技術(shù)應(yīng)用多元發(fā)展 MCU廠商如何差異化應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(chǎn)品中心統(tǒng)括經(jīng)理王志航

　　瑞薩電子(中國)有限公司汽車業(yè)務(wù)中心統(tǒng)括經(jīng)理趙坤

　　恩智浦半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品技術(shù)市場經(jīng)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(jīng)理王亦菁

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

　　意法半導(dǎo)體中國區(qū)MCU市場高級經(jīng)理曹錦東

　　微芯亞太區(qū)家電解決方案部市場營銷經(jīng)理Alan Lee

　　Marvell副總裁兼移動及物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理Philip Poulidis

　　東芝電子(中國)有限公司技術(shù)統(tǒng)括部長尾一幸

　　兆易創(chuàng)新GigaDevice MCU產(chǎn)品經(jīng)理金光一

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

　　貿(mào)澤電子亞太區(qū)市場與商務(wù)拓展總監(jiān)田吉平

　　e絡(luò)盟大中華區(qū)總經(jīng)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(xiàn)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(gòu)，具有豐富的模擬外設(shè)功能，專門面向超低功耗應(yīng)用，讓用戶能夠以更低的成本構(gòu)建小型、高能效系統(tǒng)。在運行效率達(dá)到1.39DMPS/MHz的前提下，RL78的運行功耗很低;當(dāng)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(guān)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(nèi)最節(jié)能的8位和32位MCU，是能耗敏感、電池供電設(shè)備的理想選擇。所有Gecko MCU都具有外設(shè)反射系統(tǒng)(PRS)，能夠監(jiān)視復(fù)雜的系統(tǒng)級事件，允許不同MCU外設(shè)之間進(jìn)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(tǒng)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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的。

　　張小平：恩智浦MCU應(yīng)用范圍很廣，在客戶比較關(guān)心芯片的功耗和體積，以及有關(guān)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(chǎn)品，分別是基于Cortex-M0和Cortex-M0+的內(nèi)核。未來我們會推出基于M4內(nèi)核的全新低功耗產(chǎn)品系列，為市場提供更高性能的低功耗MCU產(chǎn)品系列。

　　金光一：GigaDevice GD32 MCU具備高性能、低功耗和易用性的應(yīng)用優(yōu)勢。GD32 MCU采用了高速的Cortex-M3內(nèi)核和自主知識產(chǎn)權(quán)的gFlash專利技術(shù)，實現(xiàn)了內(nèi)核對Flash訪問的零等待。對比測試結(jié)果來看，GD32的代碼執(zhí)行效率比市場同類產(chǎn)品提高30%～40%，并針對家電的節(jié)能環(huán)保及電池供電等應(yīng)用進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)。我們的超低功耗技術(shù)可提供行業(yè)最低的運行和休眠電流，具備超低功耗技術(shù)的產(chǎn)品可以使設(shè)計人員降低系統(tǒng)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(jìn)的電機控制技術(shù)，可以實現(xiàn)更高的能效。微芯擁有種類齊全的電機控制IC，可實現(xiàn)高性能、精確的電機控制系統(tǒng)設(shè)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(qū)動器，這樣便可涵蓋范圍廣泛的包括低成本和高級設(shè)計在內(nèi)的電機控制應(yīng)用。

　　曹錦東：在智能照明時代MCU應(yīng)具有高調(diào)光精度、低成本、節(jié)能以及應(yīng)急保護(hù)功能，具體對MCU的需求表現(xiàn)在如下幾個方面：精準(zhǔn)控制電流，延長燈具壽命;多種保護(hù)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(diào)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(lǐng)域的低功耗包括運行和待機功耗。相比手持設(shè)備，家電對于低功耗的要求并不是非?？量?，其更關(guān)心的是如何在整個系統(tǒng)上實現(xiàn)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(yīng)用于電機控制方面，關(guān)注整個系統(tǒng)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(lián)時代新寵

