2008 年全球 MCU 市場增長緩慢，歐美市場發(fā)展動力不足，一直引領全球增長的中國 MCU 市場，由于出口不暢，中國電子產品制造增長放緩，預計 2009 年中國 MCU 市場增速進一步放緩。最近賽迪顧問的數據顯示 2008 年中國市場的增長只有 5.8% ，
國際半導體行業(yè)中的MCU巨頭處境不容樂觀， iSuppli 公司資料顯示 2007 年中國市場中排名前 10 大 MCU 供應商是瑞薩科技 、飛思卡爾半導體、 Microchip Technology 、 NEC 電子 、英飛凌、東芝、 Atmel 、三星 、恩智浦半導體 (NXP) 和意法半導體。金融危機后這些企業(yè)多數都紛紛裁員，更有 NXP 除了裁員和關閉制造工廠外，還傳出可能被兼并的消息，飛思卡爾 CEO Rich buyer 最近在接受 EE-Times 專訪時表示將專注在汽車電子和通訊領域，其無線 IC 業(yè)務將被整個或者部分出售 (2) , 老牌的 MCU 公司 Atmel 最近公布了 2008年第三季度的GAAP凈虧損為470萬美元。但公司董事會拒絕了Microchip和ON Semiconductor近期主動提出的以23億美元現金 收購 Atmel的提議，當然業(yè)界也并不看好這個收購。
基礎本身就很單薄的中國芯片設計行業(yè)更是感到冬天的寒冷，產品線單一、依靠風險投資和國家政策性的資金，在整個金融危機銀根緊縮的環(huán)境下，中國本土550家芯片設計公司正在跌入谷底，面臨重新的整合。展訊創(chuàng)始人武平辭去總裁改任董事長，上海杰得大規(guī)模的裁員，上海智多微部分業(yè)務被出售都說明了新的整合時期已經到來 （ 3） 。
在這個風雨飄搖的時期，作為嵌入式系統最為核心和基層性的部件 -MCU 市場和技術發(fā)展將走向何方，尤為值得關注。
1 三大 MCU技術走向
1.1單一架構體系MCU優(yōu)勢逐現
從歷史的情況看， MCU的發(fā)展歷程走過了80年代的單一架構（8051），90年代有8051、AVR，XA，68K等眾多MCU百花齊放的局面，進入21世紀后隨著ARM 技術和生態(tài)環(huán)境的成熟，越來越多的MCU 32位MCU采用ARM SoC。Intel在去年賣掉Xscale業(yè)務，借ATOM占領了上網本市場后，正在發(fā)力嵌入式系統， 新一代的嵌入式 Atom 可以應用在工業(yè)控制、通信市場、醫(yī)療電子、消費電子以及 MID 等眾多市場，擴充了英特爾傳統 X86 的應用領域。原因是 Atom 具有超低的功耗（小于 5W ）和更小的芯片尺寸。更重要的是 X86 架構提供廣泛的應用軟件支持且符合用戶使用習慣。最近 Intel與臺積電宣布，將由后者為嵌入式市場的Atom處理器提供部分代工，這也是Intel在學習ARM成功的模式，走聯合的道路。我們回頭看看8位MCU，8051依然是主流的選擇，見圖2，在目前世界經濟形勢不很明朗，電子產業(yè)面臨市場和成本雙重壓力的時候，電子企業(yè)在使用和選擇MCU的時候。不僅要考慮BOM成本，還有考慮研發(fā)成本，單一架構可以幫助企業(yè)降低風險，提高系統的可靠性和減少成本。行業(yè)內人士不看好Microchip收購Atmel整合MCU業(yè)務的原因之一也是兩家公司在8位和32位MCU有各自的產品線和架構，歷史的經驗證明，整合后必須放棄其一，但是到底選擇誰呢，這將是痛苦的決定。目前市場跡象表明中高端MCU在向著ARM，X86 SoC主流計算平臺的方向發(fā)展。 （ 4）
