技術應用多元發(fā)展 MCU廠商如何差異化應對

　　編者按：在32位MCU全面替代8位大勢已定的情況下，如何更好地向新的應用領域延伸成為2014年MCU行業(yè)的主旋律。不同市場所需MCU的性能、規(guī)格、功耗有何不同?MCU廠商如何應對?《中國電子報》特邀主流MCU廠商和分銷商發(fā)表觀點。

　　飛思卡爾亞太區(qū)汽車微控制器市場營銷總監(jiān)易生海

　　瑞薩電子(香港)有限公司通用和SoC產品中心統括經理王志航

　　瑞薩電子(中國)有限公司汽車業(yè)務中心統括經理趙坤

　　恩智浦半導體微控制器產品技術市場經理張小平

　　英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子事業(yè)部市場總監(jiān)杜曦

　　英飛凌科技(中國)有限公司 汽車電子工業(yè)及多元化市場部高級經理王亦菁

　　Silicon Labs微控制器產品市場總監(jiān)Greg Hodgson

　　意法半導體中國區(qū)MCU市場高級經理曹錦東

　　微芯亞太區(qū)家電解決方案部市場營銷經理Alan Lee

　　Marvell副總裁兼移動及物聯網事業(yè)部總經理Philip Poulidis

　　東芝電子(中國)有限公司技術統括部長尾一幸

　　兆易創(chuàng)新GigaDevice MCU產品經理金光一

　　安富利電子元件中國區(qū)業(yè)務發(fā)展總監(jiān)鐘金洪

　　貿澤電子亞太區(qū)市場與商務拓展總監(jiān)田吉平

　　e絡盟大中華區(qū)總經理劉嘉功

　　低功耗必然的發(fā)展趨勢

　　王志航：使用低功耗MCU來實現環(huán)保節(jié)能是市場的發(fā)展趨勢。在家電行業(yè)，瑞薩重點推廣RL78 MCU系列。RL78基于16位CISC架構，具有豐富的模擬外設功能，專門面向超低功耗應用，讓用戶能夠以更低的成本構建小型、高能效系統。在運行效率達到1.39DMPS/MHz的前提下，RL78的運行功耗很低;當開啟實時時鐘和低電壓檢測模式時，RL78所消耗的電流僅為0.57μA。另外，RL78有3種低功耗模式(停止，暫停和貪睡)，可以通過關閉某些CPU功能來最大化地延長電池壽命。

　　Greg Hodgson：低能耗對MCU來說越來越重要。Silicon Labs可提供業(yè)內最節(jié)能的8位和32位MCU，是能耗敏感、電池供電設備的理想選擇。所有Gecko MCU都具有外設反射系統(PRS)，能夠監(jiān)視復雜的系統級事件，允許不同MCU外設之間進行自治通信，同時保持CPU盡可能長地處于節(jié)能休眠模式，從而降低系統整體能耗。Silicon Labs的Simplicity Studio開發(fā)平臺包括能耗感知的開發(fā)工具，是嵌入式開發(fā)人員針對低能耗進行優(yōu)化設計的。

　　張小平：恩智浦MCU應用范圍很廣，在客戶比較關心芯片的功耗和體積，以及有關傳感器的軟件支持等方面。恩智浦 MCU提供了LPC1100系列和LPC800系列低功耗產品，分別是基于Cortex-M0和Cortex-M0+的內核。未來我們會推出基于M4內核的全新低功耗產品系列，為市場提供更高性能的低功耗MCU產品系列。

　　金光一：GigaDevice GD32 MCU具備高性能、低功耗和易用性的應用優(yōu)勢。GD32 MCU采用了高速的Cortex-M3內核和自主知識產權的gFlash專利技術，實現了內核對Flash訪問的零等待。對比測試結果來看，GD32的代碼執(zhí)行效率比市場同類產品提高30%～40%，并針對家電的節(jié)能環(huán)保及電池供電等應用進行了功耗優(yōu)化。GD32 MCU提供了3種省電模式，同主頻下的工作電流比市場同類產品降低了20%～30%，在最高主頻下的全速運行功耗僅為1.05mW/MHz。另外，我們的 MCU還提供了多種封裝形式，全系列產品在軟件和引腳封裝方面全兼容，適合從低端到高端的不同項目需求。

