32位MCU核競争加劇 細分市場仍蘊商機

媒體：中國(guó)電子報  日期：2011年5月24日

　　本報記者 李映

　　台灣晶心科技的技術人員這(zhè)些天在蘇州和無錫是連軸轉，因爲有幾家客戶選擇了他們公司的AndesCore MCU核做多媒體應用處理器等。加上龍芯、蘇州國(guó)芯等本土企業的深耕，在MCU核領域長(cháng)期由ARM、MIPS、英特爾等幾家主流MCU核把持的局面(miàn)悄然撕開(kāi)了一個“缺口”。而随著(zhe)新興産業的發(fā)展以及中國(guó)大陸IC設計業的興起(qǐ)，應用多樣(yàng)化和需求差異化亦爲MCU核企業帶來新商機。

　　32位MCU核需求走高

　　未來32位MCU産品的付運量將(jiāng)以18%的年均複合增長(cháng)率增長(cháng)，到2014年，將(jiāng)達25.73億顆。

　　據IDC公布的最新研究報告顯示，截至2015年，包括智能(néng)電表、智能(néng)手機、智能(néng)電視等智能(néng)系統對(duì)于MCU核的消耗量將(jiāng)超過(guò)125億顆，該數字是2010年MCU核出貨量的兩(liǎng)倍以上。“随著(zhe)智能(néng)型系統的發(fā)展，各種(zhǒng)新功能(néng)、新應用的添加，系統本身需要整合的MCU數量也在逐步增多。以一部智能(néng)手機爲例，除了主控MCU，還(hái)需要具備觸摸功能(néng)、無線功能(néng)、感知功能(néng)等處理器芯片。而智能(néng)手機觸摸屏可能(néng)用這(zhè)一家的核，應用處理器可能(néng)用第二家的核，這(zhè)個市場在不斷擴容中。”台灣晶心科技總經(jīng)理林志明對(duì)《中國(guó)電子報》記者舉例說，“如今MCU核的業者不超過(guò)5家，晶心也有機會(huì)成(chéng)長(cháng)。”

　　而MCU中最爲閃耀的明星當屬32位MCU。據Semico Research公司預測，未來32位MCU産品的付運量將(jiāng)以18%的年均複合增長(cháng)率增長(cháng)，到2014年，將(jiāng)達25.73億顆。“這(zhè)是因爲整個産業發(fā)展已經(jīng)需要32位‘上位’，雲計算、良好(hǎo)的人機界面(miàn)等需要更多的處理，在這(zhè)方面(miàn)32位MCU有絕對(duì)的優勢。比如過(guò)去觸控幾乎都(dōu)用8位MCU來做，但是因爲手指觸控的關系對(duì)32位MCU産生了需求。”台灣晶心科技智财産品客服部經(jīng)理李明豪分析，“雖然8位MCU已有50億顆的出貨量，但它在40多億顆之前成(chéng)長(cháng)快速，到50億顆附近就比較飽和,增速已然放緩了。它的風頭已被(bèi)32位MCU蓋過(guò)，32位MCU目前已超過(guò)20億顆了，年增長(cháng)率遠高于8位MCU的年增長(cháng)率。”另外，随著(zhe)單位芯片成(chéng)本最佳點越來越移向(xiàng)更先進(jìn)的工藝，32位MCU憑著(zhe)相似的成(chéng)本和顯著的性價比將(jiāng)在絕大部分應用場合取代8位MCU已是被(bèi)業内公認的趨勢。

　　32位MCU的應用深入，對(duì)嵌入式處理器内核的需求日益增加，以期提供更高的性能(néng)、更好(hǎo)的實時響應、更低的功耗和能(néng)讓客戶綜合産品開(kāi)發(fā)周期的更好(hǎo)的生态系統支持。在32位MCU内核市場上ARM7/9、Cortex-M3和MIPS得到廣泛認可，ARM、MIPS在市場上縱橫捭阖，而大陸廠商蘇州國(guó)芯和台灣廠商晶心等也加快了攻城略地之勢。

　　細分市場仍存機會(huì)

