一場新冠肺炎疫情導致的“缺芯”問題，使人們對MCU的關注度大幅提升。同時也進一步增加了MCU的應用范圍，從家電、工控、照明等傳統(tǒng)領域，到AIoT、智能汽車、智慧醫(yī)療等新興市場，幾乎無處不在。MCU技術的發(fā)展、產品的開發(fā)，亦與市場應用密不可分。芯片架構的優(yōu)化、接口功能的豐富，都離不開應用需求端的推動。那么，當前MCU的熱點應用市場有哪些？未來將如何發(fā)展？《中國電子報》邀請主流企業(yè)嘉賓，共話MCU新氣象和新未來。

　　熱點需求持續(xù)缺貨向結構性短缺轉變

　　記者：疫情對終端市場及全球供應鏈造成影響，使得2021年市場MCU需求強勁。您對于MCU市場的整體走勢怎樣看待？供需結構有何變化？

　　肖德銀：2021年MCU市場供不應求，原因諸多，既有新冠肺炎疫情導致局部市場需求變化劇烈，特別是以遠程交流為載體的手機、筆電等市場變化劇烈，使得原有的半導體供應鏈關系平衡被打破；也有政治因素所導致的市場供需變化�？傮w來看，市場對MCU需求趨于增長態(tài)勢。從結構上看，呈現(xiàn)幾個不同發(fā)展特征：一是智能化、聯(lián)網化趨勢明顯，新冠肺炎疫情綿延起伏從深層次推動市場需求向智能化發(fā)展，直接帶動MCU市場需求擴大。二是本土化是趨勢，尤其在近一兩年內，國內芯片廠商獲得比較好的市場導入窗口與上量窗口，也獲得比較好的發(fā)展機遇期。三是隨著供需結構的內在調節(jié)，包括半導體產能的擴充與調節(jié)，一定程度上緩解了供需矛盾，逐步進入供需平衡狀態(tài)。

　　梁磊：由于半導體供應鏈周期較長，從中短期來看，MCU仍將維持供不應求的局面。不過作為電子產品智能控制的核心器件，MCU是撬動其他電子物料供應的關鍵因素之一，即MCU供應不足將可能抑制其他電子物料的需求。而在其他電子物料緊張陸續(xù)緩解的情況下，通過市場的調控，MCU短缺也最終會緩解。

　　Eric Bauereis：盡管MCU需求的增長可能略低于高端處理器需求的增長，但 MCU廠商面臨的供應鏈挑戰(zhàn)更大，因為MCU產品通常采用擴產空間較小且提升產能動力更弱的成熟工藝。我們預計市場對 MCU的需求將繼續(xù)增長，同時供應緊張還將持續(xù)一段時間。

　　陳水平：MCU供不應求，不光是新冠肺炎疫情影響，還疊加了很多其他的因素，比如本土替代加速、新能源汽車崛起，以及智能化的進程。未來新能源汽車、人工智能、智慧家庭、智慧城市都將是新的增長點。中國MCU的市場會向32位高端MCU轉變，8位MCU將逐漸被市場淘汰。隨著未來產能逐步釋放，暴漲暴缺的概率減少很多，未來將逐步趨近平穩(wěn)。預計明年下半年開始會逐步緩解。

　　李玨：MCU作為消費電子、汽車電子、物聯(lián)網設備等市場的主需求的趨勢并未改變，隨著業(yè)務應用的衍生，越來越多的專用化MCU形成需求，能夠滿足差異化應用、能夠適應軟硬協(xié)同提升的MCU產品會成為新的需求增長點。

　　喬文平：考慮到物聯(lián)網智能化的趨勢，現(xiàn)在幾乎每個物聯(lián)網設備都會使用一顆MCU或者類似功能的芯片。我們判斷MCU市場依然會保持快速增長，產能依然比較緊張，雖然目前市場上MCU的供應已經較上半年得到一定緩解，但是之后的兩三年還是會存在產能不足風險。

