那些跨界打劫的MCU們

MCU，又稱為單片機(jī)，是芯片中的大品類，是今天電子產(chǎn)品的心臟，橫跨消費(fèi)、工業(yè)和汽車三大場景，小到體溫計(jì)、無線充電器和智能手環(huán)，大到數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和汽車，都有MCU的身影。

由于中國物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車行業(yè)等市場的快速增長，下游應(yīng)用產(chǎn)品對(duì)MCU的需求將繼續(xù)保持旺盛增長，而中國MCU市場的增長速度也將繼續(xù)領(lǐng)先全球。有機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2021-2026年，中國MCU市場規(guī)模將保持8%的速度增長，其中2021年約為365億元，至2026年將達(dá)到513億元。

從去年下半年開始，由于手機(jī)、PC和消費(fèi)電子市場的需求疲軟，再加上2021年晶圓產(chǎn)能和訂單的瘋搶，導(dǎo)致今年上半年MCU開始出現(xiàn)庫存積壓問題，這對(duì)以傳統(tǒng)消費(fèi)和家電應(yīng)用市場為主的國產(chǎn)MCU廠商來說將是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)做MCU的廠商已經(jīng)超過了一百家，其中當(dāng)然可以分為兼容MCU和特色MCU兩大陣營。早年的國產(chǎn)MCU主要是做歐美品牌的兼容替代，通過Pin2Pin模式，以更低的價(jià)格去取代，隨著進(jìn)入者越來越多，替代產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，這門生意越來越不具有可持續(xù)性，把原本以拼設(shè)計(jì)為重點(diǎn)的芯片產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨?yīng)量和制造成本取勝的行業(yè)。

STM32的國產(chǎn)兼容MCU大多采用ARM架構(gòu)，購買相同的IP搭建，功能類似，就變成了血拼價(jià)格的內(nèi)卷市場，且這個(gè)兼容市場的價(jià)格存在兩個(gè)天然的天花板，即原廠意法半導(dǎo)體(STM32)和國產(chǎn)第一的兆易創(chuàng)新GD32，基本上把“山寨MCU”的價(jià)格空間封死了。

這幾年，一些有特色的MCU廠商開始自主定義和開發(fā)更有差異化更有競爭力的MCU產(chǎn)品，找到本土市場的客戶需求，在細(xì)分領(lǐng)域形成差異化優(yōu)勢，做出自己特色的MCU，反而越做越寬，開拓出了新的天地。

本文介紹的幾家特立獨(dú)行的國產(chǎn)MCU，他們大多跨界而來，主營業(yè)務(wù)并非是MCU，卻從四面八方跨入MCU市場，在“平淡無奇”的通用MCU領(lǐng)域居然搞出了自留地。真是條條道路通MCU，總有一款適合你。

1、樂鑫ESP32：從WiFi到MCU

談及智能家居，物聯(lián)網(wǎng)，首先想到的肯定是WIFI，說到WIFI模塊，肯定會(huì)首先想到目前出貨量極大、話題度極高的ESP8266模塊。那正是樂鑫主打的WiFi模塊產(chǎn)品。

樂鑫科技成立于2008年，自成立起便深耕于WiFi MCU領(lǐng)域，產(chǎn)品覆蓋物聯(lián)網(wǎng)多維度應(yīng)用場景。2013年就開始推出系列單WiFi芯片，2016年推出通用MCU產(chǎn)品線ESP32，將天線開關(guān)、RF balun、功率放大器、接收低噪聲放大器、濾波器、電源管理模塊等功能集于一體。完全可以取代傳統(tǒng)8位單片機(jī)和32位M0/M3單片機(jī)，其價(jià)格還遠(yuǎn)低于同類如STM32F103。公司通過委外方式集成閃存、晶振、隨機(jī)存儲(chǔ)器、天線等其他電子元器件形成系列模組。

ESP32擁有豐富資源，它是把CPU、存儲(chǔ)器（Flash和RAM）、計(jì)數(shù)器、GPIO、SPI、A/D轉(zhuǎn)換、UART、CAN、I2C、I2F等周邊接口甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，集成WIFI/藍(lán)牙，支持OTA升級(jí)。為用戶提供的是一顆高集成、低功耗、性能卓越、安全穩(wěn)定、高性價(jià)比的Wi-Fi &藍(lán)牙MCU,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。