　　在新興應用如移動互聯、網絡通信、汽車電子、醫療電子、智能(néng)電網等領域，本土内核仍有上升通道(dào)。

　　放眼望去，MCU核市場好(hǎo)似已身處壟斷。據統計，全球範圍内采用ARM架構的芯片出貨量在2009年高達40億顆，在2010年已突破60億顆。而在智能(néng)手機市場，超過(guò)90%以上的手機都(dōu)使用ARM芯片架構，在已經(jīng)爆發(fā)的平闆電腦市場，ARM也正在延續在智能(néng)手機領域的覆蓋能(néng)力。而MIPS則已在數字家庭和網絡市場稱雄，正在加快向(xiàng)移動互聯網市場進(jìn)軍步伐。盡管如此，面(miàn)向(xiàng)無處不在的、各種(zhǒng)各樣(yàng)的嵌入式應用，MCU未來的發(fā)展將(jiāng)更加豐富多彩，一種(zhǒng)芯片、一種(zhǒng)體系結構無法滿足變化萬千的市場需求，諸多細分市場仍有上升通道(dào)。

　　目前在國(guó)産自主知識産權32位嵌入式C*Core CPU研發(fā)和推廣的領先企業蘇州國(guó)芯任總經(jīng)理助理的黃濤就表示，本土CPU核會(huì)有很好(hǎo)的生存空間：從應用層面(miàn)看，在信息安全、航空航天、衛星導航、汽車電子、通信設備、公共安全等領域，國(guó)家鼓勵或支持采用國(guó)内自主嵌入式CPU技術的芯片和産品；從技術層面(miàn)來看，嵌入式應用非常廣泛，對(duì)高中低端MCU的成(chéng)本、功耗、性能(néng)等要求不一而足，譬如CPU核的面(miàn)積、單位時鍾的功耗、實時處理相應速度、DSP處理能(néng)力、安全性、相同工作頻率下的運算效率等；從成(chéng)本來看，雖然ARM、MIPS等核應用很廣，但其在同等性能(néng)條件下價格較高，應用本土CPU核可降低客戶的開(kāi)發(fā)成(chéng)本。有例爲證，蘇州國(guó)芯的32位C*Core C300/C400嵌入式CPU系列已在國(guó)内信息安全、衛星導航、數字電視、工業控制、移動存儲等領域打開(kāi)應用局面(miàn)，有30多家芯片設計企業基于該系列嵌入式CPU核推出了40多款芯片産品，這(zhè)些芯片在國(guó)内銷量已超過(guò)6000萬顆。

　　林志明介紹，雖然先行者在一些既有的應用上已占有比較高的市場占有率，但在一些比較新的應用領域方面(miàn)，如移動互聯、網絡通信、汽車電子、醫療電子、智能(néng)電網等領域，我們可說是處在同一起(qǐ)跑點上。到目前爲止，晶心在大陸跟台灣地區有將(jiāng)近30家的客戶，開(kāi)發(fā)的芯片包括數字電視控制芯片、觸摸屏控制芯片、藍牙芯片、USB3.0控制芯片、Wi-Fi芯片等。

　　而在汽車電子、網絡通信等領域，蘇州國(guó)芯將(jiāng)有望分羹，因爲其正在緊鑼密鼓開(kāi)發(fā)之中的C2000-C8000系列，將(jiāng)完全兼容IBM PowerPC這(zhè)一國(guó)際主流的指令和架構系統，并已經(jīng)和國(guó)内多家系統整機企業建立了合作，開(kāi)發(fā)其高端SoC芯片産品。

　　比拼性能(néng)和生态系統

　　除了性能(néng)要“達标”外，方便易用的開(kāi)發(fā)工具和良好(hǎo)的生态系統也十分重要。

　　由于國(guó)際主流MCU大廠基本上都(dōu)采用了ARM核或者自有核心架構等，因而大陸和台灣MCU核供應商的市場目前還(hái)集中在大陸和台灣市場，而中國(guó)IC業的蓬勃發(fā)展也爲其提供了成(chéng)長(cháng)的“沃土”。當然，在此領域仍面(miàn)臨性能(néng)和生态系統的雙重考驗。

　　“晶心的策略是要發(fā)揮後(hòu)行者優勢。後(hòu)行者優勢在于有一些微處理器的架構是在數十年前開(kāi)發(fā)出來的，而晶心是在6年前才開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)，有更創新的技術及設計觀念以及參考資源，從而實現更高的性能(néng)和更低的功耗。”林志明表示，“在晶心的系列産品中，N9、N10、N12三個系列已在銷售，而新推出的N8系列與競争者産品相比效率更高、功耗更低。”