1.2低功耗MCU成為新寵
在過去的一年中，低功耗是半導體行業(yè)熱鬧的話題，低功耗 MCU成為新寵，包括Atmel、TI、Microchip 、Freescale，ST和Silicon Labs 都推出了低功耗的MCU產品。原因就是工業(yè)產品正在走向消費化和便攜化的趨勢。在技術層面，MCU的低功耗實現有下面的幾個方法； 超低電壓供電，內置了 DC/DC電壓轉換器和LDO轉換器，如8051F9XX，最低電壓可到0.9 V；超低功耗的休眠模式和關機模式，80C51F9XX 只有50 nA；采用超低電壓的MCU還有Atmel上周剛剛宣布的0.7V TinyAVR （ATtiny43U），甚至可以使用一個鈕扣電池供電。嵌入式系統領域里創(chuàng)新的動態(tài)功耗控制方式，即在工作模式下，能通過編程設置工作電壓和工作頻率降低功耗（DVFS）也開始在MCU中使用，比如 AT91SAM7L 就是支持DVS（動態(tài)電壓調節(jié)）；低功耗的實現技術和工具是關鍵，采用先進的SoC，IP和EDA技術可以帶來特別的效果，如STM32 Cortex-M3 MCU，資料顯示在72MHZ時工作電流只有27mA,待機電流2μA。今年2月ARM發(fā)布Cortex-M0，這是一款超低功耗的ARM處理器，85微瓦/MHZ（75MHZ的MCU功耗只有6.3毫瓦），1.2萬門尺寸，既可以適合低功耗MCU SoC應用還可以集成在混合信號的器件里, 該處理器把 ARM的MCU路線圖擴展到超低能耗MCU和SoC應用中，如醫(yī)療器械、電子測量、照明、智能控制、緊湊型電源、馬達控制、精密模擬系統和IEEE 802.15.4 (ZigBee)及Z-Wave系統。 傳統的低功耗 MCU產品也不敢落后，比如TIMSP430 也不斷推陳出新開發(fā)成MSP430543X 系列，強調高集成度的低功耗實現，特別值得一提的是它的DSC使用，使得快速喚醒時間提高到5us以內，這對于工業(yè)測量裝置滿足實時性要求是非常重要的。一個優(yōu)秀的快速喚醒技術可以讓降低功耗和保持實時性達到統一。 （ 5）
1.3面向應用的高集成度MCU
高集成度一直是 MCU發(fā)展的趨勢，長期以來通用功能的集成化是主要發(fā)展方向，今天則更多的是面向應用的集成化。這里主要講兩個方面；
第一，在過去的一年中我們看到人機界面技術和 MCU的結合越來越多，開始是在中高端的MCU產品上，現在已經延伸到中低端的MCU上了，這也是上面提到的工業(yè)產品的消費化趨勢。包括AVR，PIC 8/16位MCU都支持LCD，觸摸傳感功能，Freescale還推出針對汽車儀表的MCU，比如Atmel QTouch技術與PicoPower MCU和觸摸軟件庫形成低成本的方案。 基于 ARM7TDMI和Cortex-M3的32位中檔MCU價格逐漸走低后，為先進和復雜的人機界面技術在MCU嵌入式系統中的普及奠定了基礎，高速處理器性能+嵌入式OS和GUI軟件讓工業(yè)和中低端消費電子產品有了愉悅的用戶體驗，增加了產品附加值。
