国产替代进阶升级，国内MCU原厂如何应对新趋势？
来源:芯师爷发布时间:2023-09-182497浏览
询问 AI
MCU作为电子系统的核心控制器件，被广泛应用于个人消费电子和生产设备中，因而其行业发展景气度高度依赖于宏观经济和具体的应用市场发展。
2023年，全球终端市场需求不盛，半导体行业整体较为低迷，MCU身处其中也面临价格调整、去库存化和市场竞争等重重压力。在这种市场困局中，国内的MCU企业们竞争升级，国产替代进入新阶段，各企业对技术需求及技术趋势也有了新的思考。
由业界领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的第五届“芯师爷-硬核芯年度活动”，汇聚了百余家中国半导体芯片产业的知名企业、潜力企业。我们就企业产品及技术前瞻等方面的问题采访了11家MCU领域的本土企业（排名不分先后），以求厘清当前本土MCU的市场策略：
武汉芯源半导体有限公司（以下简称：武汉芯源半导体）
深圳宇凡微电子有限公司（以下简称：宇凡微）
广东华芯微特集成电路有限公司（以下简称：华芯微特）
上海晟矽微电子股份有限公司（以下简称：晟矽微电）
珠海极海半导体有限公司（以下简称：极海半导体）
厦门澎湃微电子有限公司（以下简称：澎湃微电子）
深圳市爱普特微电子有限公司（以下简称：爱普特）
上海灵动微电子股份有限公司（以下简称：灵动股份）
雅特力科技
芯驰科技
上海东软载波微电子有限公司（以下简称：东软载波微电子）
深圳市闪芯微电子有限公司（以下简称：闪芯微）
北京羊羽智芯科技有限公司（以下简称：羊羽智芯）
从各家MCU原厂反馈来看，2023年国内原厂主要从这三方面来应对市场。
策略1
精准定位，深耕目标市场
目前国内各家原厂均有各自深耕的细分市场，结合自身的企业定位和市场需求出发，持续提供拳头产品。
策略2
技术升级，提升产品市场竞争力
在今年这个非景气年度中，多家国内MCU原厂直面挑战，砥砺前行，取得了一些技术及市场上的突破。
· 武汉芯源半导体
销售总监韩艳
公司在2023年将推出首颗内置运算放大器的超低功耗MCU、首颗基于Cortex-M4内核的MCU、以及首颗基于90纳米工艺的超高性价比MCU系列。目前正进一步深挖消费类、表计类及智能家居物联网等行业需求。
· 宇凡微
销售总监陈纯贤
公司今年申请了38项发明专利，17项研发软著，技术获得多项突破的同时，市场进展也非常客观：例如公司针对无人机的射频市场，电动车遥控市场以及灯控等市场应用推出的产品，带来了明显的销量增长，每一项用料300万颗起。
· 华芯微特
总监 张琢
在屏控领域，华芯微特是国内首家推出以32位 MCU架构平台，集成自主知识产权的图形加速控制，同时集成SDRAM颗粒的产品，可以为客户提供方便快捷的编程环境以及丰富的外设，配备自主研发的上位机，具备较强的竞争优势和较高的性价比，大大缩短了客户项目研发周期，受到了较高的客户接受度以及广泛的客户好评。
· 晟矽微电
副总经理 包旭鹤
目前我们在8位MCU产品持续创新，今年出货数量仍然持续增长，32位MCU产品持续推出基于ARM M0和M33架构的MCU产品，8+32双轮驱动战略持续在消费电子和智能家居占领市场，力争在3-5年内从目前的出货数量国内第一跨越到8位MCU销售额前列。
同时公司加大对工控和绿能，汽车电子的投入，不断提高工控和绿能产品的市场占有率，汽车电子市场也已经陆续推出车规级产品。
· 极海半导体
国内销售部总监 陈其铭
极海始终坚持将技术创新放于首位，2023年面向电机驱动市场，推出了首款APM32F035系列电机控制专用MCU，内置M0CP协处理器，集成丰富片上资源，并提供完善的软硬件开发工具及算法平台；
面向通用MCU市场，推出了首款BGA封装APM32F407IGH6、超值型APM32F465、以及高适配型APM32F411系列MCU，为用户在不同细分领域的功能应用需求提供了更丰富的产品选择；
