32位MCU核竞争加剧 细分市场仍蕴商机

　　台湾晶心科技的技术人员这些天在苏州和无锡是连轴转，因为有几家客户选择了他们公司的AndesCore MCU核做多媒体应用处理器等。加上龙芯、苏州国芯等本土企业的深耕，在MCU核领域长期由ARM、MIPS、英特尔等几家主流MCU核把持的局面悄然撕开了一个“缺口”。而随着新兴产业的发展以及中国大陆IC设计业的兴起，应用多样化和需求差异化亦为MCU核企业带来新商机。

　　32位MCU核需求走高

　　未来32位MCU产品的付运量将以18%的年均复合增长率增长，到2014年，将达25.73亿颗。

　　据IDC公布的最新研究报告显示，截至2015年，包括智能电表、智能手机、智能电视等智能系统对于MCU核的消耗量将超过125亿颗，该数字是2010年MCU核出货量的两倍以上。“随着智能型系统的发展，各种新功能、新应用的添加，系统本身需要整合的MCU数量也在逐步增多。以一部智能手机为例，除了主控MCU，还需要具备触摸功能、无线功能、感知功能等处理器芯片。而智能手机触摸屏可能用这一家的核，应用处理器可能用第二家的核，这个市场在不断扩容中。”台湾晶心科技总经理林志明对《中国电子报》记者举例说，“如今MCU核的业者不超过5家，晶心也有机会成长。”

　　而MCU中最为闪耀的明星当属32位MCU。据Semico Research公司预测，未来32位MCU产品的付运量将以18%的年均复合增长率增长，到2014年，将达25.73亿颗。“这是因为整个产业发展已经需要32位‘上位’，云计算、良好的人机界面等需要更多的处理，在这方面32位MCU有绝对的优势。比如过去触控几乎都用8位MCU来做，但是因为手指触控的关系对32位MCU产生了需求。”台湾晶心科技智财产品客服部经理李明豪分析，“虽然8位MCU已有50亿颗的出货量，但它在40多亿颗之前成长快速，到50亿颗附近就比较饱和,增速已然放缓了。它的风头已被32位MCU盖过，32位MCU目前已超过20亿颗了，年增长率远高于8位MCU的年增长率。”另外，随着单位芯片成本最佳点越来越移向更先进的工艺，32位MCU凭着相似的成本和显著的性价比将在绝大部分应用场合取代8位MCU已是被业内公认的趋势。

　　32位MCU的应用深入，对嵌入式处理器内核的需求日益增加，以期提供更高的性能、更好的实时响应、更低的功耗和能让客户综合产品开发周期的更好的生态系统支持。在32位MCU内核市场上ARM7/9、Cortex-M3和MIPS得到广泛认可，ARM、MIPS在市场上纵横捭阖，而大陆厂商苏州国芯和台湾厂商晶心等也加快了攻城略地之势。

　　细分市场仍存机会

　　在新兴应用如移动互联、网络通信、汽车电子、医疗电子、智能电网等领域，本土内核仍有上升通道。

　　放眼望去，MCU核市场好似已身处垄断。据统计，全球范围内采用ARM架构的芯片出货量在2009年高达40亿颗，在2010年已突破60亿颗。而在智能手机市场，超过90%以上的手机都使用ARM芯片架构，在已经爆发的平板电脑市场，ARM也正在延续在智能手机领域的覆盖能力。而MIPS则已在数字家庭和网络市场称雄，正在加快向移动互联网市场进军步伐。尽管如此，面向无处不在的、各种各样的嵌入式应用，MCU未来的发展将更加丰富多彩，一种芯片、一种体系结构无法满足变化万千的市场需求，诸多细分市场仍有上升通道。

　　目前在国产自主知识产权32位嵌入式C*Core CPU研发和推广的领先企业苏州国芯任总经理助理的黄涛就表示，本土CPU核会有很好的生存空间：从应用层面看，在信息安全、航空航天、卫星导航、汽车电子、通信设备、公共安全等领域，国家鼓励或支持采用国内自主嵌入式CPU技术的芯片和产品;从技术层面来看，嵌入式应用非常广泛，对高中低端MCU的成本、功耗、性能等要求不一而足，譬如CPU核的面积、单位时钟的功耗、实时处理相应速度、DSP处理能力、安全性、相同工作频率下的运算效率等;从成本来看，虽然ARM、MIPS等核应用很广，但其在同等性能条件下价格较高，应用本土CPU核可降低客户的开发成本。有例为证，苏州国芯的32位C*Core C300/C400嵌入式CPU系列已在国内信息安全、卫星导航、数字电视、工业控制、移动存储等领域打开应用局面，有30多家芯片设计企业基于该系列嵌入式CPU核推出了40多款芯片产品，这些芯片在国内销量已超过6000万颗。

