制，殺雞用牛刀這種情況不會存在于對成本錙銖必較的成熟消費級應用。

站在內核廠商的角度，將8位MCU淘汰出市場是他們喜聞樂見的結果，這也是他們前幾年不僅降低M0和M3內核的入門門檻，更是降低了單顆授權費，就是希望繼續壓低低端32位MCU的價格以逐步取代8位?？上У氖?，即使在32位MCU廉價到5毛人民幣一顆還送其他器件的情況下，8位還是能牢牢把持三成MCU市場?，F在內核廠商上市了，要考慮營業利潤了，還敢繼續壓低授權費用嗎？從半壁江山到三七開，32位用了超過十年，下一次的比例大變化，是否還需要下一個十年？

悶聲發財的汽車MCU

如果真要深究8位MCU被32位取代的重災區，這兩年最熱的汽車市場首當其沖。隨著新能源汽車和自動駕駛（包括ADAS等）兩大趨勢的滲透，車用MCU市場經歷了翻天覆地的變化，可能除了燃油車動力總成之外，Arm核MCU幾乎滲透進每一個ECU。想起十幾年前面對某CMO采訪問及何時他們的MCU能上車時，他戲謔說現在斑白的頭發全白了也許就能實現，再看現在車身電子的電氣化革命進程對MCU功能的快速需求，車規級MCU的門檻在ASIL等新標準下變得越來越普適。

回過頭來看，前兩年的大規模缺貨恰恰是從汽車MCU需求的緊缺開啟的，因為汽車電氣結構跟隨新能源車和信息娛樂革命而進行MCU大規模升級，造成市場的產能瞬間緊缺，加上某花廠臨時搶占產能帶來的制造鏈產能緊張，雙重作用加疫情停工直接引發了半導體史詩級的缺貨。2021年底到2023年上半年是汽車半導體廠商賺翻了的20個月，這其中又以MCU這種用量最大的產品價格整體飆升的最厲害，即使通用MCU殘酷價格戰的2023年下半年汽車MCU價格依然穩固。當大眾視野持續關注自動駕駛主芯片廠商喧鬧舞臺劇之時，MCU才是悶聲發財的那一批，畢竟你看看那些做自動駕駛主處理器廠商哪個報表里有盈利？再看汽車電子特別是汽車MCU的表現，哪個不是兩位數增長？

替代國產替代？

在半導體的全民大討論中，我看到了手機處理器，看到了CPU和GPU，看到了高性能模擬和射頻，看到了光刻機甚至光刻膠，獨獨沒有看到MCU。也許是MCU實在不夠吸引大眾眼球，也許是MCU我們跟國際先進水平差距不大，也許之前不怎么接觸芯片的媒體和自媒體壓根不想去了解MCU。

也許可以感謝SoC架構中處理器內核授權模式逐漸成為32位MCU主流，國產32位MCU在性能上并沒有落后國際先進水平多少，甚至最尷尬的開發生態都不再成為問題。在全民關注國產替代的過程中，最少人提及的MCU卻是國產替代中最普遍和最成功的一個。當某領先MCU品牌價格飆漲都能被輿論歸咎為賽格大樓迎風搖擺的原因，國產替代入局的天時地利人和都已經具備，其實這些年除了在某些敏感應用的國產替代值得我們歡呼之外，真正量產級應用國產替代最成功的就是一眾國產MCU廠商的解決方案，甚至部分國產替代已經不是pin2pin兼容的替代，而是板級方案的功能替代。

2023年的32位MCU價格大戰表面是供需失衡，背后本質是國產替代進行比較充分的后遺癥。隨著國際MCU廠商價格回落到一個正常水平，國產替代與替代國產替代成為設計者在產品定義期間的小糾結，當去庫存的壓力大于利潤壓力，價格就是打動客戶最直接的手段，經歷了這波的市場成本搏殺，國內MCU主要廠商雖然歷練了自己的生存能力，但出現了另一個尷尬的情況，那就是自己成為被替代的目標。因為國內外Arm核MCU同質化形成的替代門檻很低，當供應價格逐漸接近之時，之前替代進口MCU的優勢又變成被替代的劣勢，這將是未來一兩年國產替代MCU廠商們面臨的最尷尬挑戰，一方面他們會希望繼續替代其他產品，另一方面則是面臨被其他國內外對手盯上被替代的威脅，這是成熟內核MCU帶來的雙刃劍 。

不管如何，作為目前出貨量最大，應用范圍最廣的數字芯片，MCU在這個春天依然充滿話題度，并且在未來幾年內將持續上演各類勾心斗角的大戲。