ADI：MCU市场回暖背后的策略与技术创新

在2023 年，全球芯片市场普遍低迷，全球的元器件分销商都处在“至暗时刻”，这一年中，高库存、低需求、降投资、减产能持续在各个细分板块轮动，各种裁员的消息此起彼伏。而在2023年底，多家机构都给出2024 年半导体市场可能复苏的预测，现在站在2024年初这个时间点之上，随着半导体市场的逐步回暖的预期，MCU（微控制器）价格也开始出现上涨趋势。在这一背景下，我们采访了模拟芯片国际大厂ADI的资深业务经理李勇，一起探讨MCU 市场现状和ADI 在MCU领域的布局以及未来发展趋势。

面对如今MCU 市场价格普遍上涨的趋势，李勇先生表达了ADI 的看法，他对此坦言道，随着半导体市场的逐步回暖及去库存的进行，我们看到部分行业的MCU 价格有所调整。我们认为，在选择器件时，除了仅仅关注单个器件的价格，还需要考虑其他更关键的问题。例如，应用高性能、高可靠性器件或方案后对客户系统整体成本起到的优化作用，器件背后的服务、支持资源等等。仅就MCU 产品而言，ADI 提供了一系列支持资源以方便简化用户的设计，包括专业支持团队、轻松集成的驱动例程、大方简洁的机械设计、稳健可靠的评估套件以及清晰易读的手册指南，大大简化客户的研发流程；在硬件方面，ADI 发布了多种评估套件、开发版与参考设计及丰富的软件库和设计文档、编译与调试IDE等，支持KEIL、IAR、mbed、eclipse,VScode 等非常流行的第三方平台，组建了线上线下技术支持FAE/ADI中国技术支持中心，确保及时回应客户需求。

ADI资深业务经理 李勇

随后，李勇先生详细介绍了ADI作为一个耕耘MCU市场数十年的企业，其旗下的MCU产品线划分。李勇先生表示，ADI持续深耕MCU领域，尤其在收购Linear与Maxim之后，ADI 的实力得到系统性强化。目前，ADI的MCU已广泛用于光通信、工业自动化、医疗可穿戴及各种物联网处理应用，例如智能农业、智能楼宇、智能城市、智能工厂和智能健康等等。

根据功能应用，ADI 的 MCU 产品可分为三大类，具备功耗低、接口优、通讯新、评估全、开发易、安全强等六大特色。

超低功耗 MCU：具有小体积、低功耗、大存储特点，可应用于工业、物联网、医疗、可穿戴等领域；

安全 MCU：具备安全的系统架构，具有较强的抗攻击加密能力，可应用于对安全性能要求较高的各种金融支付终端上，如 POS 机、ATM 机、读卡器等；

人工智能 MCU：脱胎于超低功耗 MCU，特色是能够将 AI推理从云端推向边缘端，在电池供电的应用中有显著的优势，可应用于智能家居、人脸打卡、语音控制等应用。

最近市场上掀起了一阵AI与MCU结合的热潮，开始有很多MCU产品开始面向AI/ML 领域，被市场称为“MCU+AI”的模式”，对此市场现象，李勇先生也评价道，目前市场上已存在不少的MCU 都声称具备AI的功能，其中绝大多数是采用软件来实现AI算法，与ADI公司的硬件AI 微处理器相比，软件实现AI算法的功耗高、速度慢且BOM 成本高昂。端侧应用通常要求AI微处理芯片需要具备超低功耗、高速度、高集成度、高可靠性等性能，同时要易于开发和部署。ADI 通过将AI算法和处理能力与MCU 集成在一起, 可以将复杂的AI推理过程简单化，大大地减少了所需的通信带宽，同时也延长电池使用时间和寿命，降低了设备成本和系统维护成本，这对于一些需要长时间运行、依赖于电池供电或功耗敏感的应用非常重要，而这些正是ADI AI微处理器的特点和产品发展方向。未来，ADI 的AI 产品将进一步向边缘端深入，实现更加高效、智能和自主的物联网应用。

谈到具体的产品，ADI最新推出的支持硬件神经网络的人工智能微控制器MAX78002系列，其采用了Arm Cortex-M4处理器和32位RISC-V协处理器的异构设计。在被问到该设计的优势之时，李勇先生向我们介绍道，MAX78002是一款支持硬件神经网络的人工智能微控制器，能够以超低功耗运行在物联网边缘，而这也是其为何要采用Arm Cortex-M4 处理器和32 位RISC-V协处理器异构设计的主要原因。在实际的设计开发中，边缘AI 作为在设备本地端执行的AI，通常需要使用电池供电，因此需要在系统功耗、计算速度和设备成本之间取得一个比较好的平衡。借助于这种两个硬件的分工合作，MAX78000/2一不需要联网，二支持电池供电，完美地满足了边缘AI 的要求，是AIoT 应用的理想产品。

正是由于独特的架构和完美的分工，与运行在低功耗微控制器上的纯软件解决方案相比，ADI 的MAX7800X方案具备更高的数据量，速度提高了100 倍，但是成本仅仅是FPGA 或GPU 解决方案的零头。相比于微控制器加上DSP 的方案，ADI 方案的功耗不足该方案的百分之一。因此，ADI 方案可以在功耗、速度、成本三个方面达成最优的平衡，加上其小尺寸的优势，是边缘AI应用的理想产品。

据了解，MAX78000系列MCU使用了ADI自研的CNN IP对此IP的具体情况，市场上也十分感兴趣，李勇先生就此也作出了详细的介绍，他坦言道，采用CNN的AI MCU MAX78000 是真正意义上的边缘AI处理器，具备运算快、低功耗等优势。ADI 大概从2013年就开始研发此类产品了，在该领域积累了丰富的研发与实践经验。具体而言，ADI的CNN有64 个主频为50 MHz的8位处理器，周围还分布了很多存放权重数据的memory。由于该加速器没有那么多寄存器需要管，可以直接取值，运算了再放出来，这能够节省功耗，运算也非常快。因为该设计是硬件完成，所以比传统微控制器的处理速度要快得多。同时，该加速器在工作完还能快速进入睡眠状态，带来更低功耗的体验。

最后，李勇先生也评价了被市场看好的RISC-V架构在AI方向的前景，他表示，RISC-V 在AI 方面的应用具有很大潜力。以ADI AI MCU为例，RISC-V主要用于配合CNN进行工作，其功耗低、尺寸小、简洁且开放式的特点受到很多用户欢迎。我们会根据客户需求和产品性能需求选择最优的解决方案。具体到架构的选择方面，我们将基于性能、功耗及成本等多方面考量，为客户提供更多元、更优化的解决方案。未来，ADI会考虑更多地使用RISC-V架构在MCU产品之中，以满足市场需求并推动技术创新。

（本文来源于《EEPW》2024.3）