2021中國汽車論壇上，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)總工程師、副秘書長葉盛基就曾表示，當(dāng)前我國各類芯片中MCU控制芯片最為緊缺，國內(nèi)MCU控制芯片企業(yè)最為薄弱。此外，根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，由于缺貨，MCU在2021年的平均售價(jià)上漲10%，創(chuàng)下了25年來的[敏感詞]漲幅。

在國際大廠MCU價(jià)格一路上漲，交貨周期頻頻延長的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)下，國內(nèi)MCU廠商也迎來了[敏感詞]的發(fā)展窗口期，2021年開始國產(chǎn)MCU芯片火了。

然而在經(jīng)歷過這一波席卷全球的缺芯潮后，今年市場(chǎng)也從一片瘋狂中逐漸“冷靜”下來，MCU市場(chǎng)已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性調(diào)整：消費(fèi)級(jí)MCU需求走軟，廠商開始面臨庫存積壓壓力，而車載和工控MCU依然處于短缺狀態(tài)，價(jià)格持續(xù)上漲。

MCU市場(chǎng)“冰火兩重天”，這對(duì)國產(chǎn)MCU廠商來說是沖擊還是機(jī)會(huì)？不確定環(huán)境下該如何抓住“歷史性機(jī)遇”實(shí)現(xiàn)突圍？

由國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體電子信息媒體芯師爺舉辦的“2022年硬核中國芯”評(píng)選，匯聚了百余家中國半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)。本文特邀MCU領(lǐng)域的澎湃微、芯?？萍?、極海半導(dǎo)體、杭州萬高、沁恒微電子、靈動(dòng)微電子、東軟載波微電子、凌鷗創(chuàng)芯、愛普特微電子、武漢芯源等企業(yè)，圍繞以上問題進(jìn)行了深度探討。

（視頻來源：芯師爺）

MCU（Microcontroller Unit，微型控制單元）俗稱單片機(jī)，是將CPU、SRAM、Flash、 計(jì)數(shù)器及其它數(shù)字和模擬模塊集成到一顆芯片上，構(gòu)成一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。小到體溫計(jì)、無線充電器、電動(dòng)玩具和手機(jī)，大到家電、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和汽車，都有MCU的身影。

“近年來，國產(chǎn)替代呼聲高漲，加上去年高景氣度的行情，很多本土MCU廠商獲得了大發(fā)展。不過大部分本土MCU主要還是在智能表計(jì)、智能家電等消費(fèi)電子領(lǐng)域，中高端應(yīng)用領(lǐng)域如工控、醫(yī)療、汽車電子等依然是國外品牌為主?！?愛普特微電子副總經(jīng)理魯翔對(duì)芯師爺表示，“從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，本土MCU在全球MCU市場(chǎng)占比只有10%左右。所以目前消費(fèi)類MCU需求減弱，這對(duì)國產(chǎn)MCU行業(yè)來說，是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)?！?

“但市場(chǎng)需求的變化也會(huì)刺激國產(chǎn)MCU廠商加快研發(fā)進(jìn)程，倒逼國產(chǎn)MCU廠商提升高端MCU技術(shù)。” 杭州萬高市場(chǎng)總監(jiān)瞿周強(qiáng)指出，“與消費(fèi)級(jí)MCU相比，工業(yè)級(jí)MCU和車規(guī)級(jí)MCU對(duì)可靠性、工作環(huán)境溫度、良品率和工作壽命等方面有更高要求。以車規(guī)級(jí)MCU為例，從車身動(dòng)力總成，到車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，到雨刷、車窗、電動(dòng)座椅、空調(diào)等控制單元，每一個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的背后都需要復(fù)雜的芯片組支撐?！?

“中國處在汽車電子行業(yè)變革的最前沿與核心位置。雖然前五大汽車半導(dǎo)體公司合計(jì)占汽車元器件IC 市場(chǎng)收入的90%，但進(jìn)口中高端芯片部分還是存在缺貨漲價(jià)的現(xiàn)象，同時(shí)出于供應(yīng)鏈安全考慮，國內(nèi)很多客戶使用國產(chǎn)MCU的意愿不斷提升，國產(chǎn)替代已形成了一定規(guī)模?！?極海半導(dǎo)體產(chǎn)品經(jīng)理秦欣欣說到。

“這給了國產(chǎn)MCU廠商充分的調(diào)整機(jī)會(huì)?！?芯?？萍糚C生態(tài)負(fù)責(zé)人（產(chǎn)品經(jīng)理）周振生著重指出， “這當(dāng)中的關(guān)鍵就是要以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)，讓自己的產(chǎn)品更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?！? 