面向汽车电子市场，推出了APM32A系列车规级MCU，拥有APM32A407、APM32A103、APM32A091三大产品线，覆盖Cortex-M0+/M3/M4F内核，全系列产品均已通过AEC-Q100 车规可靠性认证以及ISO 26262功能安全管理体系认证。
后续，极海还将推出内置栅极驱动的APMSPIN32F020电机控制专用MCU及GHD3440电机专用栅极驱动器，为电机驱动市场提供优质的芯片产品和量产级应用方案；
面向日益发展的新能源汽车市场，还将推出G32A1445全新一代汽车通用MCU，采用40nm工艺制程，基于Cortex-M4F内核，符合AEC-Q100 Grade1认证和ISO 26262 ASIL-B标准，并提供AUTOSAR MCAL4.3.1版本驱动；
另外面向能量采集及电池相关应用市场，将推出APM32L072/083 系列超低功耗 MCU ，采用 ULP 稳定工艺，支持超低待机功耗和超快唤醒，提供灵活资源配置，为用户提供高性价比产品与服务。
市场总监 雷江峰
澎湃微在2023年主推系列产品为超值系列产品 F/L007和超低功耗系列产品L076。在超低功耗上面，深度休眠功耗进一步降低，可以达到0.5微安。在离线语音市场方面，澎湃微推出基于Z192系列产品，支持离线语音辨识、电机驱动及彩屏显示等。
· 爱普特
副总经理 鲁翔
2023年，爱普特不断推出全国产高性能的MCU产品。
1、APT32F102XB系列，不仅自带TOUCH功能，且工作温度可高达105°等，综合成本相较竞品也更有优势，目前在家电控制、电机驱动、无线充电等市场已广泛应用。
2、APT32F173X系列采用全国产RISC-V内核，具有高度的可扩展性和灵活性。与此同时，核内载8K ICACHE，具有单精度浮点和DSP运算能力，即高算力，且主频最高可达105MHz，跑分3.5 CoreMark/MHz,从而可充分发挥处理器的效率和性能。
APT32F173系列也延续了爱普特以往产品宽电压1.8-5.5V的优势，工作温度同样可高达105℃，符合扩展工业级标准，还支持双电机驱动，支持CAN2.0和2.0B。APT32F173系列可广泛适用于工业控制、白色家电、AIOT等市场领域。
· 雅特力科技
产品市场经理 林金海
MCU市场需求驱动着MCU技术的发展，不同应用场景衍生出了多样化的MCU应用需求。随着汽车电子、工业自动化、新兴物联网等领域市场的不断发展，雅特力AT32 MCU不断朝着低功耗、高稳定性和高集成度方向发展，助力客户产业升级与应用创新。
首先，面对高速发展的绿色节能市场，雅特力2023年将推出Cortex®-M0+低功耗产品线，超低功耗和快速唤醒可大幅降低产品使用功耗，满足高速数据采集、工业控制与电机应用低功耗要求。
其次，在热度居高不下的车载应用市场雅特力也不断发力，以高可靠、高安全、高性能等优势迅速占领部分市场。近期推出了A403A车规MCU，通过AEC-Q100 Grade2认证，满足功能安全标准车规级MCU的要求，同时可广泛适用于车身控制、ADAS辅助驾驶、车载影音等新能源车用场景。
人工智能时代的来临，随着先进科技技术发展成熟，无论是生活家电、消费性电子或各式的终端设备等已逐步走向智能化。AT32开始在边缘人工智能Edge AI布局，通过轻量级的移动终端解决方案TensorFlow Lite，支持多种设备运行转换TensorFlow模型，用来使用解决各种机器学习问题，经过模型训练后，使机器学习该产品的逻辑和知识再移植到MCU嵌入设备，轻松降低研发所投入的资源，缩短开发周期，加速产品进入市场，满足终端智能化。
灵动芯片研发中心 资深模拟架构总监
孟豪
今年我们主要在三个方向上实现了突破：一是，年初我们发布了全新的超值型32位MCU MM32G0001，该系列兼具高品质和超高性价比，可覆盖广泛的 8/16 位 MCU 升级需求；二是，上半年重磅发布的MM32F5330和MM32G5330两款高性能MCU，搭载“星辰”STAR-MC1内核，是迄今为止业界最高主频的STAR-MC1 通用MCU；此外，今年我们还向行业输送了一款极具竞争力的电机专用MCU——MM32SPIN0230，专为高速吹风筒、冰箱压缩机、电动工具、风扇等应用市场打造，具备高性能、高集成度和高可靠性。