根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，到2025年，所有物聯(lián)網(wǎng)連接中的72%將使用WiFi和Zigbee的傳輸技術(shù)。從總量角度考慮，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，全球Wifi芯片出貨量將于2022年達(dá)到49億顆，占據(jù)各大主流互聯(lián)方案出貨量逾40%，為最重要市場之一。WiFi MCU以IOT為主要應(yīng)用領(lǐng)域，為WiFi芯片重要細(xì)分之一，下游高景氣帶動(dòng)占比迅速提升，出貨量增長速度遠(yuǎn)高于整體WiFi芯片市場。

高度集成是公司產(chǎn)品的重要技術(shù)特點(diǎn)，下游客戶開發(fā)所需的外圍電子元器件數(shù)量極少，大幅降低了客戶的設(shè)計(jì)門檻。ESP32系列的接口數(shù)量遠(yuǎn)高于其他競品，亦是公司高度集成設(shè)計(jì)能力的體現(xiàn)。

今年8月份，樂鑫科技發(fā)布公告稱模組收入占比仍然在所預(yù)計(jì)的60-70%區(qū)間之內(nèi)。

2、普冉：從低功耗非易失性存儲(chǔ)器到MCU

普冉半導(dǎo)體Flash、EEPROM產(chǎn)品線全球第六，國內(nèi)第二，是妥妥的存儲(chǔ)小龍頭。NOR Flash 和 EEPROM主要下游是消費(fèi)電子。在全球缺芯、產(chǎn)能不足的背景下，普冉半導(dǎo)體產(chǎn)品主打小容量、低功耗、高可靠性的差異化路線，憑借遠(yuǎn)高于同行的產(chǎn)品性價(jià)比，借助中國在消費(fèi)電子領(lǐng)域的下游地位，迅速開辟市場份額。

基于存儲(chǔ)產(chǎn)品的客戶和技術(shù)積累，普冉半導(dǎo)體有SONOS工藝在低容量芯片的低功耗、低成本優(yōu)勢，搞出了Memory+MCU產(chǎn)品，覆蓋低中高應(yīng)用，拓展周邊器件產(chǎn)品線。話說回來，國產(chǎn)通用MCU的老大兆易創(chuàng)新也是從NorFlash起步的。

普冉第一個(gè)MCU系列是M0+產(chǎn)品，定位是通用，下游是消費(fèi)類為主，工控為輔，比如智能家居、小家電、智能玩具都會(huì)用得到，還有工控里的電動(dòng)自行車的BMS、電機(jī)、水泵的控制。

由于普冉有自己SONOS工藝的IP，在MCU行業(yè)有一定的成本優(yōu)勢，又可以向下兼容80和8051市場。在消費(fèi)類價(jià)格敏感的領(lǐng)域有很強(qiáng)優(yōu)勢。其市場策略是大打價(jià)格戰(zhàn)，將M0+的MCU市場推向極致內(nèi)卷。

今年上半年，普冉MCU大約占總營收比例的10%。

3、極海APM32：從打印機(jī)耗材到MCU

極海的母公司納思達(dá)就是打印機(jī)大戶，并在2016年上演蛇吞象，并購了美國第二大打印機(jī)廠商利盟，背靠大樹好乘涼。

極海半導(dǎo)體于2000年成立，2015年之前主要聚焦打印機(jī)耗材領(lǐng)域，同時(shí)經(jīng)營打印機(jī)主控，可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。2016年之后涉足物聯(lián)網(wǎng)芯片，包括MCU、藍(lán)牙和通用SoC，目前打印機(jī)芯片全球第五，打印機(jī)耗材持續(xù)保持全球第一。

極海推出的MCU兼具通用和專用MCU，具備M0、M3、M4和M7內(nèi)核產(chǎn)品，出貨市場主要偏工業(yè)和汽車，有少部分高端消費(fèi)，包括伺服器、智能家電和樓宇控制，汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品已應(yīng)用到五菱宏光mini的主控芯片。新品工業(yè)級(jí)高性能APM32F407是M4內(nèi)核產(chǎn)品，采用55nm工藝，處理+控制+聯(lián)網(wǎng)于一身，同時(shí)內(nèi)置豐富的接口，幫助下游廠商減少BOM成本。