“國內(nèi)車企目前也正在主動(dòng)拓展國內(nèi)供應(yīng)鏈，國產(chǎn)MCU廠商若能對(duì)接車企需求，提升技術(shù)實(shí)力，優(yōu)先開發(fā)與車企需求對(duì)口的產(chǎn)品型號(hào)，可抓住機(jī)會(huì)逐步切入汽車MCU市場(chǎng)。” 杭州萬高市場(chǎng)總監(jiān)瞿周強(qiáng)同樣認(rèn)為。

近年來，得益于國內(nèi)市場(chǎng)強(qiáng)勁需求和政府的大力支持，國內(nèi)MCU供應(yīng)商迎來發(fā)展黃金窗口期，經(jīng)過多年的發(fā)展，在“技術(shù)”和“產(chǎn)品豐富度”方面逐漸突破國外壟斷，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。

澎湃微是一家技術(shù)能力全面的32位MCU供應(yīng)商，核心團(tuán)隊(duì)成員來自于多家國際知名MCU公司。

終端領(lǐng)域：主要應(yīng)用于智能家居、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)模塊、消費(fèi)電子、儀器儀表、醫(yī)療電子、電動(dòng)車、電機(jī)、工業(yè)、家電、BMS、汽車后裝及配件領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：工控級(jí)別的超低不良率，曾經(jīng)量產(chǎn)過的芯片可以達(dá)到50PPM。不掉電超低待機(jī)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)保留，快速喚醒，深度休眠功耗可以達(dá)到1微安以內(nèi)。高性能模擬設(shè)計(jì)能力，包括24位Sigma-Delta ADC，內(nèi)置RC 時(shí)鐘在全溫度、全電壓時(shí)可達(dá)到±1%精度。超高抗干擾、高可靠性技術(shù)能力，其中ESD (HBM): >8KV, ESD (CDM): >2KV, EFT: >4KV, Latch up: 高溫±200mA。高度整合能力，能夠片上整合LCD/OPA/溫度傳感器/DAC等模塊。

目前，全球筆電EC芯片仍被美國和中國臺(tái)灣少數(shù)幾家公司壟斷，技術(shù)準(zhǔn)入門檻高，國產(chǎn)替代難度大。芯海科技CSC2E101的推出，打破了海外公司對(duì)中國電腦產(chǎn)業(yè)核心芯片的壟斷，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：[敏感詞]，在安全性方面，集成安全算法加速引擎，支持安全啟動(dòng)和安全在線升級(jí)，滿足客戶指紋一鍵開機(jī)的安全啟動(dòng)要求，從產(chǎn)品的硬件層面加密技術(shù)設(shè)計(jì)，更好地建構(gòu)用戶數(shù)據(jù)安全防火墻。第二，在集成度方面，采用高性能32位MCU內(nèi)核，擁有更大程序和數(shù)據(jù)空間，在CPU時(shí)序管理、電池管理、熱管理、鍵盤管理、ACPI管理等傳統(tǒng)EC功能之外，還集成氛圍燈、呼吸燈、PD3.1及USB功能等，為客戶產(chǎn)品開發(fā)節(jié)省BOM成本。第三，在低功耗方面，具備更低功耗，休眠功耗75uA，關(guān)機(jī)功耗：5uA，超出國際一流廠商的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。

極海半導(dǎo)體擁有20年集成電路芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主營產(chǎn)品32位APM32工業(yè)級(jí)/車規(guī)級(jí)MCU，覆蓋Arm Cortex?- M0+/M3/M4內(nèi)核，擁有高效運(yùn)算處理性能、增強(qiáng)型存儲(chǔ)空間以及豐富的外設(shè)資源，具有低功耗、高性能、高集成、高可靠等產(chǎn)品特性。

