中國集成電路行業快速發展國產微控制器MC

電工電氣2019年12月02日

  中國市場的快速發展給集成電路行業帶來了重要的發展機會,促進了國產集成電路行業的發展。政府在集成電路發展上的政策支持,也給中國集成電路行業注入了動力。今年受中美貿易戰的影響,集成電路行業倍受關注,這給中國發展國產集成電路行業帶來了契機。中國市場內在消費需求是中國集成電路行業發展的主要內在動力。

  下圖是 201 -2017年中國集成電路產量及同比增長率:

  201 -2017年中國集成電路產量

  (數據來源:國家統計局)

  從上面的圖示可以看出,中國集成電路產量這幾年都一直在持續較高的增長速度,201 -2017年中國集成電路產量年復合增長率為11. 5%。

  下圖是IC Insights 2018年對各類半導體產業資本支出占比的預測:

  2018年各類半導體產業資本支出占比

  根據IC Insights的預測,2018年全球整體存儲器產品資本支出金額為540億美元,占所有半導體產品資本支出的5 %。201 ——2018年整體存儲器產品資本支出金額年復合成長率為 0%。

  存儲器類產品占據了半導體行業資本支出的半壁江山。在各類集成電路產品中,微處理器/微控制器(MPU/MCU)約占半導體資本支出的1成左右。微處理器/微控制器(MPU/MCU)是除存儲器類、晶圓代工等資本支出外最重要的一類產品。

  據報道,2015年中國MCU市場規模約為 25.1億元人民幣,較2014年增長了9.1%。預計到2020年,中國MCU市場規模將達到564.5億元人民幣,年均復合增長率約為11.7%。

  微控制器(MCU)

  微控制器英文是 Microcontroller Unit,簡寫為MCU。微控制器是將計算機運行所需要的一些資源(如ROM、RAM、I/O、定時器、USB、ADC、DAC等)集成到了一個芯片上,稱之為單片微型計算機(Single Chip Microcomputer),簡稱為單片機。因程序寄存在微控制器的存儲器中,又與硬件緊密配合使用,故又稱之為嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit,EMCU)。單片機的程序與硬件緊密相連,區別于PC的軟件,又將稱單片機的程序為固件或韌體。

  設備的自動化與智能化往往體現是人的思想,而人思想的硬件載體的核心就是微處理器/微控制器(MPU/MCU)。毋庸置疑,電子化產品一定是愈來愈多越來越普及。而產品的電子化到智能化,再從產品智能化到絡化仍需要一個漫長的市場發展過程,用戶的需求不是一天創造出來的。

  伴隨著物聯的運用發展,裝備需要進行通訊的連接,通信連接功能是微處理器/微控制器(MPU/MCU)發展的一個重要特性。萬物互聯的時期,也意味著每個電子產品(物聯中的“物”)都具備有通訊連接的功能。

  雖然說近年來 2位MCU發展強勁,但8位MCU市場規模仍然龐大,廣泛應用于家電、小家電、無線充電、電子煙、智能傳感器等產品中。未來隨著MCU技術的發展,產品升級換代,產業升級轉型,轉移到 2位機是趨勢。趨勢其實不意味著8位MCU的消失,8位MCU依然是一個長期的存在,正如4位MCU仍然存在一樣。

  國內很多MCU廠商都采用了Arm Cortex-M內核,推出了不少的 2 位MCU產品,通過Arm Cortex-M IP授權的方式,與一些歐美大廠處在同一個“起跑線”了,縮小了在MCU設計方面的差距。不過MCU產品可靠性還會有一定差距,但隨著時間積累,經驗會越來越豐富,產品的可靠性也會得到不斷地完善,會逐步追趕上來。然國內的一些MCU廠商產品還是在跟隨MCU大廠上,做兼容產品,甚至引腳兼容,多集中在中低端產品。這雖可以快速搶得一些市場,但一堵墻在前面就沒法超出,仍需在一些細分市場中找到運用點。

  RISC-V是中國MCU發展一個新的機會點,如果說Arm通過IP授權方式改變了芯片設計,那末RISC-V開源指令集,徹底解放了IP設計,給了MCU設計更大的自由,滿足了產品定制化需求多樣化等運用的需求,RISC-V得到了企業和政府的支持,然產業鏈仍待發展優化,在市場應用上需探索差異化市場。

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