　　Alan Lee：微芯多年來始終致力于發(fā)展可降低能耗和提高能效的技術。我們的超低功耗技術可提供行業(yè)最低的運行和休眠電流，具備超低功耗技術的產品可以使設計人員降低系統的待機功耗。在家電中，電機能耗占總能耗的比例較大。通過在無刷直流電機和永磁同步電機上采用先進的電機控制技術，可以實現更高的能效。微芯擁有種類齊全的電機控制IC，可實現高性能、精確的電機控制系統設計，并使之更為節(jié)能且運行更安靜。最近，我們擴展了16位dsPIC系列和三相BLDC電機驅動器，這樣便可涵蓋范圍廣泛的包括低成本和高級設計在內的電機控制應用。

　　曹錦東：在智能照明時代MCU應具有高調光精度、低成本、節(jié)能以及應急保護功能，具體對MCU的需求表現在如下幾個方面：精準控制電流，延長燈具壽命;多種保護功能，保證燈具安全;高集成度，節(jié)省空間和成本;靈活且精確的調光，同等亮度更少能耗;為多通道提供獨立的定時器門限輸出功能;通信方式多樣化，支持IR/無線/DALI/DMX512/PLC/;具有較高的工作溫度等。

　　王亦菁：家電領域的低功耗包括運行和待機功耗。相比手持設備，家電對于低功耗的要求并不是非常苛刻，其更關心的是如何在整個系統上實現節(jié)能，而非微控制器本身的功耗。英飛凌的微控制器XMC1000系列主要應用于電機控制方面，關注整個系統的變頻節(jié)能，其本身在運行功耗上也比較有優(yōu)勢。

　　MCU+無線物聯時代新寵

　　Philip Poulidis：針對物聯網的應用，Marvell的策略是進行完整的IoT平臺的開發(fā)。首先，整合了無線技術，將周邊不同的裝置都整合到我們的平臺上。近期，我們在IoT平臺解決方案上推出了3款芯片。這3款芯片都是單一芯片，第一款是WiFi跟MCU的整合，第二款是藍牙跟MCU的整合，第三款是EZ—Connect和ZigBee的整合。從WiFi到藍牙，再到ZigBee，Marvell在不同無線技術方面的整合是業(yè)界中最完整的。低功耗是非常重要的元素。有一些家庭的設備里面裝的是電池，所以低功耗和續(xù)航能力非常重要。同時在這個平臺上還需要完整的軟件和SDK 技術，讓用戶可以更容易、更方便地開發(fā)產品。在IoT領域，不僅終端有非常好的設備功能，在云端上服務方面也需要做整合。

　　長尾一幸：近年來，傳統的白色家電也開始通過無線通信技術實現家電聯網，用手機控制各類家電的設想逐漸變成現實。這對MCU提出了新要求：鏈接功能提升、高速數據處理能力、大容量Flash、低功耗。

　　針對上述新要求，東芝已經開發(fā)了各類MCU滿足客戶需求。例如內置以太網、USB Host、 USB Device、CAN總線等的M369+東芝的藍牙或者WiFi，將各類家電輕松接入Internet。東芝開發(fā)了帶浮點運算、高達1.5M Bytes Flash容量、運算頻率達120MHz的TOSHIBA MCU M461和M462，可以滿足客戶高速數據處理的需求。我們計劃開發(fā)藍牙+M0的一體芯片，可以實現低功耗無線數據傳送。M0+ETC的一體芯片，使客戶能更便捷地開發(fā)ETC產品，令高速公路更暢通。

　　Alan Lee：隨著生活水平不斷提高，家電需要超越最基本的功能。現在，我們已擁有將傳統家電轉變?yōu)橹悄茉O備所需的一切關鍵技術。例如，豐富多樣的傳感技術和連接技術。連接功能，尤其是無線連接可以將家電連接到Internet和智能電網上，這是智能家居市場所需的關鍵技術之一。雖然市場中有許多WiFi解決方案，但針對功耗至關重要的嵌入式控制設計解決方案卻很少。微芯提供超低功耗WiFi和Sub-GHz模塊。此外，我們的射頻模塊是經權威機構認證的標準模塊，能減少射頻開發(fā)的時間和工作量。