終端領(lǐng)域：目前已廣泛應(yīng)用于智慧家居、高端消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制、以及智慧能源等領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：工作溫度覆蓋-40℃~105℃，ESD等級(jí)高達(dá)8KV，具有較強(qiáng)的復(fù)雜工況環(huán)境適應(yīng)性和抗干擾性；相關(guān)產(chǎn)品已通過IEC61058、IEC60730功能安全認(rèn)證以及AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證，符合中高端工控以及車規(guī)級(jí)產(chǎn)品高可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求。

杭州萬高成立于2006年，是一家致力于為能源互聯(lián)網(wǎng)提供專用芯片的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，現(xiàn)為北京智芯微電子科技有限公司下屬單位。

終端領(lǐng)域：主要應(yīng)用于國內(nèi)外電力市場(chǎng)的智能電表、智能終端等產(chǎn)品，并逐步拓展到新能源、工業(yè)控制等領(lǐng)域，市場(chǎng)覆蓋全球近100個(gè)國家和地區(qū)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：經(jīng)過十余年發(fā)展，形成了蜂鳥系列計(jì)量芯片、海燕系列主控芯片和飛鴿系列通信芯片三大產(chǎn)品線，已有產(chǎn)品型號(hào)超100款。

在主控芯片方面，杭州萬高基于ARM內(nèi)核、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RISC-V內(nèi)核設(shè)計(jì)開發(fā)的工業(yè)級(jí)MCU，實(shí)現(xiàn)8位到64位的全性能覆蓋，滿足高性能、通用型和低功耗等主流市場(chǎng)應(yīng)用需求。

在電能計(jì)量領(lǐng)域，依托核心技術(shù)，開發(fā)了單、三相計(jì)量AFE及SoC全系列產(chǎn)品，同時(shí)致力于電池電量監(jiān)測(cè)AFE的研發(fā)，支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)規(guī)?；K端和海量數(shù)據(jù)的計(jì)量與感知。

以鏈接能源網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”為目標(biāo)，杭州萬高開發(fā)了G3-PLC、HPLC及HPLC+HRF、G3-PLC+HRF載波通信芯片，滿足國際G3、IEEE1901.1、國網(wǎng)及南網(wǎng)寬帶電力線載波等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，已批量應(yīng)用于國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)。

靈動(dòng)微電子專注于32位Arm MCU，成立11年來，累計(jì)發(fā)布大概200余款產(chǎn)品。

終端應(yīng)用：主要有八大場(chǎng)景的應(yīng)用，包括智能工業(yè)，智慧家電，汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)和電腦周邊、個(gè)人設(shè)備、醫(yī)療健康和通信基建等領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：基于Arm Cortex-M0/M0+，Cortex-M3 和[敏感詞]的 STAR-MC1 內(nèi)核，公司批量供貨的MCU產(chǎn)品包括：針對(duì)通用高性能市場(chǎng)的MM32F系列、針對(duì)超低功耗應(yīng)用的MM32L系列、針對(duì)電機(jī)及電源應(yīng)用的MM32SPIN系列、以及針對(duì)無線應(yīng)用的MM32W系列等。

MM32F和MM32L是主要的通用MM32平臺(tái)，包含搭載Arm v8-M  Mainline架構(gòu)的STAR-MC1內(nèi)核的系列MCU產(chǎn)品，和搭載M0+內(nèi)核的低功耗產(chǎn)品。電機(jī)是靈動(dòng)微電子的特色產(chǎn)品，覆蓋了高性能M0和M3，提供高集成度的解決方案。

同時(shí)，靈動(dòng)微電子自主研發(fā)軟硬件和生態(tài)系統(tǒng)，包括MindSDK軟件開發(fā)平臺(tái)，以及樣機(jī)測(cè)試階段的編程下載工具。

上海東軟載波微電子有限公司(前身為上海海爾集成電路有限公司)于2000年由海爾集團(tuán)投資設(shè)立，專注通用MCU芯片和SoC芯片設(shè)計(jì)20多年。于2015年8月被青島東軟載波科技股份有限公司合并，成為青島東軟載波的全資子公司。