　　陳江杉：目前主要看到以下幾個趨勢：一是主流國際MCU大廠因為疫情影響，產能和庫存持續(xù)下滑，雖然產品一直在漲價，但供不應求，交貨周期一再延長。二是依托強大的本土OEM廠商，本土MCU廠商在對市場需求的快速響應、供應鏈調整、技術支持上，都有獨特的優(yōu)勢，在技術上和商業(yè)上取得了長足進步。除了傳統(tǒng)MCU廠商，在IoT MCU（WiFi、BT、LPWAN等）領域，涌現(xiàn)出更多新興的市場機會，中國的新興芯片廠商很好地抓住了機會，并在IoT MCU的爆發(fā)式成長中找到了自己的一席之地。三是本土晶圓廠近幾年一直在擴產，未來幾年國內MCU產能短缺的問題能得到緩解。四是新冠肺炎疫情和國際貿易環(huán)境的不確定性，給本土芯片廠商帶來了新的機會和挑戰(zhàn)。

　　梁少峰：疫情的發(fā)展將持續(xù)影響全球供應鏈體系，導致供應緊張。從目前的市場來看，MCU的需求整體還是會持續(xù)增加，但供需已經發(fā)生結構性變化，市場需求將逐步放緩。例如消費類電子產品的需求回落，將導致一些通用的MCU有過剩的風險，很可能會重回激烈的競爭。

　　金光一：在供應緊缺以及新興需求蓬勃增長的背景下，中國乃至全球市場的芯片缺貨從汽車行業(yè)蔓延至工業(yè)、家電、消費等多個領域。2022年，MCU市場的全面缺貨將轉變?yōu)榻Y構性短缺。隨著新增產能的釋放，供需緊張將顯著改善。受限于產能配置，那些生命周期已經很多年、工藝制程較老的產品型號將面臨長期供應緊張的局面，同時成本也會提高。

　　趙坤：汽車電子無疑仍是之后的一個應用熱點，尤其是新能源汽車的發(fā)展給這個市場帶來了新的發(fā)展機遇。新能源汽車因為沒有太多舊技術的牽絆，可以更好地采用新一代的電子電氣架構，可以直接把域控制器應用在新能源汽車中。域控制器的使用將對MCU提出新的更高的需求，同時也推動產品更快迭代更新。

　　技術呈多元化發(fā)展6nm制造工藝被采用

　　記者：人工智能、智能制造、智能駕駛等熱點應用對MCU產品性能需求有何特點？MCU的技術發(fā)展，如主頻、架構、接口、工藝等方面有何變化趨勢？

　　譚紹鵬：智能制造是指智能機器和人類共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中加入了智能性的活動，通過人與人、人與機器、機器與機器之間的協(xié)同，極大延伸了傳統(tǒng)工業(yè)制造。這些延伸使企業(yè)的生產要素發(fā)生本質改變，特別是以信息化為代表的生產力，通過計算、通信、控制技術，實現(xiàn)大型生產過程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。為了實現(xiàn)這些系統(tǒng)需求，除了要求MCU具有強大的算力，強勁、穩(wěn)健、快速的通信能力以及精準的實時性控制，也給我們MCU的技術發(fā)展指明了迭代方向。

　　Eric Bauereis：人工智能、智能制造、智能駕駛等熱門應用有著不同的要求，因此技術發(fā)展的趨勢不僅僅是局限于幾個領域。一般來說，越來越多的應用需要充分利用無線連接和分布式處理。無線連接可以是獨立的，但在越來越多的應用中需要將無線連接功能整合到MCU中。同樣，隨著處理需求的增加，分布式方法變得越來越普遍。這可能意味著一個網絡中有多個MCU，也可能意味著MCU上有多個內核來處理專用功能。

　　梁磊：MCU是硬件載體，而硬件平臺是軟件架構和通信架構的基礎。人工智能、智能制造、智能駕駛應用對MCU的硬件需求有幾點是很明確的：高算力、功能安全、大容量片上存儲、多種多個高速通信接口。

