MCU与MPU市场趋势

作者 王莹 《电子产品世界》编辑

摘要：大型MCU供应商NXP、ST和Microchip公司介绍了他们对MCU和/或MPU市场趋势的看法，以及下一步的发展策略。

32位MCU领风骚，物联网应用受宠

　　ST亚太区微控制器(MCU)、存储器和安全微控制器(MMS)及物联网副总裁Arnaud Julienne、ST MCU事业部市场总监Daniel Colonna和ST中国MCU事业部市场及应用总监曹锦东先生介绍如下。

　　MCU市场呈现稳定增长的趋势。因为MCU 广泛应用于大众市场和细分市场，新的需求或新型产业的出现都会产生大量的MCU需求。

　　纵观市场上的众多应用，一是过去没有用MCU的应用，如今在用MCU，例如可穿戴产品、共享单车等;二是过去用MCU的应用现在依然在用MCU，可能是更高性能、更低功耗的MCU;三是当一个市场成熟时，会有一些SoC出来，抢占部分MCU市场，或者把MCU集成到主芯片里。因此MCU市场是非常动态的，涉及新应用、传统应用，也会有应用消失。例如共享单车，有一些车锁过去没有MCU， 而如今已采用MCU。

　　相信不久的未来，会有更多智能车锁采用MCU。因此，中国的创新会越来越多，创新能力会越来越强，对MCU的需求也会越来越高，应用场景也会越来越多样化。

　　而32位MCU在此轮创新中成了主要驱动力。据IC Insights调查，2015年32位MCU占据50%的市场份额，预计2020年将占到65%(如图1)。所以整个MCU市场是在成长的，但更大的成长来自于32位的MCU。

　　从应用来看，IoT(物联网)驱动MCU市场的增长。其中32位MCU功不可没，从销售额到销售数量都有很大的增长。具体地，从2013年到2020年的6年间，IoT市场32位MCU销售额复合增长率是17.6%，销量增长率是25.6%。

　　再看整个市场的增长，32位MCU在所有市场里增长率是10%(如图1)。即IoT市场对MCU，尤其是32位MCU的需求、驱动远远超过市场的平均速度。所以，从10%到17.6%，到25.6%的增长，更大的驱动力来自于IoT市场。

　　物联网MCU有三降：功耗、引脚和成本不断降低。而性能更高，例如有更高的处理能力，集成更多的模拟和外设功能。而且由于联网，更加注重安全。

　　据IHS 2016年下半年市场报告，ST是中国市场第二大通用MCU厂商。在国内Cortex-M市场，ST公司的STM32市场份额为45.8%。ST称其36%的MCU业务来自中国市场。其中70%客户是中小企业，只有30%是大客户。

　　ST称，很多客户从8位转向了32位MCU的应用。例如无人机、电动自行车、玩具航母等。这主要归功于32位MCU的新技术使产品成本并没有太大的增加，但性能方面可以大为提升。

　　ST认为32位MCU为其带来了腾飞契机。例如，十年前的2006年6月，该公司首次推出世界第一个基于ARM Cortex-M系列的通用MCU，十年后的2016年6月，该公司已经从中国市场上默默无闻的MCU公司上升为第二大MCU供应商。

人机交互使MCU转型升级

　　据IHS 2016年下半年市场报告，NXP(恩智浦)是中国市场第一大通用MCU厂商。NXP自称其50%业务来自中国，如果加上其他海外公司在中国的制造和设计业务，在华业务占70%。

　　NXP资深副总裁兼MCU业务线总经理Geoff Lees和NXP MCU产品线全球资深产品经理曾劲涛在最近的媒体发布会上谈到物联网人机交互趋势，并认为MCU性能进一步提升时，会与MPU发生跨界融合。

　　据IHS分析，从2015到2020年，中国的嵌入式应用市场将增长1.6倍，比全球市场的增长速度快2倍(如图3)。

　　原因之一是中国的家电、汽车、工业等市场的蓬勃发展，驱动因素当属IoT。“中国正涌现出越来越多的新应用。现在中国不只是像过去一样做简化版、低价格版本的产品，而且有很多新的创意、新的应用是在中国开始。”Geoff称。例如共享单车、共享充电宝等。

　　在物联网领域，一个新亮点是从2017年开始，人们对更好的人机界面需求越来越多。以前的MCU都是用按钮控制，现在很多应用场合要有屏，而且最好是触控屏，这促使NXP的i.MX产品线需求的增长。未来人通过声音和手势就可以控制家电等很多产品，例如在家里一个喇叭可以成为控制所有东西的入口。在汽车应用中，车内麦克风和车上的摄像头可以根据声音或者脸部表情作为人们跟外界沟通的接口。这些都是i.MX可以支持到的。实际上，NXP已花费很多投资在视频的编/解码(CODEC)和图形处理方面，以使音视频产品成本降低。从传统意义的控制到现在的娱乐系统(图像、声音、手势识别)，预计明年会看到一些低端的产品也具有声控和很高的计算能力，做到声音、图像和手势识别。

　　不仅是动态图像识别，普通的图形显示器也需要美颜，以提升用户体验。Microchip公司32位单片机产品部资深产品营销经理Bill Hutchings近日称，该公司也正致力于提升图像的颜值，推出了集成2D GPU和DDR2存储器的MCU——PIC32MZ DA，简化了24位彩色大屏幕的图形设计，实现了图形功能的突破。典型应用之一是咖啡机，如果做成物联网时代的智能咖啡机，首先图形界面要非常漂亮，例如三层构图，这意味着要三层数字控制器。另外，它能够实时地把数据传给咖啡制造商，例如这个客户的购买行为，他更多的是买哪种口味的咖啡。这样商家可以有针对性地向这名消费者提供打折券或者是代金卷。另外，商家也可以了解什么时段、哪种咖啡最畅销，这样商家在后台的库存和备货都可以相应地做准备。再有，在楼宇自动化中，房间空调显示屏过去是黑白的，而且图形简单，很多客户希望图形美颜，以提升楼宇档次。

嵌入式处理器品种更加多样

　　各公司把产品线和型号不断加密和丰富，例如NXP、ST和Microchip公司32位MCU的品种均接近1千种。NXP解释道，中国客户不愿意为多余用途付费。除了降低成本外，笔者认为较为定制的功能可以降低功耗，这在注重功耗的物联网时代也是很重要的。

　　ST在10年间推出了11个ARM Cortex-M系列的MCU。ST称，将会进一步加强产品线的开发，在产品线中渗透更多的垂直应用。而垂直应用目前更多是在IoT、智能城市、智能家居、智能交通、智能工业方面。

部分厂商战略

　　NXP：大力拓展i.MX系列，重视MCU与MPU融合

　　对于看好用户交互趋势的NXP，十分重视应用处理器的i.MX系列发展。近日该公司推出了跨界处理器——i.MX RT系列(如图4)，特点是采用i.MX 6ULL架构，具有MPU应用处理器般的性能，同时又继承了MCU的开发工具链部署起来的快速灵活性。具体地，采用了Cortex-M7核(笔者注：这款核通常用于MCU)，但是达到了MPU的600MHz高速，可以采用MCU的开发工具和实时操作系统，而且价格只有3美元左右(像MCU一样亲民)。

　　这种跨界发展方向，主要来自于物联网的需求。一方面，传感端要求非常长的电池使用时间和非常低的漏电;另一方面，随着人们对物联网的连接性和显示的要求越来越高，再加上语音和图像等人机交互方式出现，因此催生低功耗和高性能的产品。