MCU8051的泥石流—>RISCV32的商業(yè)啟示

RISCV32 的應(yīng)用將集中于嵌入式和 IoT，在這個(gè)領(lǐng)域，未來(lái) RISC-V 和 ARM 將同行競(jìng)爭(zhēng)，甚至于融合發(fā)展。筆者希望能通過(guò)一些故事，帶來(lái) RISCV32 發(fā)展路徑的一點(diǎn)點(diǎn)啟示。

關(guān)于 MCU 市場(chǎng)
根據(jù) 2018 年的 IHS Markit 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，Arm Cortex 內(nèi)核的 MCU 市場(chǎng)份額基本上被國(guó)外企業(yè)所占據(jù)，國(guó)內(nèi)只有兆易創(chuàng)新市場(chǎng)占比達(dá)到了 9.4%，其他國(guó)內(nèi)廠商市場(chǎng)占比相對(duì)很小。此外，ST 和 NXP 兩家國(guó)外企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比超過(guò)了 72%。在國(guó)內(nèi)眾多家 MCU 企業(yè)中，能夠提供 32 位通用 MCU 產(chǎn)品的廠商主要包括兆易創(chuàng)新、東軟載波、芯海科技、靈動(dòng)微電子、北京君正、晟矽微電、貝特萊、復(fù)旦微、華大半導(dǎo)體、航順等芯片企業(yè)。

MCU 市場(chǎng)本身是一個(gè)高度碎片化市場(chǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景極其豐富多樣，許多應(yīng)用甚至于原廠完全搞不清楚。以兆易創(chuàng)新為例，GD32 系列擁有 320 余款產(chǎn)品型號(hào)、22 個(gè)產(chǎn)品系列、11 種不同封裝類型，客戶數(shù)量超過(guò) 1 萬(wàn)家。而 ST、NXP 等國(guó)際知名企業(yè)的型號(hào)則更多。

小清新的故事是全志科技集團(tuán)旗下的芯之聯(lián)科技在 2017 年推出的無(wú)線 MCU（XR871），在 2018 年爆發(fā)的單一兒童故事機(jī)市場(chǎng)取得了不俗的成績(jī)，2019 年的月均出貨量可能達(dá)到 3KK。

總體看來(lái)，這個(gè)市場(chǎng)目前幾乎被 ARM Cortex-M 系列覆蓋，那么 RISCV32 的出路在哪里？下面我先分享一個(gè)關(guān)于國(guó)產(chǎn) 8 位 MCU 的崛起的故事。

關(guān)于 STC 的故事
我在很早前就認(rèn)識(shí)姚永平（STC 南通國(guó)芯微電子 / 宏晶科技創(chuàng)始人），記憶比較深刻的是和他一起午餐，中間接了 N 個(gè)電話，不是談生意，而是解答一些工程師的技術(shù)問(wèn)題。芯片 datasheet 上的技術(shù)支持就是他個(gè)人的手機(jī)號(hào)碼，公司的官網(wǎng)大家吐槽成芯片行業(yè)的泥石流圖片。

這段采訪記錄交代了一些背景（摘錄自互聯(lián)網(wǎng)）：“我的創(chuàng)業(yè)也是逼出來(lái)的。1997 年我在南京做研發(fā)，公司做不下去了，我被恩師林博士賣豬仔賣到深圳美商 Amlogic（晶晨半導(dǎo)體），用 8032CPU 和 DSP 做 VCD，再后來(lái)幫 Zoran 做全球第一款超級(jí) VCD。再后 Zoran 進(jìn)中國(guó)把我們挖了成立他們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。再后來(lái)無(wú)處安身的我后來(lái)只好自己出來(lái)創(chuàng)業(yè)用 8032CPU 做單片機(jī)?！?/p>

當(dāng)時(shí)的單片機(jī)市場(chǎng)幾乎被 Winbond、Atmel、SST 等幾家知名企業(yè)占據(jù)，在這個(gè)背景下，一家初創(chuàng)的 8051 中國(guó)公司居然創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的奇跡，據(jù)說(shuō)一度占領(lǐng)了全球市場(chǎng)的 80%以上。然而，在 2000 年前后，8051 的通用芯片設(shè)計(jì)并不是一件難事。究其成功的一些原因大致如下：

1. 微創(chuàng)新：內(nèi)核速度的提升（單 Clock 指令周期，傳統(tǒng)單片機(jī)是 8 個(gè) Clock 一個(gè)指令周期)，以及進(jìn)行了一些集成式的微創(chuàng)新，例如自帶內(nèi)部復(fù)位，內(nèi)部 RC 震蕩器時(shí)鐘，高速 SPI，ADC。