極海工業(yè)級(jí)/車規(guī)級(jí)MCU資源豐富，支持多種主流開發(fā)環(huán)境，在熱敏打印機(jī)應(yīng)用開發(fā)上極為靈活，具有超高性價(jià)比。

今年上半年，極海半導(dǎo)體的印刷消耗品芯片業(yè)務(wù)營業(yè)收入占到了70%，因此MCU業(yè)務(wù)收入在30%以下。

4、杰理：從藍(lán)牙音頻到MCU

杰理科技的芯片產(chǎn)品主要應(yīng)用于AI智能音箱、藍(lán)牙音箱、藍(lán)牙耳機(jī)、智能語音玩具等物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品，下游應(yīng)用產(chǎn)品市場十分廣泛和巨大。

杰理科技2019年全年銷售的IC已經(jīng)超過10億顆，杰理科技設(shè)計(jì)的藍(lán)牙SoC芯片集成了高性能CPU、藍(lán)牙基帶和射頻、音頻/視頻編解碼器、電源管理、存儲(chǔ)管理等多個(gè)功能模塊，是智能終端設(shè)備的主控平臺(tái)芯片。以其設(shè)計(jì)的藍(lán)牙耳機(jī)芯片AC697N為例，該芯片內(nèi)部集成了藍(lán)牙2.1/5.1無線射頻模塊，低功耗處理器、觸摸按鍵電源管理模塊，F(xiàn)lash Control、運(yùn)行RAM、存儲(chǔ)ROM存儲(chǔ)管理模塊，中斷控制器、浮點(diǎn)運(yùn)算處理器、RISC-CPU32bit、Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊）、FFT（快速傅立葉變換）、AES（加密算法），音頻處理器模塊、外圍控制模塊。

杰理科技在TWS耳機(jī)產(chǎn)品上持續(xù)的做技術(shù)迭代，主要包括骨傳降噪技術(shù)、低功耗語音喚醒方案、藍(lán)牙5.2與LE Audio三大方向。

杰理科技產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用引領(lǐng)著全球藍(lán)牙音頻產(chǎn)品的普及化風(fēng)潮。與此同時(shí)，依托平臺(tái)化研發(fā)優(yōu)勢，杰理科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品線快速拓展及新應(yīng)用領(lǐng)域快速切入，近年來已成為智能物聯(lián)終端芯片、健康醫(yī)療終端芯片領(lǐng)域的主要市場參與者和競爭者。

杰理的32位通用MCU芯片AD15N,采用了40nm LP工藝,提供120MHz的運(yùn)算主頻,內(nèi)置20K SRAM和256K Flash，最多可支持30個(gè)IO；工作電壓為1.8~5.5V，溫度范圍為-40~+85°，產(chǎn)品擁有豐富外設(shè)的同時(shí)，待機(jī)功耗還能做到小于2uA。

杰理科技的主營業(yè)務(wù)收入主要來自藍(lán)牙耳機(jī)和藍(lán)牙音箱芯片的銷售，兩種產(chǎn)品為主營業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了超過七成的收入。

5、遨格芯AG32：從FPGA到MCU

遨格芯（AGM）成立于2012年，產(chǎn)品以可編程邏輯芯片CPLD和中低端FPGA為主，在工業(yè)領(lǐng)域頗有影響力。AGM早年的純FPGA芯片，在10K-16K LUT的主線產(chǎn)品里，一般也會(huì)內(nèi)置個(gè)ARM的軟核，給需要的客戶使用，這個(gè)跟賽靈思的MicroBlaze核差不多。

2022年遨格芯正式推出了AG32系列MCU，在兼容STM32的基礎(chǔ)上，集成了2K LUT的可編程邏輯，以及豐富的MCU接口資源。

大量的工業(yè)客戶場景中，都同時(shí)使用了MCU和FPGA（或CPLD）。比如伺服控制系統(tǒng)，一般是MCU+FPGA的組合；新能源逆變器系統(tǒng)，之前主流的也是MCU+CPLD；還有MiniLED的背光控制系統(tǒng)，也有MCU+FPGA的方案?？梢?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%BD%AF%E4%BB%B6/">軟件可編程的靈活性和硬件可編程的靈活性結(jié)合，對(duì)于控制有獨(dú)有的優(yōu)勢。