　　陳水平：人工智能、智能制造、智能駕駛等熱點應用對MCU的集成度、處理能力、穩(wěn)定性、功耗提出更高的要求，未來MCU將走向更高的主頻、多架構共存（多核同構、多核異構）、豐富的內部資源和外部接口、更先進的制程工藝（12英寸40nm將成主流）。隨著5G時代到來，人工智能需要MCU具有更好的大數據運算處理能力、多核協(xié)作能力，以及超低的運行和待機功耗。

　　李玨：智能生態(tài)對軟生態(tài)沒有強依賴，所以對通用MCU的需求逐步轉換為對專用MCU的定制需求，通過軟硬件的協(xié)同設計，實現(xiàn)智能化算力的提升。由于智能化應用對計算量需求的提升等原因，MCU對主頻提升需求逐步上升，基于RISC-V開放架構可模塊化及定制化的指令需求層出不窮，高速接口也更多應用于專用領域以加快數據的吞吐。

　　喬文平：首先要求的就是計算能力，在這之前AI的處理主要是通過MPU和GPU來實現(xiàn)，這些設備擁有強大的CPU內核。隨著邊緣智能化程度的提高，MCU也開始逐漸被應用在嵌入式AIoT中。其次對內存資源也有較大的需求，機器學習算法需要從大量數據中提取模型。另外對MCU的協(xié)同能力也會有所要求，邊緣AI在MCU的應用往往會更專一，會通過多顆處理器來滿足實際的復雜需求。MCU最大的特點是易用、低功耗、實時性好、低成本，所以主頻、架構、接口、工藝都會匹配這些特點，不同的應用領域對相關特性有不同的需求。作為MCU廠商，需要結合廣泛的用戶需求提供豐富的產品體系，給客戶提供更多的選擇，比如高性能場景需要綜合采用先進工藝、先進架構和高主頻，一些專用場景可能需要特殊的接口和特性配置。

　　南錚：MCU的技術發(fā)展也遵循著摩爾定律和應用需求的發(fā)展。對于嵌入式應用，內核仍然是MCU的關鍵，而外設和IP決定了MCU產品的性能和品質。

　　陳江杉：未來MCU技術發(fā)展將主要體現(xiàn)在以下幾點：一是更新的工藝節(jié)點。當前MCU制造工藝還主要停留在40nm甚至更老一些的工藝節(jié)點上，但是有越來越多的廠商積極布局28nm、22nm甚至16nm。對更高性能、更低功耗和更低成本的追求是半導體行業(yè)永恒的主題。二是更高的主頻和每單位主頻的計算能力。未來MCU將承擔越來越多的本地計算能力，同時也要兼顧面積和功耗的限制。三是更安全的平臺架構。這個安全應該成為一個業(yè)界標準，安全也應該有一個可以被量化、被測量的評價體系。四是豐富的接口、存儲技術以支持更多樣化的IoT應用。五是更高的可靠性滿足工業(yè)領域和自動駕駛的需求。

　　金光一：以上這些熱點應用對MCU的產品性能提出了更高的要求。諸如本地語音識別、關鍵詞喚醒等邊緣計算和TinyML等人工智能算法需要更高的主頻、更豐富的硬件加速單元（DSP/FPU/NPU）做基礎支持，減輕CPU負擔并提高在物聯(lián)網邊緣側的處理效率。此外，MCU的工藝制程也在不斷進化演進，先進的工藝可以制造出同時兼具高性能、低功耗、低成本的芯片產品。同時上游的晶圓生產和封測資源，疊加MCU產銷兩旺的市場行情，進一步加速MCU設計向先進工藝靠攏，以鎖定充足的產能保障。

