走向競爭前沿 國產(chǎn)微控制器（MCU）任重而道遠(yuǎn)

　　微控制器（MCU），國人更喜歡稱為單片機(jī)，是今天電子產(chǎn)品的心臟，被廣泛地應(yīng)用到消費(fèi)和工業(yè)電子產(chǎn)品中。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。目前，MCU行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到數(shù)百億美元。隨著物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車的高速發(fā)展，未來MCU的市場需求將有爆炸性的增長，前景看好。

　　市場需求持續(xù)擴(kuò)大

　　2017年MCU市場十分活躍，市場增長很快，尤其是消費(fèi)電子市場。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)IHS數(shù)據(jù)，2017年中國MCU出貨量達(dá)到46億美元，同比增加17.6%。據(jù)意法半導(dǎo)體（ST）在STM32峰會上的報(bào)道，ST有61%的收入來自亞太區(qū)，通用MCU的收入超4成來自亞太區(qū)。從2007年STM32問世到至今，ST MCU在中國年復(fù)合增長率為27%。

　　另外一個(gè)方面，2017年下半年，MCU嚴(yán)重缺貨，幾家MCU大廠紛紛將供貨周期調(diào)至14—16周，8位MCU的供貨周期還要更長。導(dǎo)致嚴(yán)重缺貨的原因有多個(gè)方面：比如8位MCU缺貨是因?yàn)镸CU企業(yè)將這部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到高利潤的產(chǎn)品和應(yīng)用上，還有中低端MCU生產(chǎn)的原材料短缺。市場研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，這種缺貨情況將持續(xù)到2018年。

　　國產(chǎn)MCU亟待多端突破

　　最近有資深業(yè)內(nèi)人士在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表一篇題為“MCU市場研究報(bào)告”的文章，文章列出了國內(nèi)現(xiàn)有的40余家MCU企業(yè)，其中，就有大家熟悉的兆易創(chuàng)新、中穎電子、華大半導(dǎo)體、靈動微電子和東軟載波（原海爾集成電路）等等。除此之外，還有一些很少被聽說的企業(yè)，而一些從事MCU業(yè)務(wù)的企業(yè)并不在這個(gè)名單中。報(bào)告透露，接近半數(shù)企業(yè)獲得了ARM Cortex-M內(nèi)核的授權(quán)，也就是說，這些企業(yè)具備開發(fā)和生產(chǎn)當(dāng)今市場主流MCU的能力。

　　40余家企業(yè)中，并沒有多少主營MCU的上市公司。目前，能夠看到的有兆易創(chuàng)新、中穎電子和東軟載波三家。其他廠家，比如華大半導(dǎo)體、大唐微電子、同方微電子和貝嶺股份，多是大型集成電路上市公司，MCU只是其產(chǎn)品線中一個(gè)很小的分支（當(dāng)然智能卡業(yè)務(wù)除外）。

　　中穎電子2017年的財(cái)報(bào)顯示，2016年銷售額達(dá)到5.18億元，同比增加25.8%。從營收結(jié)構(gòu)上看，家電及機(jī)電MCU約占60%，其他4個(gè)產(chǎn)品線分別占10%。MCU業(yè)務(wù)的銷售額估計(jì)達(dá)到3億元。中穎電子的發(fā)展重點(diǎn)是8位MCU和小家電應(yīng)用。

　　兆易創(chuàng)新最新的年報(bào)顯示，2017年實(shí)現(xiàn)營收20.3億元，同比增長36.32%，其中MCU業(yè)務(wù)收入金額約為3.4億元。中穎電子和兆易創(chuàng)新的年報(bào)數(shù)據(jù)，與IHS“中國MCU市場觀察”一文中的數(shù)據(jù)基本吻合。IHS表示，2017年中穎、兆易創(chuàng)新和東軟載波（包括集團(tuán)內(nèi)部交易）已經(jīng)有5000萬美元的銷售額。