· 闪芯微
总经理侯英良
闪芯微在2023年进一步拓展了F0系列产品线，推出了一系列新产品，从集成比较器、DAC的F051，到功能最丰富的F096，集成了ADC、DAC、COMP、OP、SPI、IIC、IIS、USART、CAN-FD、USB Host/Device、USB Hub、LLSI、PLib等多种数字/模拟IP。
其中：
CAN-FD的最高速度国内最快，兼容性好。
USB Host/Device为全球唯一兼容STM32G0系列的USB IP。
USB Hub支持5个内部设备，为全球首创。
LLSI为RGB灯条驱动接口，支持所有格式，为全球首创。
PLib可以保护重要代码不被读出。
PWM时钟可以为MCU主频的2倍，为国内首创。
新产品推出后，在2023年上半年已有多个客户在进行Design-in。
· 羊羽智芯
总经理助理郝强
本公司的MCU产品实现的技术突破，包括：
（1）高安全轻量级的后量子密码算法设计技术；公司提出一种高安全轻量级的新型后量子密码算法（Ring-ExpLWE）技术，可以实现多项式系数的高效约简，以较低的资源开销，提供最高级别的机密性保护。
（2）纯硬件的嵌入式系统高安全防护技术；公司提出一种基于内置纯硬件支持程序执行安全防护技术，可实现对篡改型攻击的预警、监控、纠错、以及系统快速恢复等全方位、达到代码级（最细粒度）的安全防护，有效解决系统芯片的综合动态安全控制难题。
（3）基于多核（众核）架构的高通量大数据智能处理技术；公司提出一种基于多核（众核）架构的高通量大数据智能处理技术，可大幅提高芯片算力，实现“算得又快又多”，即提高单位时间内智能化高效处理的并发任务数目，实现对芯片及大数据处理技术的完美替代。
（4）基于双逻辑电路设计和基于深度学习的系统多层次协同功耗优化技术；公司提出双逻辑电路设计和基于深度学习的系统多层次协同功耗优化技术，可根据实际任务需求，智能调整系统各层次功耗参数，实现整体功耗最优。
（5）基于类脑架构的深度神经网络智能加速技术；公司提出一种基于类脑架构的深度神经网络智能加速技术，可实现多通道数据关联特性的并行加速计算，大幅提升了数据处理速度。
（6）深耦合的智能系统芯片技术；公司提出深耦合的智能系统芯片技术，大幅提高多模复合导航/制导/控制过程中的高速多目标识别准确率，提高芯片产品的应用效果。
· 芯驰科技
芯驰科技相关负责人介绍，芯驰的MCU产品E3系列于2022年4月推出，CPU主频可达800MHz，拥有TÜV莱茵颁发的国内首个ISO 26262 ASIL D及IEC 61508 SIL 3功能安全产品认证，温度等级支持AEC-Q100 Grade 1，还获得了国密二级认证。
目前，E3系列已实现规模化量产，采用E3进行产品设计的客户已经超过100多家，包含广汽、吉利等。
作为现有量产车规MCU中性能最高、安全等级最高的产品，E3系列可以满足高端市场需求，应用领域覆盖更加广泛，包含线控底盘、制动控制、BMS电池管理、ADAS/自动驾驶运动控制、液晶仪表、HUD、流媒体视觉系统CMS等。
策略3
把握市场趋势，提前布局技术研发
在积极应对不利行情的背景下，立足于长期发展策略，各大MCU原厂也在不断洞察行业技术趋势，为抢占未来市场提前思考布局。
· 武汉芯源半导体
销售总监韩艳
2023年的低端MCU市场是深度内卷的，尤其在价格方面下沉趋势不减，不断有厂家加入战团，竞相推出超高性价比MCU。相比于其它类别的MCU，32位内核、20引脚左右的低成本MCU是最早形成统一需求的规格等级，所以这个规格上的竞争是最激烈的。
深入分析发现其本质还是技术研发端的直接较量，各家都不断的从制造成本和测试成本方面提升产品的性价比，以期取得最终的比较优势。随着时间的推移，最终会有能力最全面的公司终结技术竞争，完成对市场的统一并树立品牌形象。
