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        MCU與MPU市場趨勢

        作者:王瑩 時間:2017-06-28 來源:電子產品世界 收藏
        編者按:大型MCU供應商NXP、ST和Microchip公司介紹了他們對MCU和/或MPU市場趨勢的看法,以及下一步的發展策略。

          硬件上,當前的趨勢是應用處理器(AP)的價格和功耗已經越來越接近以前傳統的,例如Cortex-A5、Cortex-A7內核的產品功耗和價格也非常低。另一個趨勢是的性能也在往上走,例如現在有三四百MHz主頻、內置閃存的產品,從性能上已經越來越接近AP。二者最后會交匯(如圖4)。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201706/361115.htm

          在軟件開發和系統設計方面,過去和AP在軟件上也有區別,例如i.MX上運行的操作系統是Android和Linux等,MCU一般不用大型操作系統,而使用IAR、Keil、MCUXpresso、RTOS(實時操作系統)等開發工具和實時操作系統。跨界處理器——i.MX RT運行實時操作系統,好處是完全可以利用以前MCU簡單設計、快速量產、快速上市的特性,無需Linux、Android等復雜OS。而以前+Android或Linux才有的性能,該產品也兼備。

          具體地,以前500MHz到600MHz的應用往往需要散熱,需要很多復雜的設計,但今天不能犧牲功耗,客戶也不愿意多付錢,因此跨界處理器應運而生。

          此外,NXP還推出了i.MX 6系列的低功耗產品——i.MX 6SLL,1GHz主頻,是一款低功耗的Cortex-A9通用。目標應用場景之一是電子書,可以實現電子書的快速翻頁。

          NXP重視圖像處理器的發展。圖像處理器的運算能力比CPU強很多,多維矩陣能力也非常強,圖像手勢識別比簡單的CPU處理能力要強。英偉達做高端產品,NXP做非常低端的產品,例如簡單的表計里的小圖形顯示的GPU。

          大力投資FD-SOI

          高性能的MCU與必然會對工藝制程提出挑戰。另外,為了降低功耗和成本,NXP積極部署FD-SOI工藝制程。眾所周知,FD-SOI是新一代半導體制程工藝,較適合低功耗與成本敏感型應用,特點是特殊材料、普通工藝。另外,與FD-SOI相對應的FinFET是普通材料、特殊工藝。

          NXP是率先嘗試FD-SOI的第一批廠商,已經有i.MX 8系列產品問世。目前其在MCU與MPU上的投資一半是基于FD-SOI,在未來的三五年,80%的新產品都會采用FD-SOI工藝,其余20%產品在FinFET。

          之所以選擇FD-SOI,有兩個原因。1.現在隨著芯片技術的發展,成本和復雜度已經越來越高,NXP想利用上現有的28nm生產設備,以降低成本和復雜性;2.客戶的需求是多樣化的,例如模擬、RF、低功耗、快速喚醒、可以和網絡和云進行通信等功能,因此FD-SOI非常適合。

          如圖5,左上斜線是傳統的體硅設計理念,客戶會根據對功耗的要求選工藝節點(橙色和藍色線點)及其設計庫,如果用戶想設計高性能/高速的產品,必須要跳到另外一個節點及選擇另外的設計技術。

          右下方的綠色斜線是FD-SOI的路線圖,可見相比傳統的體硅技術有更寬的節點選擇范圍,給用戶更多的設計節點選擇。中間的綠斜線是i.MX 8X產品線用的技術,由于更節電,客戶容易用較高的電壓范圍來設計。從另一個角度,相比體硅,采用同樣的正向電壓,可以把性能/速度往上推高,而且沒有犧牲功耗。

          ST讓ARM MCU做出差異化

          今天ARM MCU廠商的競爭環境已經不同于以往,幾乎所有的廠商都會采用ARM內核,面向IoT等熱門,ST如何保持差異化?

          首先,要保證ST產品線的分布或規劃。產品設計有很大的兼容性,使客戶很容易實現產品升級,開發難度進一步降低,同時能夠設計出滿意的成果。

          二是品牌建設。這對于吸引用戶、大學生和年輕工程師非常重要,因為他們在選擇MCU時會選擇最合適、最有吸引力的產品。

          公司也非常重視STM32生態系統的建設,擁有強大的開發者生態系統,他們會向ST反饋下一代MCU應該怎么做。因為所有的產品設計、規劃、靈感也要看客戶需求,要和客戶溝通。所以,如此強大的生態系統也為我們的產品規劃提供了方向,這是個良性的循環。

          在執行層面或者本地化方面也有很強大的團隊,確保公司策略化的執行和本地化活動的執行。

          再有,ST是當今為數不多產品線非常全的供應商。用戶在設計產品時,不僅會選擇MCU,同時還選擇功率器件、傳感器、無線等產品。如今ST在整個系統方面是一家非常強大的供應商,可以向用戶更多的選擇,這就確保了用戶對ST有著足夠的忠誠度和依賴性。

          那么,STM32如何進行成本控制?

          實際上,ST在成本、制造工藝、設計和功耗等方面持續努力,以提供在成本上具有競爭力的產品。

          第一,ST目的是讓ST能夠以業界最佳的制造成本和工藝來生產產品。

          第二,STM32現在出貨量很大,這有助于進一步優化生產成本。

          第三,不管是什么樣的工藝會控制Die面積,使Die成本做到最優化。

          Microchip聚焦客戶的痛點

          Microchip聚焦的是客戶的痛點,來替客戶解決問題。這是Microchip一貫堅持的理念。Microchip會非常仔細地分析客戶面臨的問題和煩惱。通過公司全方位的解決方案,來真正地為客戶解決他們的問題,了解客戶的所思所想,并提供一系列的工具,包括這次配合PIC32MZ DA單片機(MCU)新發布的MPLAB Hamony的圖形設計器。

          實際上,不能僅僅著眼于某一個方面的功能,而是把很多的功能都以解決客戶問題、能夠更好地替客戶服務的角度把它整合在一起,包括LCD的控制器及開發工具等。要把所有這些都做好,對于競爭對手來是很難的,而且也是很耗時日的。

        小結

          全球范圍內,32位MCU和/或穩中有增。中國市場是MCU/MPU重要的市場。三大廠商都聚焦物聯網進行創新,其中人機互動界面是亮點。這些應用促使MCU/MPU性能不斷提升,催生新一代的低功耗、低成本和高性能制程工藝。三大廠商由于自身特點和市場定位不同,因此競爭策略也不盡相同。

          參考文獻:

          [1]王朋朋.MCU產品、軟件、生態系統的演變及未來展望.電子產品世界,2017(1):27-29

          [2]林金龍.開源硬件與MCU應用.電子產品世界,2016(12):21-24

          [3]王瑩.ST:市場需求是MCU發展的源動力,2016(4):1-2

          [4]王瑩.本土MCU廠商的市場及“質”造策略.電子產品世界,2016(10):20-22

          [5]王瑩.中國單片機的回顧與展望.電子產品世界,2016(12):16-20

          本文來源于《電子產品世界》2017年第7期第4頁,歡迎您寫論文時引用,并注明出處。


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        關鍵詞: MCU MPU 市場 互聯網 201707

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