MCU国产化提升的“张力”何在？

作为嵌入式领域的“王牌”，MCU在自身进阶和产业的变革中不断磨合与匹配，屡创新高。据IC Insights研究报告，全球MCU市场将于2020年达到高峰，销售额达209亿美元，出货267亿颗。而占据C位的中国市场自承其重，据IHS研究报告，2021年中国市场规模将达64.2亿美元。

与这一巨大市场空间形成对比的是，国外大厂ST、瑞萨、NXP、TI等头部厂商占据九成以上份额，国内MCU厂商仍在奋力从低端向中高端加快渗透步伐。在国产化替代的道路上，国内厂商如何趟出一条新路? 

流变

技术的进阶与应用的升级，使得MCU的“进化”难有止尽。

应用层面，物联网、工业控制、汽车电子等新兴市场容量巨大，不断强化竞争，并驱动MCU业快速发展。兆易创新产品市场总监金光一表示，MCU的应用在不断增长，包括智能化的需求以及IoT等新兴应用的带动，不同应用领域的新机会还在不断发掘，未来几年MCU增势不减。

而技术的“担当”要求包括处理能力提升、支持多种通信协议接口、提升可靠性和安全性等，相应地需要高性能、低功耗、超大容量Flash和RAM，支持无线技术和OTA空中升级等将引领新一代MCU的技术升级。

这些走向对国内MCU厂商而言或承接更多的利好。金光一认为，在IoT和AI飞速发展时代，国内整机企业领先于全球，同时带动智能家居、无线通信、电子支付、生物识别等新兴应用，对MCU的要求也走在了行业的前列，无论是时效性、便捷性以及本地服务和支持方面，都为国内MCU厂商提供了更多机会，并有助于芯片国产化份额的进一步提升。

值得注意的是，在嵌入式领域已出现MCU与AI芯片有本质差异的芯片群。前者是满足工具智能化的智能控制芯片，以控制为主；后者是满足智能机器深度学习的计算芯片，以计算见长。两者既不可相互替代，又有不同的技术发展方向。但毫无疑问，在32位MCU的基础上，智能化会成为下一个MCU的演进方向。

而在智能化技术路径或是整合加速器IP，基于AI加速IP的智能MCU尚处于蓄势待发阶段，但由于基于此的智能MCU在碎片化应用中或遇到应用覆盖过窄的问题，因而改良处理器架构成为MCU智能化的另一技术路径。 

生态之争

MCU发展到现在已成为集大成的系统，因而竞争也要从系统角度考量。业界专家何立民教授曾说过，MCU之争就是生态系统之争。

而如今的生态都需要以原厂为核心来构建。早期MCU的生态体系体现在MCU厂家的全面技术支持和第三方的开发环境支持，后来MCU厂家为了完善其生态体系，不惜投巨资全面自主构建开发环境。在推出新款MCU的同时，提供相应的集成开发环境(包括开发工具、操作系统、产品化软硬件平台)，使MCU的易用性、可靠性、继承性成为克敌致胜的法宝。而ARM倚仗与众多半导体厂家形成了MCU领域的扇形产业生态体系，因而一家独大。

因而，对于现时在战场拼杀的MCU厂商而言，一方面要注重引入合作伙伴共同扩展生态系统，通过引入创新的设计方案，加速合作伙伴产品落地；另一方面需专注垂直行业应用，提供高性价比的MCU、应用支持及Know-How加快落地。

值得注意的是，伴随着MCU智能化趋势，两条技术路径之间的选择不仅会影响MCU市场，更有可能对于IC生态造成深远影响——如果专用加速器IP获胜，则ARM将继续成为领导者；反之如果新架构获胜，则ARM将会遇到强有力的挑战。

现已兴起的RISC-V就在发力。但上海灵动微电子股份有限公司CTO刘强认为，ARM的生态完善，基于此开发MCU没有太大障碍；RISC-V虽然开源，但开源并不代表就没有问题，反而会产生在修改之后兼容难的问题，易导致战国时代。而且，目前RISC-V阵营相对分散，各成其事，而ARM相当于带领着合作伙伴一起跑。对于RISC-V阵营来说，最大的问题是如何将产品开发出来并在IoT应用中显现优势、占据市场才是王道。

做细做精

美国对华为的打压让各路芯片的国产化替代问题深受关注，而在MCU领域可谓喜忧参半。

灵动微刘强认为，MCU看似简单，但其实“五脏俱全”，对性能、开发环境支持、服务等都有高要求，目前国内MCU厂商底子相对薄弱，有些厂商甚至拿教科书来生搬硬套，而解决问题的症结还在于要做精做细。

这就涉及性能、可靠性、便利性等。刘强觉得，可靠性是人品的问题，性能是水平的问题，要卖最好的、最可靠的，需要有每一次迭代可以与欧美MCU来PK的雄心壮志。虽然国外大厂实力非常雄厚，但因覆盖诸多应用，通用MCU效果难免会打折扣，国内厂商可专攻于某一应用，比如电机和IoT市场，容量巨大，还有一些特殊应用比如USB PD、NB-IoT等均有亮点，如果国内厂商通过自己积累IP，提升设计能力，或以低功耗、或以多连接等差异化来大力推广，同时着力构建生态，而不是只打短平快战役, 在与国外厂商的竞争中仍有胜算。

刘强此前有二三十年为数十家MCU国际大厂做生态支持的深厚积累，涉及IP、规格、工具、验证、开发板等所有环节，这些客户包括大名鼎鼎的英特尔、三星、微软、高通、谷歌、东芝、富士通、索尼、ST、NXP、原Freescale等等，因而对于MCU的发展很有发言权。

刘强还强调了生态的差异化竞争优势。他举例说，比如编译器其实很快就能开发出来，但要一直维护升级，一直要持续投入，国内有些厂商就干脆采用别家的编译器，这方面的心态要调整。

在灵动微，刘强单独带一个团队，从前两年开始着力解决MCU周边生态，包括开发工具、编译器、开发板等，具备完全自主知识产权，刘强表态说待一切妥当之后，后续将转向新型MCU的规划、架构、IP验证，半年之后会推出全新MCU。他举例说，为了做开发板，团队自己建了一条生产线，专门做板子，一年可做266种开发板，构筑了强大的优势。

“让MCU一夜之间超过国外不太可能，毕竟国外积累了多年，而做MCU是时间、资金、人才的积累，想快也快不了，但有了一定的积累之后，国内厂商未来的发展会越来越快。而且随着国内客户要求越来越高，国外半导体厂商的通用MCU很难包打天下。国内MCU厂商应着力将产品做好，将生态夯实，具备独创性，没有知识产权纠纷，让国内客户开发更加便利，未来一定会有望比肩国外大厂。”刘强对此很有信心。

在国内MCU领域表现出色的兆易创新金光一也指出，兆易创新除收购思立微完善传感器产品线，也在围绕无线MCU进行开发，包括WiFi、NB-IoT和蓝牙等。同时针对系统设计不断前移的趋势，在芯片产品之外，兆易创新也将在软件、硬件、解决方案等生态方面提高支持力度。

自古以来，弱者就是变革的发动机，而观念的优先往往比资源的优先更重要。国内MCU厂商站在新浪潮的拐点处，要想迎头赶上，仍需不断的自我否定与自我重建。