· 宇凡微
销售总监陈纯贤
产品的趋势用通俗的话说就是：不仅要好卖还要赚钱，所以趋势很难是被预测。
到底趋势是怎么去看呢？出现的原因又是什么？
从营销的角度来讲，贝索斯讲过一句很经典的话，他说，人们对好的产品，高质量的产品是永远都是有极致的追求的。所以其实如果是从技术上突破的话，我们就要围绕着用户的需求，更高性价比的方式去考虑。
所以我们对市场细分化赛道越来越洞悉，技术越来越高级。
其实我们可以研究一下西方那一些发展产品走过的一些历程。西方从工厂时代发展到产品时代，然后再到信息化时代，它每个阶段的诉求是不一样的。
在2010年之后，我国部分MCU产品已经走向了供大于求的局面，这个时候国内企业要提供更细致化的定制化产品，才能获得市场的青睐。
· 华芯微特
总监 张琢
目前市场主要以集成化和便捷开发为主要趋势，对于MCU类产品，目前同质化相对严重，因此提升产品竞争力，着眼于细分市场进行整合以及提升，以产品特色形成优势。同时着重于生态构建，产品并不仅局限于芯片本身，更要为客户提供较好的开发平台和技术支持，缩短客户开发周期，为下游客户提供高可靠性以及高附加值的产品。
· 晟矽微电
副总经理 包旭鹤
当前MCU芯片的技术趋势是集成化，低功耗，且部分应用要求MCU开始从CMOS工艺向BCD工艺发展，同时8位MCU生命力持续追求高性价比及丰富的接口，智能时代的发展将产生更多的边缘协处理应用，在核心处理要求32位MCU的性能越来越高的情况下，更多的8位MCU进行边缘协处理。
· 极海半导体
国内销售部总监 陈其铭
从当前市场端看，工业MCU及车用MCU仍是国内MCU行业保持产品需求与数量增长最快的两个赛道。极海紧跟行业发展趋势，对用户需求保持时刻关注与深度理解，致力于提供性能稳定、品质可靠的国产32位工业级/车规级MCU，满足工业、汽车行业的高速发展需求。
从技术方向看， MCU+产品更符合市场提出的附加价值需求，未来几年将被广泛应用与推广。极海致力于为用户提供多元化产品选择，将推出MCU+安全、MCU+模拟芯片、MCU+传感器、MCU+无线等组合产品，从细分市场切入MCU+创新，加上不断丰富扩展的软件生态，为广泛的细分应用市场，提供丰富的芯片产品及量产级解决方案。
市场总监 雷江峰
纵观2023年，MCU在技术研发上会继续以新的工艺、新的制程为主，进一步降低MCU的成本，提高产品整体的竞争力。而在产品定义上，结合外围器件的SOC产品会进一步降低客户的BOM成本。
随着国产替代进入深水区，更具有性价比、可靠性高的产品会更受到客户的青睐，这种趋势会继续维持一段时间。
· 爱普特
副总经理 鲁翔
RISC-V架构目前已成为MCU最新的研发趋势，爱普特系国内最早进行RISC-V架构的32位MCU芯片研发的公司，也是目前国内基于RISC-V架构32位MCU出货量行业领先的公司。
ARM架构的授权模式，虽其生态较为完善成熟，但是相较而言，开源的、开放、可拓展化的RISC-V架构，更适用于在AI芯片、AIOT等应用领域芯片研发的需求。
· 雅特力科技
产品市场经理 林金海
物联网的发展推动了MCU的低功耗设计和无线技术发展，汽车电子推动MCU向更高可靠性、更强的处理能力、更高的性能和更大的存储空间方向发展，智能穿戴推动MCU集成或配合不同传感器以及模拟技术发展。以及AI的发展，深入到边缘计算和终端装置，已经是一个长期必然的大方向，AI功能与MCU相结合即边缘计算，有着巨大的市场需求和潜力。
灵动芯片研发中心 资深模拟架构总监
孟豪
近年来，国内MCU企业经过在消费级市场的多年积累后，在芯片本土化浪潮和国内新能源汽车市场持续增长的带动下，开始纷纷向车规级领域切入，这也是未来的大势所趋。
今年初，灵动车规级芯片测试验证实验室正式投入运营，为MM32F及MM32A面向汽车应用的产品系列提供AEC-Q100测试验证。目前灵动MM32 产品在汽车市场的销量已初具规模。这不仅是灵动对质量优先策略的深入贯彻，也是我们对推进国产车规芯片建设迭代的努力。
