半导体

MCU市场与技术热点如何演绎

作者:安勇龙来源:中国电子报发布时间:2007-11-28 14:58我要评论
  编者按:随着技术和市场应用的快速发展,4位MCU已经成为明日黄花,8位MCU产品成为主流,32位MCU产品应用进展迅猛,64位MCU产品已初现端倪。长江后浪推前浪,哪些市场将成为MCU新的应用热点?SoC是否为MCU发展的方向?ARM核心是否能够一统32位MCU市场?MCU是否应该集成更多的功能?Flash MCU技术具有哪些优势?本报特邀请业内专家和著名厂商代表就上述问题发表见解。
    特邀嘉宾
  中国微计算机单片机学会理事长  陈章龙
    爱特梅尔北京代表处  施  膺
    上海丰宝科技有限公司  周青华
    ST大中国区微控制器事业部总监  Arnaud JULIENNE
    NXP多重市场半导体部门中国区高级产品市场经理  金宇杰
  苏州国芯科技有限公司市场部  张  明
 飞思卡尔微控制器部高级市场经理  黄耀君
  富士通微电子(上海)有限公司市场部高级经理  王  钰
   TI MSP430中国区业务拓展经理  刁  勇
  瑞萨半导体管理(中国)有限公司MPP营业技术部长  铃木次男
市场与应用热点
  .消费类与汽车领域成应用热点
  .8位与32位产品是主流
施膺
市场的热点可能有如下一些应用:指纹门锁控制板、DMB软件狗、DMB数字电视、POS财务收款机、视频服务器、电表、GPS、楼宇控制和PMP。
8位机仍被广泛应用在家电、汽车电子、智能终端和各种智能卡项目,从广大的电子工程师的角度看,有相当大比例的工程师选择产品时考虑的是轻车熟路、产品成熟、工具现成和具有价格优势。所以8位,特别是老的8031系列及RISC系列都还是会稳步增长的。
通信领域是个大市场,但真正上量的还是个人终端,像手机中的MCU,不会是通用的,还是以ASIC为主流。
金宇杰
近年来,嵌入式应用已广泛渗透到各个行业和领域中,这为嵌入式MCU提供了广阔的增长空间,其中以32位嵌入式MCU的增长最为引人注目。目前,以手机、数码相机、PDA等为代表的手持设备已成为嵌入式应用最大的市场,智能信息家电、互动终端、无线局域网、汽车电子、信息安全等新兴市场的发展,将带动嵌入式MCU新一轮的增长。
从市场发展趋势来看,8位产品将继续向前发展,16位产品发展将放缓,而32位产品发展很快。8位MCU仍然是市场的主流,其目标市场是巨大的低端电子产品市场。随着32位MCU的价格不断下降和开发环境的成熟,32位嵌入式处理器日益挤压原先由高端8位微控制器主导的应用空间,也将覆盖16位的应用领域。可以说,高性能、低功耗、低价格的32位MCU将逐步成为市场的主流。不难预见,8位与32位MCU将是未来单片机市场的主导产品。
就目前市场情况分析,64位MCU在嵌入式系统中的应用需求还不大,加之成本及技术支持环境的制约,在近期还未能有大规模的应用出现。
随着接口性能及功能的增多和增强,MCU在通信领域的应用前景十分看好。
黄耀君
MCU市场将继续以个人用户、工业和汽车市场为中心。
从2005年到2010年,个人用户市场的年均复合增长率(CAGR)将达到7.2%%,总SAM将达到68亿美元。A/V业务的迅速增长、普通用户产品价值和复杂性的持续提高都将推动MCU市场的发展。
工业市场应用将推动这一市场的发展,包括工厂自动化、电源、大楼控制、防火、照明、HV/AC、远程计算机工作站和气体检测等。从2005年到2010年,这一市场将以7.4%%的年均复合增长率(CAGR)增长。货物跟踪和监控、节能、高效能发动机和照明控制领域的应用将迅速增长。
从2005年到2010年,汽车市场将以7.4%%的年均复合增长率(CAGR)稳定增长,预计SAM将达到93亿美元。2005年,中国超过日本一跃成为全球第二大汽车市场,平均1000人拥有8辆汽车,而全球范围的这一比例为104/1000。中国的车辆拥有比例远远低于全球平均水平,因此中国市场蕴藏着巨大的发展潜力。
