替代国产与支持AI，这个春天MCU看点满满

又是一年春来到，我们展望各种电子元器件未来市场之时首选的还是MCU，虽然话题度不如GPU和处理器，但真要较真出货量，GPU+手机AP一年也卖不出MCU一个月的销量。不管是电系工程新生还是电子开发菜鸟，入门的第一课多半还是数字控制。

躲不开的AI话题

不管是ChatGPT，还是最新的Sora，生成式AI进一步扩展了AI赋予了整个产业未来遐想的边界，我们现在无法预见AI硬件的天花板，但我们可以很笃定AI硬件最接地气的非MCU莫属，或者说只有下沉到MCU端的AI应用，才能真正做到普世而非仅仅普适。虽然言必称AI的宣传口径还没有完全影响MCU市场，但山雨欲来风满楼，从Arm最新对其Mxx内核的介绍来看，AI是未来MCU升级换代最大的卖点。也许未来MCU市场量大的还是M0+，但主推的一定是M52和M55两个内核的产品，如果还能做到低功耗那将是绝杀。

只是热门新品主打支持AI，真正商用端的设计似乎距离真正的AI应用还有不小的距离。先不说大模型需要的算力支持是几千颗MCU加起来都分摊不了的运算量，光是大模型需要的训练样本存储空间就不是MCU能吞下来的量级。已经扩展到10G+运存的手机AP能否充分支持ChatGPT和小模型都还没有被完美证明，让运存只有4Mb的高端MCU跑AI似乎远比小马拉火车更勉为其难。所以，现在的热门是AI，是大模型，是算力需求几百万级别的大规模运算，即使已经有些企业开始中小模型的构建，但那依然是处理器的舞台，而不是微控制器。所谓的Tiny ML只不过是通过加强MCU处理单元的DSP功能和部分ML的简单支持，再多一点就是内置一个NPU单元处理一些简单的训练好的小模型。至少现有的MCU没有能支持进行训练模型的反复烧录和升级迭代，这种与其说是人工智能，不如说是传统行业经验数据累积后的预植入。

不过，AI注定是躲不过去的未来，MCU作为最底层的数据处理单元，AI的渗透虽迟必到。只不过，MCU的厂商和用户习惯了稳扎稳打，没有利益的炒作不会轻易参与，但凡真有盈利空间出现，以现在MCU的开发生态成熟度，3个月之内前十巨头的产品都会送到工程师手中。

8位还有多少未来

说完了高端应用，再去看看低端市场的现状。低端市场8位和16位的市场份额肯定会逐步走低，2024年8位MCU估计也就剩下几个领导者继续坚守，而32位取代8位将是这两年低端MCU市场的主旋律。当然，就此判断8位MCU将退出历史舞台还早的很，就想15年前就有人预测8位的生命周期将在2020年前后终结，可是现状是8位依然有庞大的应用市场。半导体永远是遵循经济规律的商品市场，总有一些低端应用离不开8位MCU以极低的价格和功耗以及外围器件提供的最简单控制，杀鸡用牛刀这种情况不会存在于对成本锱铢必较的成熟消费级应用。

站在内核厂商的角度，将8位MCU淘汰出市场是他们喜闻乐见的结果，这也是他们前几年不仅降低M0和M3内核的入门门槛，更是降低了单颗授权费，就是希望继续压低低端32位MCU的价格以逐步取代8位。可惜的是，即使在32位MCU廉价到5毛人民币一颗还送其他器件的情况下，8位还是能牢牢把持三成MCU市场。现在内核厂商上市了，要考虑营业利润了，还敢继续压低授权费用吗？从半壁江山到三七开，32位用了超过十年，下一次的比例大变化，是否还需要下一个十年？

闷声发财的汽车MCU

如果真要深究8位MCU被32位取代的重灾区，这两年最热的汽车市场首当其冲。随着新能源汽车和自动驾驶（包括ADAS等）两大趋势的渗透，车用MCU市场经历了翻天覆地的变化，可能除了燃油车动力总成之外，Arm核MCU几乎渗透进每一个ECU。想起十几年前面对某CMO采访问及何时他们的MCU能上车时，他戏谑说现在斑白的头发全白了也许就能实现，再看现在车身电子的电气化革命进程对MCU功能的快速需求，车规级MCU的门槛在ASIL等新标准下变得越来越普适。

回过头来看，前两年的大规模缺货恰恰是从汽车MCU需求的紧缺开启的，因为汽车电气结构跟随新能源车和信息娱乐革命而进行MCU大规模升级，造成市场的产能瞬间紧缺，加上某花厂临时抢占产能带来的制造链产能紧张，双重作用加疫情停工直接引发了半导体史诗级的缺货。2021年底到2023年上半年是汽车半导体厂商赚翻了的20个月，这其中又以MCU这种用量最大的产品价格整体飙升的最厉害，即使通用MCU残酷价格战的2023年下半年汽车MCU价格依然稳固。当大众视野持续关注自动驾驶主芯片厂商喧闹舞台剧之时，MCU才是闷声发财的那一批，毕竟你看看那些做自动驾驶主处理器厂商哪个报表里有盈利？再看汽车电子特别是汽车MCU的表现，哪个不是两位数增长？

替代国产替代？

在半导体的全民大讨论中，我看到了手机处理器，看到了CPU和GPU，看到了高性能模拟和射频，看到了光刻机甚至光刻胶，独独没有看到MCU。也许是MCU实在不够吸引大众眼球，也许是MCU我们跟国际先进水平差距不大，也许之前不怎么接触芯片的媒体和自媒体压根不想去了解MCU。

也许可以感谢SoC架构中处理器内核授权模式逐渐成为32位MCU主流，国产32位MCU在性能上并没有落后国际先进水平多少，甚至最尴尬的开发生态都不再成为问题。在全民关注国产替代的过程中，最少人提及的MCU却是国产替代中最普遍和最成功的一个。当某领先MCU品牌价格飙涨都能被舆论归咎为赛格大楼迎风摇摆的原因，国产替代入局的天时地利人和都已经具备，其实这些年除了在某些敏感应用的国产替代值得我们欢呼之外，真正量产级应用国产替代最成功的就是一众国产MCU厂商的解决方案，甚至部分国产替代已经不是pin2pin兼容的替代，而是板级方案的功能替代。

2023年的32位MCU价格大战表面是供需失衡，背后本质是国产替代进行比较充分的后遗症。随着国际MCU厂商价格回落到一个正常水平，国产替代与替代国产替代成为设计者在产品定义期间的小纠结，当去库存的压力大于利润压力，价格就是打动客户最直接的手段，经历了这波的市场成本搏杀，国内MCU主要厂商虽然历练了自己的生存能力，但出现了另一个尴尬的情况，那就是自己成为被替代的目标。因为国内外Arm核MCU同质化形成的替代门槛很低，当供应价格逐渐接近之时，之前替代进口MCU的优势又变成被替代的劣势，这将是未来一两年国产替代MCU厂商们面临的最尴尬挑战，一方面他们会希望继续替代其他产品，另一方面则是面临被其他国内外对手盯上被替代的威胁，这是成熟内核MCU带来的双刃剑 。

不管如何，作为目前出货量最大，应用范围最广的数字芯片，MCU在这个春天依然充满话题度，并且在未来几年内将持续上演各类勾心斗角的大戏。