　　MCU站上風口差異化成國內企業(yè)的制勝機會

　　記者：現(xiàn)在市場上出現(xiàn)越來越多的本土MCU公司，您認為中國MCU公司的市場機遇是什么？

　　梁磊：一方面，中國擁有全球最大的市場，相比海外品牌，本土公司更加靠近需求，能夠提供更好的產品與服務。本土MCU公司在產品的性價比方面往往有較大的優(yōu)勢，這也促進了MCU本土化的進程。由于存量市場巨大，能夠有自己的產品特色、質量過硬且有完整生態(tài)的本土MCU產品會有較好的發(fā)展機會。另一方面，隨著智能家居、健康醫(yī)療、物聯(lián)網、新能源等新興領域產品的快速普及，全球對MCU的需求量都在快速增長。除了數量的增加，對低功耗、高算力、定制化、特殊外設等方面也都提出了新的需求，這也為國產MCU公司提供了更多的發(fā)展空間。

　　肖德銀：國產MCU本土市場占有率極低，總計不到百分之十，其中既有市場環(huán)境因素，也有技術因素，更有人才因素制約。國產MCU要實現(xiàn)突破，需要在人才、技術、產業(yè)方面形成突破。人才方面，一方面大力培育與挖掘本土人才，另外一方面更需引入國際化的人才幫助企業(yè)快速發(fā)展。在技術方面，特別在MCU架構、性能、功耗、可靠性、混合設計技術方面趕超國際友商水平。在產業(yè)及市場方面，一方面要利用好本土化優(yōu)勢，另外一方要面利用好窗口期，形成突破�？傮w上來看，國內企業(yè)加大在人才引入、技術研發(fā)投入等方面的投入，將獲得比較好的發(fā)展機會。

　　喬文平：在芯片設計領域中國企業(yè)正在崛起。目前MCU市場的主要份額還是被國際大廠占據，但在當前產能緊張和自主可控的背景下，國內廠商在一些領域有了不小的機會，特別是一些新興產業(yè)，比如智能表計、高端智能家電、物聯(lián)網應用、人工智能等，我們認為國內廠商在MCU領域會逐漸占據更大的份額。

　　梁少峰：當前MCU市場需求旺盛，國際大廠不能兼顧所有客戶需求，國內廠商的MCU也具有足夠的競爭力，在風口上得到了快速發(fā)展和提升。同時也應該注意到，市場需求快速增長減少了廠商之間的競爭壓力，隨著市場格局變化，未來一定會面臨激烈的競爭。MCU廠商要未雨綢繆，建立自己的特色，快速形成競爭優(yōu)勢以應對新的形勢。

　　金光一：中國本土MCU公司更貼近產品研發(fā)團隊、制造工廠和消費人群，在對于市場需求的理解、MCU產品定義等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。同時，對比國外企業(yè)，中國本土企業(yè)服務客戶的響應速度也更及時。

　　羅先才：目前國內MCU市場大部分仍被國外（日系、歐美系）廠商占據，主要集中在家電、工控、醫(yī)療、汽車電子等中高端應用領域，國內MCU產品主要集中在消費電子等中低端應用場景。新冠肺炎疫情觸發(fā)的缺芯潮，使得原本不輕易替換的主控，也逐步向本土MCU廠商敞開了大門。憑借本土企業(yè)保姆式支持的先天優(yōu)勢，以及產品的快速迭代，國內產品的性價比不斷提升，相信在不久的將來會收到成效。另外，應用創(chuàng)新也是新的機遇，我國是制造大國，伴隨著消費升級，各種電子整機的應用創(chuàng)新就發(fā)生在我們的家門口。與整機大廠聯(lián)合定義、合作開發(fā)也是MCU公司的重大市場機遇。

　　記者：您認為中國MCU企業(yè)這兩年發(fā)展情況怎么樣？目前的主要困難是什么？想要做好MCU需要做好哪些方面的工作？

　　陳江杉：MCU市場是一個重視產品迭代、技術積累和供應鏈穩(wěn)定的市場。在國內MCU產業(yè)的發(fā)展過程中，前期聚焦中低端領域是非常自然的商業(yè)選擇。通過中低端應用來建立產品線，獲得收入和技術積累，經營客戶關系，打造長期穩(wěn)定的供應鏈是MCU廠商的必修課，整個產業(yè)需要長期的磨合來完善自己的銷售、研發(fā)和供應體系，這是難以一蹴而就的。國內廠商和一些國際大廠的差距，也正體現(xiàn)在日積月累之下對技術的打磨、對市場的理解、對長期供應鏈的有效管理。

