嵌入式系統(tǒng)IC市場(chǎng)格局

　　世界嵌入式處理器市場(chǎng)

　　MCU市場(chǎng)近幾年保持著增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。WSTS 2005年10月的報(bào)告(如圖1)顯示，32位及以上的MCU、DSP等保持了相對(duì)較大的增長(zhǎng)勢(shì)頭，其他領(lǐng)域則較為平緩。


圖1：MCU市場(chǎng)總值于2008年將超過(guò)150億美元

　　從數(shù)量上來(lái)說(shuō)，全球現(xiàn)在每年交付使用的嵌入式芯片約為400億片，其中絕大多數(shù)還是4位和8位CPU。但是值得注意的是：32位異軍突起，成為了嵌入式處理器領(lǐng)域的明亮之星。

　　32位

　　32位的市場(chǎng)總值達(dá)到30億美元，從單位數(shù)量來(lái)說(shuō)不到10億個(gè)，現(xiàn)在是6~7億個(gè)左右。在未來(lái)的四年間，這一部分市場(chǎng)會(huì)從30億美元漲到80億美元以上，所以從營(yíng)收的角度來(lái)看增長(zhǎng)是很大的。據(jù)NXP(原Philips半導(dǎo)體部)分析，在32位中，所有類型的產(chǎn)品增長(zhǎng)都是很迅速的，從1美元32位的ARM7 MCU，到高性能產(chǎn)品的增長(zhǎng)都很可觀。


圖2 2004~2009年嵌入式CPU的銷售額及預(yù)測(cè)

　　2位重要的應(yīng)用領(lǐng)域是消費(fèi)電子領(lǐng)域。ARM認(rèn)為高性能消費(fèi)電子產(chǎn)品的增長(zhǎng)是拉動(dòng)32位強(qiáng)勁增長(zhǎng)的主要原因。隨著后PC時(shí)代的來(lái)臨，消費(fèi)電子成為了推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。而在消費(fèi)電子中，32位嵌入式CPU居主導(dǎo)地位。其原因是：首先，用戶希望消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能提高，功耗降低，價(jià)格降低，32位嵌入式系統(tǒng)具有優(yōu)勢(shì)。其次，在一些傳統(tǒng)的消費(fèi)電子產(chǎn)品中，用戶對(duì)操作界面的要求越來(lái)越高，同時(shí)希望這些產(chǎn)品能滿足可聯(lián)性和更豐富的性能；面對(duì)這樣的市場(chǎng)需求，傳統(tǒng)的4位和8位系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足，32位系統(tǒng)正在逐漸取而代之。


圖3 中國(guó)的嵌入式CPU分布

　　在32位領(lǐng)域，ARM擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。據(jù)ARM公司預(yù)計(jì)，今年基于ARM架構(gòu)的芯片交付量將超過(guò)20億(編者注：絕大部分用于SoC中，例如手機(jī)的SoC中，只有少量用于嵌入式MCU)；到2010年這個(gè)數(shù)字可能超過(guò)45億，預(yù)計(jì)嵌入式ARM MCU將比06年增長(zhǎng)10倍。

　　8位和16位

　　雖然8位和16位單片機(jī)(MCU)營(yíng)收增長(zhǎng)緩慢，數(shù)量增長(zhǎng)卻是很大，某些局部產(chǎn)品增長(zhǎng)很可觀。據(jù)Microchip介紹，目前8位和16位的總規(guī)模達(dá)到約90億美元。NXP也認(rèn)為現(xiàn)在8位的市場(chǎng)的總額已經(jīng)達(dá)到了50億美元，單位數(shù)是350億塊，單位數(shù)量的年增長(zhǎng)率是17%。因此，這一塊市場(chǎng)很有吸引力，但同時(shí)涉足此領(lǐng)域的廠商也要很謹(jǐn)慎，要參與增長(zhǎng)最迅速的大部分市場(chǎng)。


圖4 PLD營(yíng)業(yè)額


圖5 市場(chǎng)增長(zhǎng)率與目標(biāo)

　　16位MCU市場(chǎng)曾一度受到8位和32位MCU產(chǎn)品的沖擊，當(dāng)時(shí)一度認(rèn)為其市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)縮小，但目前依然維持著一定的規(guī)模。最大的16位MCU廠商瑞薩指出，究其原因是8位MCU的功能和性能有時(shí)不能滿足產(chǎn)品的應(yīng)用需求，必須使用16位MCU(例如，AV、工業(yè)機(jī)器應(yīng)用)。同時(shí)，16位MCU市場(chǎng)中，汽車電子應(yīng)用被預(yù)測(cè)為最大的應(yīng)用領(lǐng)域，其應(yīng)用正在不斷持續(xù)擴(kuò)大。

　　Microchip與瑞薩等公司認(rèn)為，MCU中的可重編程產(chǎn)品部分將繼續(xù)保持較快的增長(zhǎng)速度?？芍鼐幊痰膯纹瑱C(jī)是指那些以閃存(Flash)作為其主存儲(chǔ)的器件，用戶可以輕松地對(duì)在這些單片機(jī)上運(yùn)行的軟件進(jìn)行定義或重定義。采用可重編程單片機(jī)的用戶在開(kāi)發(fā)和制造最終產(chǎn)品的過(guò)程中，將獲得非常大的靈活性。