　　值得一提的是，作為國產(chǎn)32位通用MCU的領(lǐng)頭羊，兆易創(chuàng)新MCU產(chǎn)品線已發(fā)展到19個(gè)系列、300余種芯片，可以覆蓋廣闊的市場應(yīng)用。目前，其最新的ARM Cortex M4系列也已經(jīng)推出。

　　總體看國產(chǎn)MCU，不論是市場份額還是技術(shù)先進(jìn)性，都無法和國外企業(yè)相比。對于中國企業(yè)而言，目前占據(jù)的主流市場還停留在8位MCU，占比50%左右。16/32位MCU占比分別為20%左右。這意味著，國內(nèi)MCU應(yīng)用領(lǐng)域多集中在低端電子產(chǎn)品，中高端電子產(chǎn)品市場還在外企手里。

　　40余家MCU企業(yè)中，生產(chǎn)32位通用型MCU的企業(yè)屈指可數(shù)。我們看到，除了兆易創(chuàng)新、靈動微電子之外，其他企業(yè)，比如華大半導(dǎo)體、航順和致象爾微電子等，只有若干種通用MCU芯片。

　　技術(shù)上，多數(shù)國產(chǎn)MCU企業(yè)還是依靠ST的生態(tài)環(huán)境，甚至很多企業(yè)產(chǎn)品定義的編號也與ST類似。比如，STM32F103是最流行的32位ARM M3 MCU，現(xiàn)有大約20款產(chǎn)品。國內(nèi)某企業(yè)生產(chǎn)4款常用的產(chǎn)品，與ST的管腳兼容。這樣的方法可以很容易地進(jìn)入市場，尤其在市場缺貨和價(jià)格競爭激烈的情況下。但是，這樣的做法，會面對芯片硬件和支撐軟件等領(lǐng)域的侵占知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。隨著中美貿(mào)易摩擦的演進(jìn)，政府也會更加重視這個(gè)問題，外企打擊盜版的意識和決心也會越來越大。

　　生態(tài)環(huán)境建設(shè)上，多數(shù)國產(chǎn)MCU企業(yè)還停留在開發(fā)板、燒寫器和基礎(chǔ)固件庫上，至于開發(fā)環(huán)境（IDE）、RTOS和中間件，依舊依靠第三方更高層應(yīng)用的支撐，比如物聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)算法庫、行業(yè)應(yīng)用以及大學(xué)計(jì)劃。值得稱贊的是，宏晶電子和兆易創(chuàng)新支持舉辦了一些高校電子大賽，推動國家人才培養(yǎng)發(fā)展。雖然靈動微電子支持華為lite OS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)、IAR和Keil ARM IDE，但是與MCU外企大廠依舊相距甚遠(yuǎn)。

　　MCU投資雷聲大雨點(diǎn)小

　　2017年7月，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金以14.5億元收購兆易創(chuàng)新11%的股權(quán)，成為第二大股東。收購應(yīng)存有戰(zhàn)略層面的考慮，國產(chǎn)存儲芯片的發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注，但對于兆易創(chuàng)新第二大業(yè)務(wù)——MCU來說， 無疑是利好的消息，為國產(chǎn)MCU進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2018年的“中興事件”，給人們做了一次集成電路知識大普及，隨著社會對集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)注度的提升，MCU領(lǐng)域的投資也越來越多。