　　喬文平：國內MCU企業(yè)在2020和2021年都發(fā)展得比較好，但我們與國際大廠仍有差距，存在諸多困難。要加快核心技術能力的積累，跟隨國際大廠的腳步，盡快形成差異化競爭優(yōu)勢。同時，要提升供應鏈的掌控能力，保障供貨。想要做好MCU，主要做好生態(tài)。大部分用戶選型MCU除了價格外，生態(tài)就是最重要的一個因素，用戶往往會關心有多少人在用？會不會遇到什么問題？在網上能不能搜到解決方案？有問題在哪兒可以得到解答？ 開發(fā)板、開發(fā)資料有沒有？選了這顆芯片，有其他項目的時候能不能用同一生態(tài)的其他產品？這也是我們國產MCU最薄弱的地方。

　　Eric Bauereis：過去幾年，中國MCU公司不斷發(fā)展壯大。在大多數情況下，他們在供應鏈運營方面面臨著與所有MCU公司相同的問題；同時中國MCU廠商也面臨與貿易爭端相關的問題。大多數廠商繼續(xù)關注成本和客戶服務，或供應鏈方面的問題。有廠商開始通過改進工具和軟件以獲得更好的設計體驗，從解決項目的總成本和維持長期合作關系等方面入手。一些公司通過為特定市場提供特定的性能或功能來實現(xiàn)差異化，但這些市場通常是在亞太地區(qū)。

　　梁磊：目前國產MCU集中于相對低端的消費類產品，工業(yè)類或者高端應用還是以海外品牌為主。隨著快速發(fā)展，國內MCU的也慢慢顯現(xiàn)出同質化嚴重、價格戰(zhàn)等不太好的發(fā)展環(huán)境。隨著時間的推移，芯片原廠也需要結合實際市場需求推出定制化的高端芯片。單純的MCU只是一個硬件基礎，而發(fā)展到最后，各家品牌的決勝點會落在生態(tài)的建設上面。好的產品除了最基本的硬件保證之外，還要有友好的開發(fā)環(huán)境和配套生態(tài)。

　　陳水平：如何提升產品的質量、性能，以及競爭力是當下最重要的事情，尤其是在汽車電子、高端的人工制造等行業(yè)，32位MCU還是空白。完善產品的同時也要完善整個生態(tài)鏈。

　　李玨：中國MCU企業(yè)在發(fā)展上已經出現(xiàn)了各具特色的應用方向，特別是隨著RISC-V架構在國內MCU企業(yè)中的逐步使用，出現(xiàn)了許多不同于國外通用產品的特色產品，和國際巨頭形成了差異化競爭。目前的困難，一是產能持續(xù)緊張以及流片價格的抬升，使國產MCU在價格上沒有明顯的優(yōu)勢，在基于RISC-V的MCU產品的生態(tài)上，還有待產業(yè)界一起完善軟件工具鏈的支持，培養(yǎng)用戶群體的使用習慣。

　　肖德銀：著眼于長期發(fā)展，國內芯片廠商無論在技術能力提升、產業(yè)生態(tài)培育，還是在產品覆蓋面、應用方案等各方面均需繼續(xù)提升。在產品方面，加快發(fā)展寬產品線的發(fā)展模式，以適應多樣化的需求與不同層次性價比要求；在產業(yè)生態(tài)方面，加大在MCU相關的開發(fā)工具鏈、操作系統(tǒng)、技術交流平臺、量產、參考設計、培訓等綜合性方面的投入；在人才方面，加快引入具有國際視野的人才團隊，縮短人才素質及能力差距；在應用方案及參考設計方面，利用好本土化優(yōu)勢，聯(lián)合整機廠商共同定義產品及技術規(guī)格，從定義到設計、驗證、導入、量產形成合力優(yōu)勢。