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32位MCU核竞争加剧 细分市场仍蕴商机
发布人:admin 发布日期:2012-11-06 浏览数:155

32位MCU核竞争加剧 细分市场仍蕴商机

媒体:中国电子报  日期:2011年5月24日

 


  本报记者 李映

  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”。


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