兆亿中华梦，创芯创新易世界

1. “芯”血铸就中流砥柱：

近年来围绕中美关系国际形势变幻无常，本土半导体公司受到前所未有的考验。2020 年伊始就突发“新冠”疫情，对于电子产业和市场无疑是雪上加霜。然而，真正的强者可以化危机为转机，以至夺得胜机。北京兆易创新科技股份有限公司（GigaDevice）正是IC行业的强者，在最近众多“中国芯”的权威评选中傲立群雄，屡获殊荣。笔者在《本土设计公司创新进行时》曾对兆易创新有过这样的预言，“从芯开始的创新已经重新在MCU的市场上完成着焕然一新的蜕变。”五年之后，在掌声和光影中，一个个奖项不断见证了“兆易创新”“GD32”品牌所具有的价值和潜力。

图1  兆易创新在2020年度所获荣誉大奖奖项及场景

今年第十五届“中国芯”集成电路产业促进大会暨“中国芯”优秀产品评选，兆易创新以GD32F450系列MCU荣获“优秀支援抗疫产品”大奖，以表彰其在疫情期间所提供的多种额温枪和红外热成像仪方案为抗疫阶段性胜利提供了强大的开发支持和供货保障。该系列产品还广泛应用于血氧仪和呼吸检测器等抗疫医疗器械。同时获得“重大创新突破产品”大奖的还有2Gb四通道SPI NOR Flash，此为国内首款大容量且高性能存储器芯片产品。

在ASPENCORE年度“全球双峰会暨全球电子成就奖颁奖典礼”上，全新的基于Arm Cortex-M33内核的GD32E5系列高性能MCU斩获“年度微控制器/接口”产品奖；全国产化的24nm SPI NAND Flash GD5F4GM5赢得“年度存储器/放大器/数据转换器”产品奖。

在“2020硬核中国芯领袖峰会暨评选颁奖盛典”上，兆易创新产品市场总监金光一先生三次登台领取重磅大奖，包括“2020年度最佳国产MCU产品奖”、“2020年度最佳国产存储产品奖”，以及“2020年度最具影响力IC设计企业奖”。身为“硬核中国芯”特约评委之一，本人深感实至名归，并约定做专题采访。

2. “芯”怀若谷厚积薄发：

在北京天工大厦我对金光一进行了访谈。10年来，他亲历兆易创新MCU的发展历程并主导产品规划、市场推广和生产运营。兆易创新成立已有15年，存储器产品位列中国SPI NOR FLASH市场首位，全球前三强，年出货量超三十亿颗。凭借存储行业的深厚基础并与Arm内核授权合作，2013年在行业内率先切入MCU市场就顺理成章，持续打造中国32位通用MCU的品牌灯塔并已成为市场开发应用的主流之选。目前已经提供了28个产品系列370余款MCU，在产品覆盖、开发生态和服务网络等方面都获得了巨大成功，迄今已交付2万余家客户，出货数量已超过5亿颗。图2所示为GD32累计出货里程碑。

图2  GD32系列MCU累计销售量里程碑

目前，GD32产品家族提供了四种Arm内核MCU，包括Cortex-M3、M4、M23和M33，覆盖了从入门级、主流型到高性能应用多种设计需求。GD32所有产品均为国内第一个推出，Cortex-M23内核产品作为高性价比的入门级选择，可用来替代传统8位和16位MCU；旗舰系列则采用Cortex-M4内核，主频高达200MHz，提供完整并行计算和浮点运算能力可满足高级计算需求；基于Cortex-M33内核的GD32E5系列侧重高精度应用开发和工控需求，众多的产品组合可以与国际品牌抗衡。值得一提的是开源架构RISC-V内核也已经纳入GD32阵营，去年8月份推出的GD32VF103系列是全球首颗量产的RISC-V内核通用MCU芯片，为未来自主国产化立下基石，对“中国芯”的推进具有里程性意义。

图3  GD32 MCU产品家族及分类

3.  “芯”驰神往志在必得：

 立足于GD32产品的全方位覆盖，不断在市场取得成功和突破，兆易创新是如何做到的呢？金光一提到GD32赢在布局，贵在坚持。因为对于通用MCU市场，所涉及的是各种行业细分应用领域。 

图4  GD32面向众多的行业应用领域 

各种应用领域对MCU的需求千差万别，硬件和软件开发资源也有很大不同。如果在战略上没有完整的布局，在战术上就不可能有全面的协调。因此，GD32生态系统建设极为重要。