　　除了性能(néng)要“達标”外，方便易用的開(kāi)發(fā)工具和良好(hǎo)的生态系統也十分重要。李明豪表示，晶心的開(kāi)發(fā)工具基本上自主開(kāi)發(fā)，這(zhè)樣(yàng)就能(néng)爲客戶提供功能(néng)好(hǎo)但是更便宜的開(kāi)發(fā)工具，同時技術支持也會(huì)到位，畢竟開(kāi)發(fā)一個SoC需要很長(cháng)的時間。同時，晶心在進(jìn)行産品推廣過(guò)程中，與包括代工廠、設計服務公司、EDA工具供應商、IP供應商以及第三方軟件等合作廠商組成(chéng)了Andes Workshop。“這(zhè)將(jiāng)有助于客戶創造出更多低成(chéng)本、低耗電、應用更廣的高競争力産品。”林志明指出。

　　而蘇州國(guó)芯32位高性能(néng)嵌入式C*Core CPU由于和國(guó)際主流CPU的指令架構系統相兼容，所以客戶原有的嵌入式軟件系統和算法程序都(dōu)非常容易移植，對(duì)主流操作系統支持也非常好(hǎo)，編譯調試工具和應用開(kāi)發(fā)平台十分強大易用。“蘇州國(guó)芯就是要在引進(jìn)吸收國(guó)際一流成(chéng)熟的指令、架構技術的基礎上，打造高性價比的國(guó)産自主可控高性能(néng)嵌入式CPU、開(kāi)發(fā)工具鏈和開(kāi)發(fā)平台，建立良好(hǎo)的生态系統，和國(guó)際一流廠商同台競争。”黃濤表示。

　　伴随著(zhe)密集計算需求的産生，諸如汽車電子、視頻監控等行業將(jiāng)會(huì)出現多核MCU，32位MCU未來還(hái)會(huì)向(xiàng)多核方向(xiàng)發(fā)展，晶心也在謀劃之中。“多核是未來的必然趨勢，我們爲N12系列規劃了多核解決方案，後(hòu)續還(hái)會(huì)規劃更高端的多核。同時我們還(hái)會(huì)將(jiāng)原有系列做功能(néng)的改進(jìn)，并研發(fā)更高端的N13、N14，以實現更高的頻率、更多的功能(néng)。”林志明對(duì)未來了然于胸。

記者點評

　　軟硬兼施爲上

　　IP核是芯片的“靈魂”，在目前市場上主要有軟核和硬核之分。我們看到，市場上MCU核企業一般都(dōu)是“雙行線”。MIPS除了開(kāi)發(fā)基于MIPS32的一系列32位處理器内核之外，MIPS還(hái)面(miàn)向(xiàng)業界授權MIPS32和MIPS64架構，MIPS的授權廠商每年的付運量在6億片以上。晶心的AndesCore演進(jìn)是既有SC(軟核IP)，還(hái)有HC(硬核IP)，其硬核在聯電、台積電、中芯國(guó)際、華潤上華都(dōu)可進(jìn)行HC的驗證。軟硬核協同作戰成(chéng)爲提升競争力的籌碼，未來誰會(huì)更推崇？

　　一方面(miàn)，由于軟核的彈性比較高，用戶一般可以自行決定要采用哪一家代工制成(chéng)，所以在這(zhè)種(zhǒng)情況下工程師會(huì)希望能(néng)夠采用軟核。另一方面(miàn)，從使用的方便、快捷角度出發(fā)，硬核更占優勢。目前國(guó)内一些小公司在知識産權保護方面(miàn)還(hái)有所欠缺，因而需求還(hái)是以硬核爲主，而一些實力較強的公司則會(huì)傾向(xiàng)于選擇軟核。

　　從性價比來看，一般中低端的軟核要比硬核貴一些，但越往高端走，軟核的性能(néng)不一定能(néng)實現最佳化。有專家表示，對(duì)于高性能(néng)CPU IP，随著(zhe)工藝向(xiàng)40nm、29nm邁進(jìn)，由于版圖設計的精雕細琢，CPU IP供應商提供的具體工藝線優化的硬核性能(néng)則會(huì)更優化一些。如果軟核能(néng)打75分的話，硬核則可打90分。考慮到目前國(guó)内IC業的發(fā)展水平和生态環境，軟硬核“兩(liǎng)條腿”走路的方針有望全面(miàn)滿足需求。但在未來，硬核將(jiāng)成(chéng)爲“主打”。