　　Philip Poulidis：針對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，Marvell的策略是進(jìn)行完整的IoT平臺的開發(fā)。首先，整合了無線技術(shù)，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(lán)牙跟MCU的整合，第三款是EZ—Connect和ZigBee的整合。從WiFi到藍(lán)牙，再到ZigBee，Marvell在不同無線技術(shù)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(shè)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(shù)，讓用戶可以更容易、更方便地開發(fā)產(chǎn)品。在IoT領(lǐng)域，不僅終端有非常好的設(shè)備功能，在云端上服務(wù)方面也需要做整合。

　　長尾一幸：近年來，傳統(tǒng)的白色家電也開始通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)家電聯(lián)網(wǎng)，用手機控制各類家電的設(shè)想逐漸變成現(xiàn)實。這對MCU提出了新要求：鏈接功能提升、高速數(shù)據(jù)處理能力、大容量Flash、低功耗。

　　針對上述新要求，東芝已經(jīng)開發(fā)了各類MCU滿足客戶需求。例如內(nèi)置以太網(wǎng)、USB Host、 USB Device、CAN總線等的M369+東芝的藍(lán)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(dá)1.5M Bytes Flash容量、運算頻率達(dá)120MHz的TOSHIBA MCU M461和M462，可以滿足客戶高速數(shù)據(jù)處理的需求。我們計劃開發(fā)藍(lán)牙+M0的一體芯片，可以實現(xiàn)低功耗無線數(shù)據(jù)傳送。M0+ETC的一體芯片，使客戶能更便捷地開發(fā)ETC產(chǎn)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?，F(xiàn)在，我們已擁有將傳統(tǒng)家電轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茉O(shè)備所需的一切關(guān)鍵技術(shù)。例如，豐富多樣的傳感技術(shù)和連接技術(shù)。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(wǎng)上，這是智能家居市場所需的關(guān)鍵技術(shù)之一。雖然市場中有許多WiFi解決方案，但針對功耗至關(guān)重要的嵌入式控制設(shè)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(jīng)權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)模塊，能減少射頻開發(fā)的時間和工作量。

　　Greg Hodgson：我們把物聯(lián)網(wǎng)(IoT)看作計算的進(jìn)一步演進(jìn)，在我們生活中電氣設(shè)備添加智能感應(yīng)、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(chǎn)生了顯著影響。Silicon Labs為各類IoT應(yīng)用提供了覆蓋廣泛的基于8051內(nèi)核的8位MCU和基于ARM內(nèi)核的32位MCU產(chǎn)品，同時也包括完整的開發(fā)環(huán)境—— Simplicity StudioTM，用于加速IoT系統(tǒng)設(shè)計。對于應(yīng)用廣泛的LED照明市場，我們提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的基于ARM內(nèi)核的ZigBee SoC，能夠為智能燈控系統(tǒng)提供智能無線連接和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

　　SoC要和應(yīng)用捆綁

　　易生海：SoC是一個很好的話題，汽車電子功能實現(xiàn)從板級向芯片轉(zhuǎn)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(yīng)用里面，SoC主要和應(yīng)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(shù)據(jù)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?；谖磥淼募夹g(shù)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(yīng)用模式設(shè)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(chǎn)品。結(jié)合市場需求、行業(yè)應(yīng)用、技術(shù)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(chǎn)品系列。

　　長尾一幸：東芝半導(dǎo)體有非常豐富的產(chǎn)品線：MCU、模擬器件、通信產(chǎn)品(藍(lán)牙、WiFi、NFC等)、傳感器。有效地整合以上技術(shù)，開發(fā)適合市場的SoC，是東芝半導(dǎo)體發(fā)展的一個方向。例如東芝的TMPM342，內(nèi)置2路7位步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動、PSC、運放等功能模塊，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機、鏡頭控制、安防以及家用監(jiān)視探頭等領(lǐng)域。中國的MCU市場本土化進(jìn)程不斷加快，競爭越來越加劇。東芝的策略是利用自身技術(shù)優(yōu)勢，走技術(shù)差異化的道路。