終端應(yīng)用：已覆蓋家電、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、儀器儀表、健康醫(yī)療、電機(jī)控制、電源管理等領(lǐng)域，構(gòu)筑了完善的產(chǎn)品解決方案，為客戶打通產(chǎn)業(yè)鏈的上下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：公司在集成電路板塊為全球智能制造業(yè)轉(zhuǎn)型客戶和IoT產(chǎn)業(yè)客戶需求打造了完善的MARS芯片產(chǎn)品架構(gòu)。在8位、32位MCU和PLC產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)積累雄厚，儲(chǔ)備大量的數(shù)字電路和模擬電路IP核，擁有工業(yè)級(jí)高抗干擾微控制器芯片研發(fā)平臺(tái)。 主要提供面向物聯(lián)網(wǎng)需求的芯片產(chǎn)品組合，包括自主研發(fā)工業(yè)級(jí)的8位CPU內(nèi)核(ES7P RISC CPU、HR7P-V2 RISC CPU系列芯片)、基于32-bit ARM Cortex M0/M3通用微控制器芯片、電力線載波通信（PLC）芯片、無線射頻芯片、觸控芯片、用于中小功率電機(jī)控制的32位微控制器及高壓驅(qū)動(dòng)系列芯片、小功率鋰電池管理32位ESB列芯片等。

尤其是公司自主研發(fā)了國內(nèi)[敏感詞]“電力線載波通信（PLC）與微功率雙模融合通信芯片”。擁有從窄帶低速到寬帶高速、低功耗電力線載波通信和無線通信技術(shù)融合的芯片企業(yè)。通過MCU+PLC技術(shù)+無線技術(shù)等的組合，全面支撐構(gòu)建最優(yōu)物聯(lián)網(wǎng)通信方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制、連接、安全、感知等物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)覆蓋。

凌鷗公司產(chǎn)品以電機(jī)與電源領(lǐng)域?yàn)橹鳎a(chǎn)品組合包含了有LKS 32 MCU，與電源類產(chǎn)品LKS 5與LKS 6系列的預(yù)驅(qū)和IPM模塊等。

終端應(yīng)用：涵蓋了電動(dòng)自行車、滑板車、平衡車、吸塵器機(jī)器人、電動(dòng)工具與大小家電變頻等與電機(jī)電源相關(guān)的領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：LKS 32 MCU從20pin的超小封裝到100pin的大封裝，從16K到256K Flash，與今年的爆款汽車類產(chǎn)品AT085與性價(jià)比之王MC03系列應(yīng)用在更多的小型電機(jī)產(chǎn)品上，都是凌鷗公司的明星主力產(chǎn)品。

LKS 32 MCU全系列都是高性能32位產(chǎn)品，內(nèi)置了儀表級(jí)全差分可編程增益放大器OPA，且具有電壓偏置設(shè)計(jì)，可處理正負(fù)的電流訊號(hào)，MC08與AT085系列內(nèi)置了高速DSP內(nèi)核，一個(gè)FOC電流環(huán)僅需1.2usec，高速雙路同步采樣3M的SAR ADC，且內(nèi)部RC時(shí)鐘全溫度范圍可控制在1%以內(nèi)。M0的產(chǎn)品也具有CORDIC的硬件加速器，例如SIN，COS，ARCTAN與SQRT，全系列同時(shí)也有集成預(yù)驅(qū)電路，使得驅(qū)動(dòng)電路板可以非常的簡(jiǎn)潔且提高生產(chǎn)量率，是目前與友商[敏感詞]的區(qū)別，也是凌鷗公司的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)凌鷗也提供了多達(dá)20余種的產(chǎn)品級(jí)算法與參考設(shè)計(jì)，可以更快協(xié)助客戶或合作伙伴進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與驗(yàn)證。近期開課的凌鷗學(xué)園計(jì)劃，將培育更多的電機(jī)應(yīng)用工程師，不只熟悉凌鷗的產(chǎn)品，更能夠獨(dú)立自主的開發(fā)電機(jī)與電源相關(guān)的產(chǎn)品。

愛普特微電子成立于2012年，是一家專注于研發(fā)設(shè)計(jì)全國產(chǎn)、全自主可控、高可靠性的32位MCU的高新技術(shù)企業(yè)和[敏感詞]專精特新“小巨人”，現(xiàn)已成長為智能家電、工業(yè)控制等領(lǐng)域全國產(chǎn)32位MCU的領(lǐng)軍企業(yè)。

終端應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能家電、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，并在國內(nèi)外多家行業(yè)頭部客戶中穩(wěn)定量產(chǎn)出貨。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：愛普特微電子自研了一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、齊全、且經(jīng)過億級(jí)芯片量產(chǎn)驗(yàn)證的微處理器IP庫，包含了各類高性能和高可靠的數(shù)字和模擬IP。還具有多個(gè)成熟完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，可以根據(jù)客戶需求快速、有效、靈活提供產(chǎn)品定制，助力客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的迭代更新以及提升客戶產(chǎn)品在行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)力。