图5  GD32 MCU生态系统架构

GD32生态系统包含六大要素，即官方工具、第三方合作伙伴工具、嵌入式软件及中间件、各种解决方案、培训展会和人才培养体系。拓展MCU生态可谓是“得道多助”，目前兆易创新已授权的国内外第三方合作伙伴有几十家，未来将发展到几百家，形成全球化的第三方支持和服务网络，提供MCU开发所需的各种开发板卡、调试量产工具、中间件、视频培训教程等资源将极大丰富。

将“以人为本”理念引入MCU教育是兆易创新全方位人才培养模式的特色，涵盖从中小学和幼儿、高职专科、大学本科和研究生阶段。我不禁感慨于这样的“四级火箭”式的强有力教育推进机制，金光一对此展开介绍。第一，MCU需要“从娃娃抓起”。为此提供的Linkboy“中国芯少年”图形化编程仿真平台，非常适合针对青少年开展“MCU编程与集成电路科普行动”，与国家普及“中国芯”教育指导思想契合；第二，MCU使用需要有“匠人精神”，深度参与“1+X”项目“物联网单片机应用与开发”意义重大。在教育部和国家部委支持下，与第三方教育科技机构合作，针对中专和职高开展MCU技术和实操教学和考核，对合格者颁发教育部认证的职业技能等级证书。第三，高等院校是培植MCU产学研融合的沃土，“GD32大学计划”为此设立“四个维度”，包括打造精品课程、开展师资培训、设立联合实验室促进开发实践、举办电子竞赛发挥双创活力。第四，研究生群体是MCU科研创新主体，常年冠名“兆易创新杯”中国研究生电子设计竞赛。此为教育部学位与研究生教育发展中心指导，中国电子学会和中国学位与研究生教育学会主办，面向全国在读研究生的年度赛事，今年虽然受到疫情影响，但参赛队伍和师生人数仍然创造历史新高，参赛队伍3818支，参赛师生超过两万人。

4. “芯”想事成圆梦天下

如今戴有“中国品牌价值最高芯片供应商”桂冠的兆易创新，正在致力于构建以存储器、控制器、传感器三大业务板块联动的完整产业生态。金光一毫不讳言在日益激化的MCU市场竞争中，兆易创新前面有国际巨头的拦路虎阻挡，后面有国内友商的追兵追赶。如何突围并持续蓬勃发展，就是要持续发挥布局潜力，不断探索以MCU控制器为核心，与传感器、模拟外设、各类存储器组合联动，为嵌入式系统及终端提供包括射频无线、新型存储、硬件加速器、信号链、实时互联、光电传输、电源管理、功率控制和智能传感器等更加出色智能化应用解决方案，业已成为未来发展的目标和战略。

对于国际巨头的竞争要有差异化，这是本土市场和用户需求。而在新兴领域中国厂商更具有后发的优势，比如RISC-V，就不仅仅是推出芯片，而是要提供完善的开发生态支持。兆易创新凭借RISC-V MCU获得今年2月在德国纽伦堡举办的Embedded World 2020全场唯一硬件大奖就是获得国际认可的实证。

作为中国32位通用MCU的领跑者，突破和超越必不可少。目前国际厂商大都还停留在90nm工艺水平，较新也仅为55nm。而兆易创新MCU已经率先采用40nm工艺大规模量产，并探索22nm。这就决定了GD32在性能和成本上的优势。目前MCU主频最高为200MHz，而翻两番到800MHz并不遥远。由于集成独立乘除法器和各种运算加速器，目前的综合性能可以达到1000DMIPS，并支持DSP和浮点运算。运行和待机功耗也持续降低，待机电流小于1uA，可以与以往16位MCU的超低功耗匹敌。在射频方面可集成Wi-Fi无线射频单元到MCU内部，具备无线连接能力提供SOC单芯片解决方案。模拟方面已经集成运放、比较器、ADC、DAC等信号链单元，未来还将集成电源管理单元（PMU）、功率控制和驱动。

金光一反复强调的“MCU百货商店”概念令人耳目一新，这就是兆易创新以“产品+生态”的结合，致力于为用户提供完善的支持服务。在产品方面既提高通用产品的种类和覆盖率满足普遍需求，又面向细分垂直市场应用，与行业用户联合定义有针对性的优化产品。GD32 MCU凭借全面布局带来的广泛市场覆盖率，持续研发具备的强大竞争力，完善生态提供的开发设计支撑深受市场青睐，更以积极开放的姿态迎接中国半导体产业发展的机遇和挑战。

参考文献：

郑小龙《本土设计公司创新进行时》，电子产品世界，2015(2-3)18-20

（注：来源于《电子产品世界》杂志2020年第12期）