　　金光一：面對新型的特定性應(yīng)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(tǒng)硬件的集成度，但在兼顧外設(shè)模塊的通信需求及人機交互等方面，不如通用MCU靈活經(jīng)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(tǒng)管理的核心器件還將在數(shù)字家電市場得到更廣泛的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)流的傳輸、人機界面、顯示與觸摸控制、無線控制等。目前已經(jīng)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(chǎn)品中使用了Gigadevice GD32系列Cortex-M3 MCU，預(yù)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(shè)與外部模擬和數(shù)字世界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互; 針對智能，MCU需要獲取信息進(jìn)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(yuǎn)程中心進(jìn)行信息互換。這些都是物聯(lián)網(wǎng)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(yīng)用在小功率汽車電機控制系統(tǒng)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(qū)動或繼電器輸出驅(qū)動輸出。用SoC構(gòu)建的控制系統(tǒng)體積小，易于和被控對象集成，功能單一，控制對象固定的應(yīng)用有其獨特的優(yōu)勢。但是，需要指出，針對系統(tǒng)工作環(huán)境苛刻、控制對象復(fù)雜、驅(qū)動功率要求較大的系統(tǒng)，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(yīng)用的靈活度，比如是否要進(jìn)一步擴展其功能;應(yīng)用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn);方案的性價比以及半導(dǎo)體技術(shù)的實現(xiàn)。SoC方案的差異化將表現(xiàn)在應(yīng)用控制功能的不同。

　　中國市場復(fù)合增長率高達(dá)雙位數(shù)

　　鐘金洪：過去5～6年中國半導(dǎo)體市場快速增長，由過去占全球的30%到現(xiàn)在的40%左右。在各類元器件里，MCU增長尤其迅速，復(fù)合增長率已高達(dá)雙位數(shù)。這是因為中國電子產(chǎn)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(xiàn)各種功能的變化，從而縮短產(chǎn)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(tǒng)的要求走的，不同系統(tǒng)對MCU的要求不同。

　　田吉平：中國的MCU市場構(gòu)成很豐富，幾乎覆蓋了各種應(yīng)用。MCU相關(guān)開發(fā)工具的進(jìn)步，以及網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)交流的普及，使得中國已經(jīng)有了相當(dāng)數(shù)量的高水平MCU應(yīng)用工程師。對MCU應(yīng)用技術(shù)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(rèn)為中國MCU市場的特點是MCU料號需求寬泛，某些應(yīng)用對價格非常敏感，對新產(chǎn)品的需求不斷提高。

　　長尾一幸：中國MCU市場低端產(chǎn)品面臨價格劇烈競爭，高端的產(chǎn)品客戶缺乏自主開發(fā)能力。東芝堅持走技術(shù)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(jìn)的產(chǎn)品，提供增值服務(wù)也是東芝的方針之一?，F(xiàn)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(nèi)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(chǎn)品組合，需要多種Flash存儲大小、多種外設(shè)選項的特性豐富的產(chǎn)品系列以及在各類MCU系列產(chǎn)品內(nèi)引腳和軟件兼容。為實現(xiàn)客戶產(chǎn)品快速上市，MCU產(chǎn)品也必須能夠提供較短的交貨周期。MCU的產(chǎn)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(hù)是一項重要考慮因素，MCU必須提供基于Flash的內(nèi)容保護(hù)。同樣的，在中國市場為客戶提供版權(quán)保護(hù)的編譯器授權(quán)以滿足法律要求，這對MCU供應(yīng)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(shù)更新速度快、產(chǎn)業(yè)鏈健全等特點。為了更好地適應(yīng)中國市場的需求，恩智浦與中國市場的客戶進(jìn)行著更加廣泛的深度合作，為客戶提供最及時的技術(shù)服務(wù)和支持，從而使我們能擁有更大的市場份額。

　　劉嘉功：由于產(chǎn)品生命周期縮短，利用MCU進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的工程師需要更好的途徑獲得正確的解決方案、產(chǎn)品及相關(guān)資料。越來越多中國公司將采用更先進(jìn)的技術(shù)以提高生產(chǎn)率并加快產(chǎn)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(yīng)鏈并改進(jìn)商業(yè)模式的產(chǎn)品與服務(wù)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(lián)網(wǎng)等市場都是目前的應(yīng)用熱點。我們作為中國首個Cortex-M3系列32位通用MCU的半導(dǎo)體供應(yīng)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(tǒng)性能與靈活的應(yīng)用體驗。同時，我們的產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn)制造均在國內(nèi)完成，訂貨交期有保障。