　　2017年5月，我曾撰寫了一篇題為“全球MCU市場和技術(shù)發(fā)展趨勢”的文章，也與許多關(guān)注MCU投資的朋友進(jìn)行了聯(lián)系和交流。遺憾的是，我看到了一種現(xiàn)象：MCU企業(yè)的投資，雷聲大雨點(diǎn)小，實(shí)際落地的投資非常少。原因不外乎兩點(diǎn)：第一，企業(yè)發(fā)展前景不明確；第二，產(chǎn)品技術(shù)含量不高。給投資人留下的印象不外乎就是國產(chǎn)MCU企業(yè)現(xiàn)狀是“湊合著過，先解決溫飽”、“如果遇到大單可以小賺一把”。我想，作為投資人，追求成長性和回報(bào)率無可厚非，但是，作為一種高附加值的集成電路，MCU具有投資長、見效慢的共性。MCU的研發(fā)是數(shù)字電路、模擬電路、通信技術(shù)、嵌入式軟件和開發(fā)工具等多方面知識的綜合，這些需要漫長的糾錯(cuò)和長期的發(fā)展過程，還需要終端用戶積極配合，才能成功地嵌入到電子產(chǎn)品中。最終影響量產(chǎn)的因素還有生態(tài)環(huán)境，消費(fèi)電子發(fā)展快，工業(yè)和汽車電子周期卻很長。售價(jià)不到1美元的32位MCU芯片的研發(fā)和應(yīng)用過程并不簡單，需要投資人充分理解。凡事都有兩個(gè)方面，正因如此，客戶使用MCU芯片的忠誠度要高，持久性要長。MCU企業(yè)也要保證產(chǎn)品的長生命周期（EOL），以支持工業(yè)、醫(yī)療和汽車行業(yè)客戶。

　　MCU生態(tài)有助于我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　打鐵還需自身硬。國產(chǎn)MCU企業(yè)應(yīng)該樹立遠(yuǎn)大理想，跳出8位MCU、低端產(chǎn)品和解決方案三大指揮棒，積極研發(fā)32位MCU，進(jìn)軍中端產(chǎn)品和發(fā)展通用性芯片及其解決方案。過去2年間，已經(jīng)有不少企業(yè)研發(fā)32位芯片，有的是ARM核，有的是開源RISC-V核。但是，因?yàn)槭袌鰞r(jià)格壓力，都沒有堅(jiān)持推廣，更沒有充足的信心和資金發(fā)展32位通用性MCU系列產(chǎn)品。

　　2017年，MCU缺貨給通用型MCU企業(yè)一個(gè)絕好機(jī)會，相關(guān)訂單逐漸轉(zhuǎn)向供應(yīng)商，業(yè)內(nèi)人士分析，臺灣新唐、和盛群、北京兆易創(chuàng)新等芯片廠商將在缺貨潮中獲利。

　　建立MCU生態(tài)一直是國產(chǎn)MCU的短板。對于獲得ARM內(nèi)核授權(quán)的國產(chǎn)MCU企業(yè)來說，ARM多年打造的生態(tài)環(huán)境是一個(gè)很好的跳板。但是，如何打造出差異化是一個(gè)難點(diǎn)。在MCU基礎(chǔ)核心技術(shù)方面，中國企業(yè)應(yīng)有積累和創(chuàng)新，比如超低功耗、無線、高精度模擬和存儲技術(shù)。在軟件和應(yīng)用上，國產(chǎn)MCU應(yīng)加強(qiáng)與中國軟件企業(yè)合作，打造自主可控的嵌入式系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境，比如華為Lite OS、阿里AliOS和RT-thread。這些嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)的OS已經(jīng)具備主流嵌入式OS的基本功能，再結(jié)合阿里和華為云平臺優(yōu)勢，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用頗具特色。同時(shí)，在服務(wù)上，國內(nèi)企業(yè)更具特長。

　　據(jù)IC Insights 2016年研究報(bào)告，全球MCU市場將于2020年達(dá)到高峰，銷售額達(dá)209億美元，銷售267億顆芯片。據(jù)IHS研究報(bào)告，2018年中國市場將會達(dá)到50億美元，2021年將有64.2億美元。目前全球十大MCU企業(yè)中還尚未有中國企業(yè)。從銷售額看，我們與國際的距離還很遠(yuǎn)。MCU作為通用電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)部件和心臟，重要性不言而喻。希望政府部門、研究和投資機(jī)構(gòu)重視國產(chǎn)MCU的發(fā)展，建議重點(diǎn)扶持有專業(yè)特色的MCU企業(yè)，經(jīng)過3—5年發(fā)展，整合成有一定規(guī)模的企業(yè)。5—10年打造出銷售額達(dá)到10億美元、可以進(jìn)入全球MCU前十名的大型MCU企業(yè)。（中國軟件行業(yè)協(xié)會嵌入式系統(tǒng)分會副理事長 何小慶）

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報(bào)

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