第二，伴隨互聯網廣泛應用和智能化裝置的普及，各種無線和有線的通信方式和 MCU結合越發(fā)緊密，CAN，USB 和Ethernet已經成為32位MCU基本部和8/16位MCU可選配置。無線技術在工業(yè)和消費電子產品的應用越來越多， 目前無線網絡技術有 ZigBee,、無線HART、ISA-100、無線局域網(Wi-Fi),、藍牙(Blutooth)、ISM（醫(yī)療）,IrDA（家電遙控）和廣域網GPRS通用分組無線業(yè)務等, 還有許多私有和專用無線網絡協議在使用，比如Zensys z-wave就主要定義在住宅自動化方面。其中IEEE802.15.4 物理層是今天主要和實用的標準，ZigBee在家庭和住宅環(huán)境中作為網絡協議優(yōu)勢明顯，而針對工業(yè)應用的無線標準更是百花齊放了。多數的無線收發(fā)器模塊需要和MCU配合使用，集成了MCU和無線收發(fā)模塊的SoC，比如TI CC2430，我們稱為無線單片機，可以預測，隨著工業(yè)無線應用也走向標準化、節(jié)能化，采用智能化無線單片機將是未來的趨勢。 （ 6）
2 三大 MCU市場走向
金融風暴后，中國電子行業(yè)受到出口訂單銳減的影響，正面臨著巨大的考驗，多數專業(yè)預測機構看好汽車電子和工業(yè)控制市場，筆者認同他們是高端市場的熱點，但需要厚積而薄發(fā)，從量產和短線看好中低端的消費電子產品，尤其是小家電值得關注。
2.1汽車電子應用
在汽車電子市場上，國家政策對于小于 1.6升排量以下的優(yōu)惠政策、環(huán)保型汽車和農用汽車市場正在幫助自主研發(fā)的汽車產業(yè)市場升溫，消費者對汽車安全性、舒適性的關注，汽車電子的ESP、ABS、TPMS，GPS等一系列技術產品將得到推廣。16/32位MCU正成為支持汽車動力、安全、網絡、多媒體系統的主力產品，推動了汽車電子步入更高的臺階。中國汽車電子市場MCU主要還是控制在國外著名的半導體公司手里，2007年十大公司中的飛思卡爾、Atmel、瑞薩都是國際汽車電子中的佼佼者。汽車電子對于半導體器件和電子產品的安全性、可靠性、適應性要求嚴格，對于產品的測試和量產過程和其他電子產品有很大的不同，這也形成汽車電子行業(yè)的高門檻和長周期的特色，即研發(fā)、測試、定型和量產的時間很長，造成了一般小廠很難進入這個行業(yè)，中國大陸和臺灣地區(qū)的半導體公司目前還沒有支持汽車電子成龍配套的MCU系列產品，比較國內通信、航空航天產業(yè)，甚至消費電子，汽車電子產品的設計水平還比較落后。工信部和科技部“關于 核電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品” 科技重大專項 2009年課題申報指南有關基礎軟件產品方向中，就有針對汽車電子的課題3-1：實時嵌入式操作系統及開發(fā)環(huán)境和課題3-2：汽車電子控制器嵌入式軟件平臺研發(fā)及產業(yè)化，可以預計：先進的車用MCU技術和中國自主研發(fā)的汽車電子軟件和產品將主導未來3-5年中國汽車電子市場走向。
2.2工業(yè)控制應用
伴隨國家 4萬億投資的方向的析出，見下面的表格；
重點投向
資金測算（人民幣）
廉租住房、棚戶區(qū)改造等保障性住房
約 4000億元
農村水電路氣房等民生工程和基礎設施
約 3700億元
鐵路、公路、機場、水利等重大基礎設施建設和城市電網改造
約 15000億元
醫(yī)療衛(wèi)生、教育、文化等社會事業(yè)發(fā)展
約 1500億元
節(jié)能減排和生態(tài)工程
約 2100億元
自主創(chuàng)新和結構調整
約 3700億元
災后恢復重建
約 10000億元