　　Greg Hodgson：我們把物聯網(IoT)看作計算的進一步演進，在我們生活中電氣設備添加智能感應、處理和無線連接，將使它們變得更加實用。IoT早已對家電、LED照明和汽車市場產生了顯著影響。Silicon Labs為各類IoT應用提供了覆蓋廣泛的基于8051內核的8位MCU和基于ARM內核的32位MCU產品，同時也包括完整的開發(fā)環(huán)境—— Simplicity StudioTM，用于加速IoT系統設計。對于應用廣泛的LED照明市場，我們提供了業(yè)內領先的基于ARM內核的ZigBee SoC，能夠為智能燈控系統提供智能無線連接和網狀網絡。

　　SoC要和應用捆綁

　　易生海：SoC是一個很好的話題，汽車電子功能實現從板級向芯片轉移，在某些方面的確在發(fā)生。這背后包括了很多客觀因素，需要很多條件。但就中國的本土汽車電子規(guī)模而言，總體還不到這個程度。SoC第一位的決定因素是ROI(投資回報率)。估算中國本土汽車電子市場規(guī)模在1.4億美元左右，分布在10多個應用里面，SoC主要和應用捆綁，所以能做的就很有限了。

　　張小平：SoC的集成度越來越高，這是一個發(fā)展趨勢，而MCU是其中不可或缺的一部分。從連接無線芯片、GPS 和傳感器，到信息數據的采集處理以及人機交互操作，MCU都具有更強的適用性和更大的靈活性。基于未來的技術發(fā)展趨勢，MCU會不斷集成、整合更多的功能，這也是恩智浦的優(yōu)勢所在。SoC+MCU的應用模式設計靈活，能夠為客戶提供不同資源配置的MCU，從而提供最優(yōu)性價比的產品。結合市場需求、行業(yè)應用、技術發(fā)展趨勢以及低功耗要求，恩智浦MCU一直致力于為客戶提供單芯片解決方案的MCU產品系列。

　　長尾一幸：東芝半導體有非常豐富的產品線：MCU、模擬器件、通信產品(藍牙、WiFi、NFC等)、傳感器。有效地整合以上技術，開發(fā)適合市場的SoC，是東芝半導體發(fā)展的一個方向。例如東芝的TMPM342，內置2路7位步進馬達驅動、PSC、運放等功能模塊，廣泛應用于數碼相機、鏡頭控制、安防以及家用監(jiān)視探頭等領域。中國的MCU市場本土化進程不斷加快，競爭越來越加劇。東芝的策略是利用自身技術優(yōu)勢，走技術差異化的道路。

　　金光一：面對新型的特定性應用需求，SoC芯片有其自身的優(yōu)勢，可以有效地整合處理資源并提高系統硬件的集成度，但在兼顧外設模塊的通信需求及人機交互等方面，不如通用MCU靈活經濟。因此SoC芯片可以發(fā)揮算法處理的核心功能，但MCU作為系統管理的核心器件還將在數字家電市場得到更廣泛的應用，包括數據流的傳輸、人機界面、顯示與觸摸控制、無線控制等。目前已經有非常多的客戶在游戲機、攝像頭、路由器、音響、遙控手柄等產品中使用了Gigadevice GD32系列Cortex-M3 MCU，預計今年還將繼續(xù)增長。

　　曹錦東：就SoC的趨勢來看，針對連接需求增長，MCU需要提供更多的外設與外部模擬和數字世界進行數據交互; 針對智能，MCU需要獲取信息進行高效的、智能化的信息處理;針對處理需求，MCU一方面需要滿足實時性處理要求，另一方面還要與遠程中心進行信息互換。這些都是物聯網時代對MCU的需求。