2. 抓住了片上 Flash 的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí) ISP（In-System Programming）讓開(kāi)發(fā)者從開(kāi)發(fā)、燒錄到批量變得簡(jiǎn)單。

3. 抗干擾性莫名其妙地強(qiáng)（自述），在各種環(huán)境下?lián)碛泻軓?qiáng)的適應(yīng)力。

4. 采用較好的制程，在成本上獲得了優(yōu)勢(shì)，這與一些知名企業(yè)在 8bit mcu 方向停止繼續(xù)的技術(shù)投入可能有關(guān)。

5. 自己設(shè)計(jì)沒(méi)有 License 和 Royalty，在傳統(tǒng)市場(chǎng)任何成本優(yōu)勢(shì)都是彌足珍貴的。

6. 號(hào)稱最強(qiáng)的加密技術(shù)，記得還搞過(guò) 20 萬(wàn)懸賞破解。

7. 受益于 90 年代高校各專業(yè)開(kāi)設(shè) 51 單片機(jī)課程，培養(yǎng)了大量單片機(jī)工程師，此時(shí)剛好畢業(yè)或走上工作崗位。同時(shí)免費(fèi)贈(zèng)送加低價(jià)消失了大量的 ISP 編程器和小開(kāi)發(fā)板。

然而，STC 卻沒(méi)有能走得更遠(yuǎn)，始終停留在這個(gè)產(chǎn)品層面。2012 年前后嵌入式單片機(jī)進(jìn)入到了 32 位時(shí)代，在這個(gè)過(guò)程里 NXP，TI，ST 的發(fā)展策略和市場(chǎng)此起彼伏的故事，值得我們未來(lái)再次深入探討。

總體而言，我認(rèn)為在低成本的通用 MCU 市場(chǎng)，微創(chuàng)新和成本控制顯得彌足珍貴；重視應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的訴求，這對(duì)于 MCU 的應(yīng)用市場(chǎng)開(kāi)拓起到了非常重要的作用；而沒(méi)有生態(tài)的支持，一家公司也將會(huì)被鎖定在了它擅長(zhǎng)的空間。

RISCV32 的幾點(diǎn)商業(yè)落地建議
1.32 位通用 MCU，是一個(gè)傳統(tǒng)的單調(diào)市場(chǎng)，對(duì)價(jià)格敏感性極高。

2. 短期而言，深挖行業(yè)市場(chǎng)需求：關(guān)注傳統(tǒng)家電巨頭的芯片定制設(shè)計(jì)化需求；關(guān)注智能硬件的創(chuàng)新趨勢(shì)，快速切入和迭代搶占未來(lái)市場(chǎng)；圍繞應(yīng)用需求進(jìn)行 SoC 的集成創(chuàng)新，使得用戶獲得 PCBA 級(jí)的綜合性成本優(yōu)勢(shì)和性能極致發(fā)揮。例如滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無(wú)線技術(shù)集成，新能源方向的電源管理技術(shù)集成等，以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)等方向。

3. 長(zhǎng)期而言，與生態(tài)協(xié)同發(fā)展。a. 關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)端側(cè)智能的趨勢(shì)，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、輕量級(jí) AI 算法進(jìn)行融合發(fā)展，這個(gè)方向?qū)⒋笥凶鳛?。b. 重視開(kāi)發(fā)者、愛(ài)好者、學(xué)生的人才培養(yǎng)，與院校進(jìn)行合作。c. 硬件必須經(jīng)由軟件才能發(fā)揮出性能和應(yīng)用想象力，要能充分發(fā)揮應(yīng)用工程師的創(chuàng)造力必須建設(shè)一個(gè)開(kāi)發(fā)者生態(tài)。開(kāi)發(fā)板和開(kāi)源硬件相關(guān)配套硬件是這個(gè)生態(tài)的基礎(chǔ)建設(shè)。

4. 單獨(dú)的 RISCV32 IP 授權(quán)生意機(jī)會(huì)不大，每家 SoC 設(shè)計(jì)公司自身都將會(huì)具備有 RISCV32 的研發(fā)能力。

5. 關(guān)注差異化和專業(yè)化方向：超低功耗，超小封裝，復(fù)雜工業(yè)環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)加密技術(shù)等。

RVBoards 即將發(fā)布“櫻桃”

RVBoards 與時(shí)擎科技深度合作，即將發(fā)布“Perf-A. 櫻桃”開(kāi)源硬件。目標(biāo)是為應(yīng)用開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)軟硬件結(jié)合的嵌入式智能開(kāi)源平臺(tái)，推動(dòng) RISC-V+AI 在物聯(lián)網(wǎng)端側(cè)和智能硬件領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。