嵌入式系统IC市场格局

　　世界嵌入式处理器市场

　　MCU市场近几年保持着增长的态势。WSTS 2005年10月的报告(如图1)显示，32位及以上的MCU、DSP等保持了相对较大的增长势头，其他领域则较为平缓。


图1：MCU市场总值于2008年将超过150亿美元

　　从数量上来说，全球现在每年交付使用的嵌入式芯片约为400亿片，其中绝大多数还是4位和8位CPU。但是值得注意的是：32位异军突起，成为了嵌入式处理器领域的明亮之星。

　　32位

　　32位的市场总值达到30亿美元，从单位数量来说不到10亿个，现在是6~7亿个左右。在未来的四年间，这一部分市场会从30亿美元涨到80亿美元以上，所以从营收的角度来看增长是很大的。据NXP(原Philips半导体部)分析，在32位中，所有类型的产品增长都是很迅速的，从1美元32位的ARM7 MCU，到高性能产品的增长都很可观。


图2 2004~2009年嵌入式CPU的销售额及预测

　　2位重要的应用领域是消费电子领域。ARM认为高性能消费电子产品的增长是拉动32位强劲增长的主要原因。随着后PC时代的来临，消费电子成为了推动半导体行业发展的主要动力。而在消费电子中，32位嵌入式CPU居主导地位。其原因是：首先，用户希望消费电子产品的性能提高，功耗降低，价格降低，32位嵌入式系统具有优势。其次，在一些传统的消费电子产品中，用户对操作界面的要求越来越高，同时希望这些产品能满足可联性和更丰富的性能；面对这样的市场需求，传统的4位和8位系统已经无法满足，32位系统正在逐渐取而代之。


图3 中国的嵌入式CPU分布

　　在32位领域，ARM拥有得天独厚的优势。据ARM公司预计，今年基于ARM架构的芯片交付量将超过20亿(编者注：绝大部分用于SoC中，例如手机的SoC中，只有少量用于嵌入式MCU)；到2010年这个数字可能超过45亿，预计嵌入式ARM MCU将比06年增长10倍。

　　8位和16位

　　虽然8位和16位单片机(MCU)营收增长缓慢，数量增长却是很大，某些局部产品增长很可观。据Microchip介绍，目前8位和16位的总规模达到约90亿美元。NXP也认为现在8位的市场的总额已经达到了50亿美元，单位数是350亿块，单位数量的年增长率是17%。因此，这一块市场很有吸引力，但同时涉足此领域的厂商也要很谨慎，要参与增长最迅速的大部分市场。


图4 PLD营业额


图5 市场增长率与目标

　　16位MCU市场曾一度受到8位和32位MCU产品的冲击，当时一度认为其市场规模将会缩小，但目前依然维持着一定的规模。最大的16位MCU厂商瑞萨指出，究其原因是8位MCU的功能和性能有时不能满足产品的应用需求，必须使用16位MCU(例如，AV、工业机器应用)。同时，16位MCU市场中，汽车电子应用被预测为最大的应用领域，其应用正在不断持续扩大。

　　Microchip与瑞萨等公司认为，MCU中的可重编程产品部分将继续保持较快的增长速度。可重编程的单片机是指那些以闪存(Flash)作为其主存储的器件，用户可以轻松地对在这些单片机上运行的软件进行定义或重定义。采用可重编程单片机的用户在开发和制造最终产品的过程中，将获得非常大的灵活性。

　　同时，MCU正把更多的外围器件集成进来，以满足各种特定的控制需要。例如，ZiLOG在8bit技术的发展演化方面正扮演着自己的角色，添加新的功能、并将数量越来越多的外设，如温度传感器、模数转换器(ADC)、内部精密振荡器(IPO)和通信功能，集成到其8bit系列器件中。
较小的封装和较低的耗电产品也深受欢迎。
  
　　中国嵌入式处理器市场

　　在中国的增长率要超过全球增长。据神州龙芯介绍：中国嵌入式CPU的销售额及预测如图2所示。在高增长的同时，95%的嵌入式CPU是进口的，只有C*Core和神州龙芯等区区几款是国内自己研制的嵌入式CPU(如图3所示)。因此，发展自主知识产权的32位嵌入式CPU是所有关心民族产业人士的共识。

　　中国目前是8位MCU的应用王国。瑞萨认为，目前为止，8位MCU市场在全球 MCU市场中依然占据着巨大的比例——无论是在金额还是在数量上。应用范围涵盖了从白色家电、PC/AV产品到医疗保健仪器等各个方面。由于中国在上述领域十分擅长，因此，可以认为中国是8位MCU的最大消费市场。

　　PLD市场

　　这两年，革了ASIC命的PLD(可编程逻辑器件)高唱凯歌，逐渐独树一帜。整个PLD的营业额如图4所示，全球PLD市场2005年总值估计约为28亿美元。据Xilinx分析，2006日历年度的PLD市场增长速度预计为12%~16%。Altera预测，今后将以年均增长率17%的速度发展。PLD主要分为CPLD和FPGA，从图5可看出，CPLD的发展速度平稳，具有潜力的是FPGA。PLD主要用于通信、数字类消费电子、工业、计算机和存储等领域，Altera分析其增长率如图5所示。Xilinx预计亚太区业务将会有强劲的增长，其中约40%来自通信领域，约16%来自消费和汽车领域。

　　如今，通过进入新市场(例如消费电子)，Xilinx预计到2009年将有望增长到228亿美元，其中亚太区市场将达到48亿美元(根据iSuppli公司05年12月的半导体行业研究报告)。Altera也将通过开发新市场(例如通过Hardcopy技术，进入18亿美元的结构化ASIC市场)扩张。

　　FPGA领域尽管潜力巨大，但主要是两位巨人出尽了风头：Xilinx和Altera占有了80%左右的市场营收份额，其他的几家厂商在超低功耗或安全性等几个特定的“蓝海”发展。

　　嵌入式软件

　　随着嵌入式系统复杂性的提高，嵌入式软件扮演着越来越重要的角色：如实时操作系统(RTOS)、编译器、中间件(Middleware)、嵌入式数据库(RTDB)和网络开发平台等。其中实时操作系统起着尤为关键的作用，根据VDC的预估：2005~2008年实时操作系统的复合年均增长率(CAGR)约为13.5%左右(图7为VDC2004年预估的数值)。


图6

　　从RTOS等开发平台的角度来看，主要分为以下几类：

　　⊙以Windows CE和Linux为代表的、以高端应用为目标的嵌入式软件平台；

　　⊙以DeltaOS、VxWorks、INTEGRITY和NUCLEUS为代表的、传统嵌入式应用为目标的嵌入式软件平台；

　　⊙以Symbian、PalmOS为代表的、面向特定应用领域的行业性软件平台；

　　⊙以配套特定应用为目的、非公开应用的专属性软件平台。

　　对于以上类型的开发平台，应该说都拥有较大的应用范围。


图7 嵌入式软件的增长



图8 嵌入式软件的应用分布

　　从嵌入式软件的应用部分来看，消费类和电信/数据应用是最大的市场，两者的营业额相加占有将近半壁江山(VDC 2004年7月统计)。但是，其他的多种应用几乎都与安全有关。因此，在嵌入式软件开发中，安全成为重头戏。