落實在高速鐵路、軌道交通、公路、機場、電網改造的基本建設項目開工后，項目中涉及到電子產品的需求將逐漸增加，工業(yè)控制系統中 MCU的使用是非常廣泛和多樣性的，從8-16-32位MCU還有可能是基于計算機模塊或者系統，與汽車電子一樣，工業(yè)控制系統對于安全性和可靠性的要求很高并且對于實時性的要求更高，長期以來工業(yè)控制系統的核心部件一直為國外少數大型設備制造商所壟斷。國產的基于MUC/嵌入式CPU的控制系統在經過多年研究后逐漸成熟，并已經替代國外產品。根據中國自動化網的報道，北京地鐵 自動售檢票系統就是使用了研祥公司的特種嵌入式計算機產品。車場停車管理系統，遠程抄表自動系統都是典型的 MCU應用，上海上志電子無線抄表器配置了 ARM7 處理器 ,4M/8M 數據 ,SD 卡 , 鋰電可擴展 :RF 模塊 , 紅外 ,GPRS, 掃描頭 ， 國內的停車場系統制造商，深圳捷順科技在 引領 ARM 停車場系統網絡時代到來 （ 7） 。
長期以來工業(yè)控制系統的 MCU應用沒有能夠吸引半導體公司的足夠重視，比較消費電子產品，它的量產少，差異性大，周期長，廠家分散。金融危機后，消費者捂緊了口袋，海外訂單取消，消費電子產品市場（尤其是手機，ＰＣ電腦等高檔產品）萎縮后轉向工業(yè)控制市場也是情理中的事情，但是半導體和電子設計公司對于工業(yè)控制市場的特殊性要有一定的準備，抓住國內交通、電力、鐵路和裝備自動化建設中的嵌入式系統機會，這在金融危機后是一個新的亮點。
2.3小家電應用
2008年下半年以來，家電行業(yè)特別是白電行業(yè)受宏觀經濟增速下滑、房地產成交量低迷等各方面因素的影響，增長情況不容樂觀甚至出現衰退。相對于其他家電行業(yè)，我國小家電產品普及率較低，同時由于產品單價低，并沒有受到宏觀經濟環(huán)境明顯的負面影響，保持了較快的增長速度。有一個例子，牛奶業(yè)的“三聚氰胺”事件后給九陽公司帶來豆?jié){機的旺銷，改變了國內消費者的消費習慣，并且把豆?jié){機從一個產品做成一個行業(yè)。 同時也為公司發(fā)展更多的小家電產品鋪平了道路。近期 中信證券 表示，維持對家電行業(yè)相對景氣的判斷。對比小家電同行，九陽不斷彰顯其在渠道、研發(fā)、品牌等方面的競爭優(yōu)勢，以及管理層積極進取的價值取向和管理執(zhí)行能力。
長期以來，日系 MCU 公司在家電產品中占有比例很高，尤其是白色家電產品，比如冰箱、洗衣機和空調等，但是在小家電中，臺灣或者臺資背景的 MCU 產品占領很大的優(yōu)勢，比如義隆、盛群和中穎，不同于白色家電和高檔的消費電子產品，小家電功能單一， 4 位單片機目前使用得比較多，比如九陽豆?jié){機是采用 SH66P20A ，軟件上采用匯編語言， MCU 的作用主要是可編程和中斷的處理（比如溫度、干燒等）。為了支持 C 語言的使用和更多的功能， 8 位 MCU 的使用越來越多，目前多采用私有的 CPU 架構，為了迎合小家電生產廠家設計能力低的現狀，使用 SoC 技術和完整方案是小家電 MCU 的現狀和趨勢，比如在 IIC2009 盛群展示的廚房小家電產品，一顆 MCU 基本解決問題， 1-2 個月一款新產品就可以面世，小家電由于銷售價格低，利潤收入低，多數國外 MCU 公司無法和臺資企業(yè)競爭，也是國內本土 MCU 公司發(fā)展的機會之一，考慮到未來軟件功能的增加，發(fā)展 8 位通用核 SoC 型小家電 MCU ，是未來發(fā)展方向。
MCU 的技術發(fā)展不會因為金融危機而停滯， MCU 的市場更加在金融危機后拓展和繁衍，傳統的 MCU 界限正在變得模糊，集成電路、通訊、 EDA 、嵌入式軟件和嵌入式應用將會融合在未來的 MCU 里，它將和我們的生活交織在一起。
滬公網安備31010802001143號