內(nèi)置了FPGA的MCU，最大的優(yōu)勢是客戶既可以將其作為純MCU使用，又可以當(dāng)成獨(dú)立的FPGA使用，還可以同時(shí)使用MCU+FPGA。由于AG32的管腳可以通過配置文件全部靈活重定義，為客戶的設(shè)計(jì)帶來了巨大的便利，且FPGA邏輯可以靈活模擬出客戶額外所需的接口功能。

6、矽力杰SA32：從電源管理到MCU

誕生于2008年的矽力杰半導(dǎo)體，是中國大陸電源IC領(lǐng)域的隱形冠軍。采用行業(yè)領(lǐng)先的工藝技術(shù)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新的混合信號(hào)及模擬芯片，產(chǎn)品廣泛用于工業(yè)，消費(fèi)類，云計(jì)算和通信設(shè)備。

2015年，矽力杰半導(dǎo)體營收超過人民幣11.75億元，一躍成為了中國大陸第一大電源IC設(shè)計(jì)企業(yè)，超過了同在臺(tái)灣上市的電源IC設(shè)計(jì)龍頭企業(yè)昂寶電子（昂寶電子2015年?duì)I收約人民幣8億元）。

矽力杰半導(dǎo)體主要生產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)先的高效率電源芯片，該類芯片廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)、液晶顯示屏、電視機(jī)、機(jī)頂盒、通訊設(shè)備、數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)設(shè)備等。連三星、思科和惠普都用上了矽力杰的半導(dǎo)體芯片。

矽力杰是第一個(gè)到臺(tái)灣掛牌的中國大陸芯片設(shè)計(jì)公司，2022年?duì)I收54.6億人民幣，在大陸Fabless里排名15。

2023年，坊間一直在傳其已搭建MCU研發(fā)團(tuán)隊(duì)，果然在6月份發(fā)布了其三款車規(guī)MCU芯片SA32，一同發(fā)布的還有BMS AFE和BMS 橋接芯片。芯片基于Cortex-M4F，120MHz主頻，最大配置512KB Flash （預(yù)計(jì)64KB/80KB SRAM），3路CAN（預(yù)計(jì)是CAN 2.0B），最大提供LQFP100 （14mmx14mm)。定位沖著車身控制MCU去（OBC,BMS,BCM,照明相對(duì)會(huì)局限），基本和GD32A503同級(jí)別競爭。

結(jié)語

以上這幾家國產(chǎn)MCU，雖然各有各的優(yōu)勢，從本質(zhì)上講，他們都是在細(xì)分領(lǐng)域形成差異化優(yōu)勢，提供質(zhì)量可靠，性價(jià)比高，有競爭力的產(chǎn)品，搶奪通用MCU的市場。

這些企業(yè)在其擅長的領(lǐng)域都有牢固的基本盤和營收，跨界到MCU市場“打劫”，對(duì)于純MCU企業(yè)造成了相當(dāng)?shù)膲毫Α?/p>

現(xiàn)今的國產(chǎn)MCU市場，如果沒有絕活和創(chuàng)新，單純拼價(jià)格已經(jīng)無法生存，極致的內(nèi)卷逼出了企業(yè)的創(chuàng)新和競爭力。

好的一面是，中國本土市場提供了對(duì)于MCU的“話語權(quán)”。不管從消費(fèi)類的玩具、手機(jī)周邊、家居家電，到工業(yè)類的電機(jī)控制、汽車電子、無線通訊，甚至物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，在中國都有大量的開發(fā)團(tuán)隊(duì)和配套的支持體系，以及廣泛的消費(fèi)群體和應(yīng)用場景。這使得MCU產(chǎn)品及方案的“話語權(quán)”逐步移到中國來，而這是本土MCU廠商生存成長的天然土壤。

假以時(shí)日，MCU的國產(chǎn)替代必將走向中高端，這只是個(gè)時(shí)間問題了。