　　林志明介绍，虽然先行者在一些既有的应用上已占有比较高的市场占有率，但在一些比较新的应用领域方面，如移动互联、网络通信、汽车电子、医疗电子、智能电网等领域，我们可说是处在同一起跑点上。到目前为止，晶心在大陆跟台湾地区有将近30家的客户，开发的芯片包括数字电视控制芯片、触摸屏控制芯片、蓝牙芯片、USB3.0控制芯片、Wi-Fi芯片等。

　　而在汽车电子、网络通信等领域，苏州国芯将有望分羹，因为其正在紧锣密鼓开发之中的C2000-C8000系列，将完全兼容IBM PowerPC这一国际主流的指令和架构系统，并已经和国内多家系统整机企业建立了合作，开发其高端SoC芯片产品。

　　比拼性能和生态系统

　　除了性能要“达标”外，方便易用的开发工具和良好的生态系统也十分重要。

　　由于国际主流MCU大厂基本上都采用了ARM核或者自有核心架构等，因而大陆和台湾MCU核供应商的市场目前还集中在大陆和台湾市场，而中国IC业的蓬勃发展也为其提供了成长的“沃土”。当然，在此领域仍面临性能和生态系统的双重考验。

　　“晶心的策略是要发挥后行者优势。后行者优势在于有一些微处理器的架构是在数十年前开发出来的，而晶心是在6年前才开始进行研发，有更创新的技术及设计观念以及参考资源，从而实现更高的性能和更低的功耗。”林志明表示，“在晶心的系列产品中，N9、N10、N12三个系列已在销售，而新推出的N8系列与竞争者产品相比效率更高、功耗更低。”

　　除了性能要“达标”外，方便易用的开发工具和良好的生态系统也十分重要。李明豪表示，晶心的开发工具基本上自主开发，这样就能为客户提供功能好但是更便宜的开发工具，同时技术支持也会到位，毕竟开发一个SoC需要很长的时间。同时，晶心在进行产品推广过程中，与包括代工厂、设计服务公司、EDA工具供应商、IP供应商以及第三方软件等合作厂商组成了Andes Workshop。“这将有助于客户创造出更多低成本、低耗电、应用更广的高竞争力产品。”林志明指出。

　　而苏州国芯32位高性能嵌入式C*Core CPU由于和国际主流CPU的指令架构系统相兼容，所以客户原有的嵌入式软件系统和算法程序都非常容易移植，对主流操作系统支持也非常好，编译调试工具和应用开发平台十分强大易用。“苏州国芯就是要在引进吸收国际一流成熟的指令、架构技术的基础上，打造高性价比的国产自主可控高性能嵌入式CPU、开发工具链和开发平台，建立良好的生态系统，和国际一流厂商同台竞争。”黄涛表示。

　　伴随着密集计算需求的产生，诸如汽车电子、视频监控等行业将会出现多核MCU，32位MCU未来还会向多核方向发展，晶心也在谋划之中。“多核是未来的必然趋势，我们为N12系列规划了多核解决方案，后续还会规划更高端的多核。同时我们还会将原有系列做功能的改进，并研发更高端的N13、N14，以实现更高的频率、更多的功能。”林志明对未来了然于胸。

　　记者点评

　　软硬兼施为上

　　IP核是芯片的“灵魂”，在目前市场上主要有软核和硬核之分。我们看到，市场上MCU核企业一般都是“双行线”。MIPS除了开发基于MIPS32的一系列32位处理器内核之外，MIPS还面向业界授权MIPS32和MIPS64架构，MIPS的授权厂商每年的付运量在6亿片以上。晶心的AndesCore演进是既有SC(软核IP)，还有HC(硬核IP)，其硬核在联电、台积电、中芯国际、华润上华都可进行HC的验证。软硬核协同作战成为提升竞争力的筹码，未来谁会更推崇?

　　一方面，由于软核的弹性比较高，用户一般可以自行决定要采用哪一家代工制成，所以在这种情况下工程师会希望能够采用软核。另一方面，从使用的方便、快捷角度出发，硬核更占优势。目前国内一些小公司在知识产权保护方面还有所欠缺，因而需求还是以硬核为主，而一些实力较强的公司则会倾向于选择软核。

　　从性价比来看，一般中低端的软核要比硬核贵一些，但越往高端走，软核的性能不一定能实现最佳化。有专家表示，对于高性能CPU IP，随着工艺向40nm、29nm迈进，由于版图设计的精雕细琢，CPU IP供应商提供的具体工艺线优化的硬核性能则会更优化一些。如果软核能打75分的话，硬核则可打90分。考虑到目前国内IC业的发展水平和生态环境，软硬核“两条腿”走路的方针有望全面满足需求。但在未来，硬核将成为“主打”。