MCU与MPU市场趋势

　　硬件上，当前的趋势是应用处理器(AP)的价格和功耗已经越来越接近以前传统的MCU，例如Cortex-A5、Cortex-A7内核的产品功耗和价格也非常低。另一个趋势是MCU的性能也在往上走，例如现在有三四百MHz主频、内置闪存的产品，从性能上已经越来越接近AP。二者最后会交汇(如图4)。

　　在软件开发和系统设计方面，过去MCU和AP在软件上也有区别，例如i.MX上运行的操作系统是Android和Linux等，MCU一般不用大型操作系统，而使用IAR、Keil、MCUXpresso、RTOS(实时操作系统)等开发工具和实时操作系统。跨界处理器——i.MX RT运行实时操作系统，好处是完全可以利用以前MCU简单设计、快速量产、快速上市的特性，无需Linux、Android等复杂OS。而以前MPU+Android或Linux才有的性能，该产品也兼备。

　　具体地，以前500MHz到600MHz的应用往往需要散热，需要很多复杂的设计，但今天不能牺牲功耗，客户也不愿意多付钱，因此跨界处理器应运而生。

　　此外，NXP还推出了i.MX 6系列的低功耗产品——i.MX 6SLL，1GHz主频，是一款低功耗的Cortex-A9通用MPU。目标应用场景之一是电子书，可以实现电子书的快速翻页。

　　NXP重视图像处理器的发展。图像处理器的运算能力比CPU强很多，多维矩阵能力也非常强，图像手势识别比简单的CPU处理能力要强。英伟达做高端产品，NXP做非常低端的产品，例如简单的表计里的小图形显示的GPU。

　　大力投资FD-SOI

　　高性能的MCU与MPU必然会对工艺制程提出挑战。另外，为了降低功耗和成本，NXP积极部署FD-SOI工艺制程。众所周知，FD-SOI是新一代半导体制程工艺，较适合低功耗与成本敏感型应用，特点是特殊材料、普通工艺。另外，与FD-SOI相对应的FinFET是普通材料、特殊工艺。

　　NXP是率先尝试FD-SOI的第一批厂商，已经有i.MX 8系列产品问世。目前其在MCU与MPU上的投资一半是基于FD-SOI，在未来的三五年，80%的新产品都会采用FD-SOI工艺，其余20%产品在FinFET。

　　之所以选择FD-SOI，有两个原因。1.现在随着芯片技术的发展，成本和复杂度已经越来越高，NXP想利用市场上现有的28nm生产设备，以降低成本和复杂性;2.客户的需求是多样化的，例如模拟、RF、低功耗、快速唤醒、可以和网络和云进行通信等功能，因此FD-SOI非常适合。

　　如图5，左上斜线是传统的体硅设计理念，客户会根据对功耗的要求选工艺节点(橙色和蓝色线点)及其设计库，如果用户想设计高性能/高速的产品，必须要跳到另外一个节点及选择另外的设计技术。

　　右下方的绿色斜线是FD-SOI的路线图，可见相比传统的体硅技术有更宽的节点选择范围，给用户更多的设计节点选择。中间的绿斜线是i.MX 8X产品线用的技术，由于更节电，客户容易用较高的电压范围来设计。从另一个角度，相比体硅，采用同样的正向电压，可以把性能/速度往上推高，而且没有牺牲功耗。

　　ST让ARM MCU做出差异化

　　今天ARM MCU厂商的竞争环境已经不同于以往，几乎所有的厂商都会采用ARM内核，面向IoT等热门市场，ST如何保持差异化?

　　首先，要保证ST产品线的分布或规划。产品设计有很大的兼容性，使客户很容易实现产品升级，开发难度进一步降低，同时能够设计出满意的成果。

　　二是品牌建设。这对于吸引用户、大学生和年轻工程师非常重要，因为他们在选择MCU时会选择最合适、最有吸引力的产品。

　　公司也非常重视STM32生态系统的建设，拥有强大的开发者生态系统，他们会向ST反馈下一代MCU应该怎么做。因为所有的产品设计、规划、灵感也要看客户需求，要和客户沟通。所以，如此强大的生态系统也为我们的产品规划提供了方向，这是个良性的循环。

　　在执行层面或者本地化方面也有很强大的团队，确保公司策略化的执行和本地化活动的执行。

　　再有，ST是当今为数不多产品线非常全的供应商。用户在设计产品时，不仅会选择MCU，同时还选择功率器件、传感器、无线等产品。如今ST在整个系统方面是一家非常强大的供应商，可以向用户更多的选择，这就确保了用户对ST有着足够的忠诚度和依赖性。

　　那么，STM32如何进行成本控制?

　　实际上，ST在成本、制造工艺、设计和功耗等方面持续努力，以提供在成本上具有竞争力的产品。

　　第一，ST目的是让ST能够以业界最佳的制造成本和工艺来生产产品。

　　第二，STM32现在出货量很大，这有助于进一步优化生产成本。

　　第三，不管是什么样的工艺会控制Die面积，使Die成本做到最优化。

　　Microchip聚焦客户的痛点

　　Microchip聚焦的是客户的痛点，来替客户解决问题。这是Microchip一贯坚持的理念。Microchip会非常仔细地分析客户面临的问题和烦恼。通过公司全方位的解决方案，来真正地为客户解决他们的问题，了解客户的所思所想，并提供一系列的工具，包括这次配合PIC32MZ DA单片机(MCU)新发布的MPLAB Hamony的图形设计器。

　　实际上，不能仅仅着眼于某一个方面的功能，而是把很多的功能都以解决客户问题、能够更好地替客户服务的角度把它整合在一起，包括LCD的控制器及开发工具等。要把所有这些都做好，对于竞争对手来是很难的，而且也是很耗时日的。

小结

　　全球范围内，32位MCU和/或市场稳中有增。中国市场是MCU/MPU重要的市场。三大厂商都聚焦物联网进行创新，其中人机互动界面是亮点。这些应用促使MCU/MPU性能不断提升，催生新一代的低功耗、低成本和高性能制程工艺。三大厂商由于自身特点和市场定位不同，因此竞争策略也不尽相同。

　　参考文献：

　　[1]王朋朋.MCU产品、软件、生态系统的演变及未来展望.电子产品世界,2017(1):27-29

　　[2]林金龙.开源硬件与MCU应用.电子产品世界,2016(12):21-24

　　[3]王莹.ST：市场需求是MCU发展的源动力,2016(4):1-2

　　[4]王莹.本土MCU厂商的市场及“质”造策略.电子产品世界,2016(10):20-22

　　[5]王莹.中国单片机的回顾与展望.电子产品世界,2016(12):16-20

　　本文来源于《电子产品世界》2017年第7期第4页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。