· 东软载波微电子
市场总监 杨晓俊
我个人看到的整体MCU市场的发展趋势，首先从功能上看随着汽车、家电等行业智能化/物联网化的发展趋势，越来越大的Flash/芯片程序空间以满足更复杂程序控制的需求，更先进工艺以应对性价比的需求。这会对MCU厂家的设计能力，上游供应商能力和资金能力提出了要求。
另外，类似SoC即MCU集成不同行业应用下的模拟前端需求，也将是一个发展趋势，这也对MCU厂家的模数整合，系统整合和方案整合能力提出了更高的要求。
· 闪芯微
总经理侯英良
我认为2023年MCU在技术研发和产品定义上，会有以下趋势：
1)产品差异化
主要原因为近三年涌入MCU赛道的企业太多，竞争加剧。要在激烈的市场竞争中占据一席之地，各家的产品一定要树立自己的特色，包括稳定性、集成度、特产功能等等，这都导致各家产品之间存在差异化。
2)压缩成本
近两年一些企业扩展过快，而市场却在不断萎缩，产品价格战异常激烈，因此，MCU原厂都会想尽办法来降低产品的成本，以抢夺潜在客户。
· 羊羽智芯
总经理助理郝强
我认为，未来MCU产品在技术研发和产品定义上，将向着高安全、高通量（高算力）、低功耗、智能化、深耦合不断发展。原因在于：
（1）芯片安全是系统安全的原点
目前，我国航空航天、公共安全、电子通信、军事国防等关键领域采用的芯片主要依赖进口或者购买国外芯片商的知识产权，无法从源头保证芯片的安全。即使是自主研发的安全芯片，也大多只具备加解密功能，不能保障系统运行时，指令流、数据流等关键安全参数的动态控制安全。且采用的安全算法也多为传统密码算法，无法应对量子攻击。
（2）芯片算力是提升我国核心产业竞争力的关键因素之一
目前，比亚迪等我国新能源及无人驾驶汽车企业，以及大疆等无人机公司正在快速发展，提升了我国高新技术产业的国际竞争力。但这些公司使用的芯片，尤其是高端类，多为国外公司生产，易受到贸易限制。现有的国产芯片则难以满足智能驾驶等应用所需的高并发、强实时、高吞吐（即高通量）大数据处理需求。
（3）高功耗是制约芯片技术快速发展的关键瓶颈之一
高功耗会让芯片发热严重，使得系统性能不稳定，或降低芯片的可靠性及使用寿命。
研究新型系统芯片功耗优化技术，如双逻辑低功耗电路设计和基于深度学习的系统多层次功耗优化，对保障我国关键领域信息系统设备的使用性能、寿命和可靠性，是极为重要且必要的。
（4）智能化是实现制造强国的必由之路
国务院印发的《中国制造2025》，是我国未来全面推进实施制造强国的核心纲要，重点强调了“智能制造”对提升我国产业国际竞争力的重要性。要实现智能制造，智能化的控制系统芯片必不可少。但目前我国的智能化芯片技术程度较低，很多只是将神经网络模型进行简单的硬件加速，资源开销大、加速效果差、泛化能力弱，难以满足我国智能制造的迫切需求。
（5）深耦合优化是多种技术应用到芯片产品的必然需求
现有的多功能系统芯片只是简单地累加多种先进技术，未针对性地结合实际应用场景特征进行耦合优化，导致芯片产品的安全、算力、功耗等指标难以达到预期，还影响到产品原本的功能。例如，为保障在多种环境下的导航/制导/控制精度，此类芯片产品大多会集成红外、紫外、毫米波等多种异构传感器，但这也引入了更多潜在的安全威胁。
· 芯驰科技
芯驰科技相关负责人表示，随着智能电动汽车的不断发展、汽车电子电气架构的不断变革，越来越多功能的集成，使得原有MCU产品的性能和存储容量都逐渐变得无法满足要求，整个系统性能遇到瓶颈。
在这种趋势下，对于高性能、高可靠MCU芯片的需求将不断攀升，未来每辆车需要用到30多颗高端MCU芯片。
芯驰E3控之芯系列是现有量产车规MCU中性能最高的产品，提供更大算力，支持最高安全级别，能够让更多功能集成进来，广泛应用于需要高可靠MCU的领域，例如BMS电源管理、ADAS/自动驾驶、区域控制、线控底盘等。
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