愛普特微電子自研的32位MCU通過CS 10V A級(jí)測(cè)試、ISO9001質(zhì)量體系等認(rèn)證，具備高性能、高可靠性、低功耗、寬電壓、高抗干擾、高信噪比等特點(diǎn)，并有豐富外設(shè)及強(qiáng)大的定時(shí)器資源，產(chǎn)品性能達(dá)到工業(yè)級(jí)別要求，填補(bǔ)了國內(nèi)中高端MCU芯片的空白，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口芯片國產(chǎn)創(chuàng)新替代。同時(shí)愛普特也是國內(nèi)率先在55nm、40nm高端工藝制程上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。量產(chǎn)的全國產(chǎn)MCU目前已累計(jì)出貨超億顆。

目前公司已開發(fā)出四大系列、幾十款型號(hào)的全國產(chǎn)、高可靠性32位MCU。預(yù)計(jì)于2023年，將發(fā)布超過6個(gè)系列、上百個(gè)型號(hào)的RISC-V核32位MCU產(chǎn)品。產(chǎn)品將從單核拓展到雙核，內(nèi)嵌Flash 從32KB到2MB，管腳覆蓋20Pin至276PIN，主頻從48MHz至2GHZ，以及豐富的外設(shè)資源，將覆蓋消費(fèi)類、工控類、AI智能、車規(guī)級(jí)等應(yīng)用。 

武漢芯源于2018年8月成立，為上市公司武漢力源信息的全資子公司，專注芯片的設(shè)計(jì)、研發(fā)、銷售及技術(shù)服務(wù)。

終端應(yīng)用：涉及通信電子、工業(yè)電子、消費(fèi)電子、新能源、安防監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)以及汽車電子等多個(gè)行業(yè)，并且已經(jīng)在無線充方案、電子煙方案、水表方案、燃?xì)獗矸桨浮LDC電動(dòng)工具、BMS方案、三軸云臺(tái)、無線傳感器方案等項(xiàng)目中得到實(shí)際應(yīng)用，未來將能夠滿足更多的市場(chǎng)需求。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：公司目前已推出通用主流型CW32F030系列、通用超值型CW32F003系列、低功耗全能型CW32L083系列以及低功耗超值型CW32L031系列。

芯片制造端：晶圓制造在上海華虹宏力，目前產(chǎn)品采用宏力的110納米工藝制程，封測(cè)在華天科技，擁有嚴(yán)格的技術(shù)和質(zhì)量把控。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：在對(duì)通用需求保持廣泛兼容的同時(shí)，深入了解了市場(chǎng)同類產(chǎn)品在應(yīng)用中的技術(shù)痛點(diǎn)，在MCU產(chǎn)品性能上做了多項(xiàng)硬核改良，比如芯片工作電壓范圍、芯片算力、時(shí)鐘精度、ADC有效位數(shù)、抗電磁干擾能力等核心指標(biāo)均有很大提升。此外還增加了多級(jí)程序加密安全防護(hù)，可以妥善保護(hù)客戶知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

供應(yīng)鏈端：結(jié)合客戶行業(yè)的市場(chǎng)供需情況，以及上游的供應(yīng)鏈端資源優(yōu)勢(shì)，充分做好預(yù)警、科學(xué)備料、產(chǎn)能規(guī)劃，確保客戶批量穩(wěn)定供貨。

寫在最后

前路漫漫，道阻且長，行則將至，MCU的發(fā)展需要的是長期的技術(shù)積累及供應(yīng)鏈能力。

從相對(duì)更容易突破的消費(fèi)類MCU市場(chǎng)切入，再往工業(yè)類和汽車類相對(duì)中高端產(chǎn)品方向發(fā)展，這是國產(chǎn)芯片公司自身技術(shù)積累和發(fā)展的必經(jīng)之路。正所謂真金不怕火煉，對(duì)于國產(chǎn)MCU廠商而言，要不斷地修煉內(nèi)功，產(chǎn)品升級(jí)迭代，走自主化設(shè)計(jì)之路，如此才能立于不敗之地。




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