　　同時(shí)，MCU正把更多的外圍器件集成進(jìn)來(lái)，以滿足各種特定的控制需要。例如，ZiLOG在8bit技術(shù)的發(fā)展演化方面正扮演著自己的角色，添加新的功能、并將數(shù)量越來(lái)越多的外設(shè)，如溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、內(nèi)部精密振蕩器(IPO)和通信功能，集成到其8bit系列器件中。
較小的封裝和較低的耗電產(chǎn)品也深受歡迎。
  
　　中國(guó)嵌入式處理器市場(chǎng)

　　在中國(guó)的增長(zhǎng)率要超過(guò)全球增長(zhǎng)。據(jù)神州龍芯介紹：中國(guó)嵌入式CPU的銷售額及預(yù)測(cè)如圖2所示。在高增長(zhǎng)的同時(shí)，95%的嵌入式CPU是進(jìn)口的，只有C*Core和神州龍芯等區(qū)區(qū)幾款是國(guó)內(nèi)自己研制的嵌入式CPU(如圖3所示)。因此，發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的32位嵌入式CPU是所有關(guān)心民族產(chǎn)業(yè)人士的共識(shí)。

　　中國(guó)目前是8位MCU的應(yīng)用王國(guó)。瑞薩認(rèn)為，目前為止，8位MCU市場(chǎng)在全球 MCU市場(chǎng)中依然占據(jù)著巨大的比例——無(wú)論是在金額還是在數(shù)量上。應(yīng)用范圍涵蓋了從白色家電、PC/AV產(chǎn)品到醫(yī)療保健儀器等各個(gè)方面。由于中國(guó)在上述領(lǐng)域十分擅長(zhǎng)，因此，可以認(rèn)為中國(guó)是8位MCU的最大消費(fèi)市場(chǎng)。

　　PLD市場(chǎng)

　　這兩年，革了ASIC命的PLD(可編程邏輯器件)高唱?jiǎng)P歌，逐漸獨(dú)樹(shù)一幟。整個(gè)PLD的營(yíng)業(yè)額如圖4所示，全球PLD市場(chǎng)2005年總值估計(jì)約為28億美元。據(jù)Xilinx分析，2006日歷年度的PLD市場(chǎng)增長(zhǎng)速度預(yù)計(jì)為12%~16%。Altera預(yù)測(cè)，今后將以年均增長(zhǎng)率17%的速度發(fā)展。PLD主要分為CPLD和FPGA，從圖5可看出，CPLD的發(fā)展速度平穩(wěn)，具有潛力的是FPGA。PLD主要用于通信、數(shù)字類消費(fèi)電子、工業(yè)、計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)等領(lǐng)域，Altera分析其增長(zhǎng)率如圖5所示。Xilinx預(yù)計(jì)亞太區(qū)業(yè)務(wù)將會(huì)有強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，其中約40%來(lái)自通信領(lǐng)域，約16%來(lái)自消費(fèi)和汽車領(lǐng)域。

　　如今，通過(guò)進(jìn)入新市場(chǎng)(例如消費(fèi)電子)，Xilinx預(yù)計(jì)到2009年將有望增長(zhǎng)到228億美元，其中亞太區(qū)市場(chǎng)將達(dá)到48億美元(根據(jù)iSuppli公司05年12月的半導(dǎo)體行業(yè)研究報(bào)告)。Altera也將通過(guò)開(kāi)發(fā)新市場(chǎng)(例如通過(guò)Hardcopy技術(shù)，進(jìn)入18億美元的結(jié)構(gòu)化ASIC市場(chǎng))擴(kuò)張。

　　FPGA領(lǐng)域盡管潛力巨大，但主要是兩位巨人出盡了風(fēng)頭：Xilinx和Altera占有了80%左右的市場(chǎng)營(yíng)收份額，其他的幾家廠商在超低功耗或安全性等幾個(gè)特定的“藍(lán)海”發(fā)展。

　　嵌入式軟件

　　隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性的提高，嵌入式軟件扮演著越來(lái)越重要的角色：如實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、編譯器、中間件(Middleware)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)(RTDB)和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)等。其中實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)起著尤為關(guān)鍵的作用，根據(jù)VDC的預(yù)估：2005~2008年實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)約為13.5%左右(圖7為VDC2004年預(yù)估的數(shù)值)。


圖6

　　從RTOS等開(kāi)發(fā)平臺(tái)的角度來(lái)看，主要分為以下幾類：

　　⊙以Windows CE和Linux為代表的、以高端應(yīng)用為目標(biāo)的嵌入式軟件平臺(tái)；

　　⊙以DeltaOS、VxWorks、INTEGRITY和NUCLEUS為代表的、傳統(tǒng)嵌入式應(yīng)用為目標(biāo)的嵌入式軟件平臺(tái)；

　　⊙以Symbian、PalmOS為代表的、面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)性軟件平臺(tái)；

　　⊙以配套特定應(yīng)用為目的、非公開(kāi)應(yīng)用的專屬性軟件平臺(tái)。

　　對(duì)于以上類型的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，應(yīng)該說(shuō)都擁有較大的應(yīng)用范圍。


圖7 嵌入式軟件的增長(zhǎng)



圖8 嵌入式軟件的應(yīng)用分布

　　從嵌入式軟件的應(yīng)用部分來(lái)看，消費(fèi)類和電信/數(shù)據(jù)應(yīng)用是最大的市場(chǎng)，兩者的營(yíng)業(yè)額相加占有將近半壁江山(VDC 2004年7月統(tǒng)計(jì))。但是，其他的多種應(yīng)用幾乎都與安全有關(guān)。因此，在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，安全成為重頭戲。