　　杜曦：早在幾年前，英飛凌就曾推出了基于8051核的8位SoC芯片，該芯片被成功地應用在小功率汽車電機控制系統里。最近我們又將推出基于ARM的32位SoC芯片，分別集成了橋驅動或繼電器輸出驅動輸出。用SoC構建的控制系統體積小，易于和被控對象集成，功能單一，控制對象固定的應用有其獨特的優(yōu)勢。但是，需要指出，針對系統工作環(huán)境苛刻、控制對象復雜、驅動功率要求較大的系統，通用型MCU會更適合，靈活性更高。在SoC整合中要考量的因素包括：應用的靈活度，比如是否要進一步擴展其功能;應用環(huán)境和標準;方案的性價比以及半導體技術的實現。SoC方案的差異化將表現在應用控制功能的不同。

　　中國市場復合增長率高達雙位數

　　鐘金洪：過去5～6年中國半導體市場快速增長，由過去占全球的30%到現在的40%左右。在各類元器件里，MCU增長尤其迅速，復合增長率已高達雙位數。這是因為中國電子產品功能越來越多、變化越來越快、開發(fā)周期越來越短。MCU利用軟件來實現各種功能的變化，從而縮短產品開發(fā)周期，成為理想的解決方案。

　　易生海：中國平均每輛汽車的控制器(MCU/MPU)為45美元左右，同時期美國平均每輛汽車的控制器為140美元左右，可見中國汽車電子的發(fā)展大有可為。微控制器的發(fā)展趨勢是跟著汽車電子系統的要求走的，不同系統對MCU的要求不同。

　　田吉平：中國的MCU市場構成很豐富，幾乎覆蓋了各種應用。MCU相關開發(fā)工具的進步，以及網絡平臺技術交流的普及，使得中國已經有了相當數量的高水平MCU應用工程師。對MCU應用技術的深厚理解與掌握，讓他們有更個性化的MCU選型需求。我們認為中國MCU市場的特點是MCU料號需求寬泛，某些應用對價格非常敏感，對新產品的需求不斷提高。

　　長尾一幸：中國MCU市場低端產品面臨價格劇烈競爭，高端的產品客戶缺乏自主開發(fā)能力。東芝堅持走技術差異化路線，以提供附加價值的策略來贏得客戶。除了提供先進的產品，提供增值服務也是東芝的方針之一。現在東芝仍然堅持為客戶提供各種參考方案，使得客戶能在較短時間內很輕松地完成開發(fā)工作。

　　Greg Hodgson：中國市場需要特別豐富的MCU產品組合，需要多種Flash存儲大小、多種外設選項的特性豐富的產品系列以及在各類MCU系列產品內引腳和軟件兼容。為實現客戶產品快速上市，MCU產品也必須能夠提供較短的交貨周期。MCU的產品價格必須具有較高的競爭力，要提供最低物料(BOM)成本的解決方案。在中國IP保護是一項重要考慮因素，MCU必須提供基于Flash的內容保護。同樣的，在中國市場為客戶提供版權保護的編譯器授權以滿足法律要求，這對MCU供應商是有益的。

　　張小平：中國MCU市場覆蓋了幾乎所有電子行業(yè)，具有分布范圍廣、技術更新速度快、產業(yè)鏈健全等特點。為了更好地適應中國市場的需求，恩智浦與中國市場的客戶進行著更加廣泛的深度合作，為客戶提供最及時的技術服務和支持，從而使我們能擁有更大的市場份額。

　　劉嘉功：由于產品生命周期縮短，利用MCU進行產品設計的工程師需要更好的途徑獲得正確的解決方案、產品及相關資料。越來越多中國公司將采用更先進的技術以提高生產率并加快產品上市速度，從而提升成本效益。而那些能夠改變制造過程、改變供應鏈并改進商業(yè)模式的產品與服務將備受歡迎。

　　金光一：中國市場對于32位MCU的需求量在逐年提升，工業(yè)控制、家用電器、移動支付和物聯網等市場都是目前的應用熱點。我們作為中國首個Cortex-M3系列32位通用MCU的半導體供應商，充分了解本地市場高性能、低成本和易用性的使用需求，為中國用戶帶來優(yōu)異的系統性能與靈活的應用體驗。同時，我們的產品設計及生產制造均在國內完成，訂貨交期有保障。