32位MCU未来会有两个发展方向。一个方向是低端32位MCU会越来越便宜,飞思卡尔将会在近期推出一些低端32位产品;第二个方向是向高端32位发展。飞思卡尔有两个平台,即Coldfire和PowerPC,前者主要应用于控制,后者用于通信、网络等领域。
王钰
目前,汽车电子方兴未艾,车用MCU的需求越来越强劲,这对于中国MCU市场表现得尤其突出,车载电子的发展将极大地推动今后几年中国MCU市场的增长和发展。
周青华
ARM核心现在已经在32位MCU中处于绝对统治地位,ARM核心将会向更多的产品中扩展。64位产品还处于实验阶段,而且现在的市场对这么高端的产品暂时没有需求,其上市和被人们接受还需要一个长期的推广过程。MCU在通信领域一直保持一个非常好的应用状况。
张明
MCU市场还是比较平稳。在液晶电视和汽车电子市场的应用会比较好。64位MCU的应用障碍主要是现在的环境还不很成熟,软件方面周边的配合不很完善,另外,目前64位MCU也没有显示出在技术和成本上的优势。
铃木次男
32位(包括64位)的MCU主要作为处理器使用,目前多用于PC、CIS、手机等领域。从一些应用领域看有从32位向64位发展的趋势。
MCU和SoC如何协调发展
  .MCU与SoC都有广阔空间
   .SoC更多是理论方向
陈章龙
嵌入式系统架构分为三种。一种是SoC,将不同的IP集成在芯片上,是准嵌入式系统;另一种是SoB,把不同的芯片组合成硬制板,然后这个板成为系统,目前国内大部分企业做的主要是SoB,里面的芯片是通用的MCU,按照用户的需要进行配置,嵌入式系统本身就是量体裁衣;还有一种是SoM,也就是模块级系统,可以实现的应用更加广泛,适合在工控、仪表和仪器上使用。
从传统上来说,标准MCU已经为SoC和ASIC铺平了道路,这一点也
JULIENNE
  将不会有所改变。SoC通常应用于手机、机顶盒等更为复杂和大批量的应用领域;MCU则用于这些系统的外围设备上,或者作为中央处理单位应用于空调或者UPS等较为简单的应用领域。一个典型的两者应用交叉的领域是GPS,在这一领域,标准MCU和SoC可以制造出不同系统分割和应用于不同市场的产品。
刁勇
通用MCU和SoC因为各自的市场定位不同,都有广阔的发展空间。通常来讲,通用的MCU可覆盖各种不同的应用,对设计工程师来说比较方便灵活,但是由于通用MCU的设计并未针对特定的应用,所以对某些特定的应用,CPU和外设的资源配置并不一定是最优化的组合,通用MCU在一些新兴的和系统要求比较灵活的应用场合得到比较多的应用。
而SoC主要针对特定的应用场合根据具体应用对CPU和外设的资源进行优化配置,所以SoC针对的应用是性价比最佳的选择,但对其他的应用就不是好的选择。TI MSP430 MCU产品线针对不同的市场定位,既能提供通用的MCU满足许许多多不同应用的要求,也能提供针对特定应用的SoC实现性价比最优的系统,比如在TI的MSP430 MCU产品线中,MSP430X1XX/MSP430F2XX系列就是通用MCU用来覆盖不同的应用,而MSP430X4XX系列就是内嵌LCD驱动器为测量和仪表应用提供优化的MCU。
施膺
通用MCU继续有它的存在价值,而且还会继续增长,各系列还会有新的型号出来,并改进工艺、性能、功能、接口等。中国市场需要更多中小规模的、有针对性的SoC芯片,只要找到共同点,SoC就有存在的意义。还需要大客户积极参与开发设计,光凭半导体厂家会事倍功半。
SoC更多的是理论上的发展方向,而实际操作时受到考虑是否周全、计划时间和实际时间、计划成本和实际发生成本、其他竞争产品的出现、市场的变化等诸多因素的影响,所以SoC在很长时间内还不会对通用MCU有大的冲击。
金宇杰
SoC可以使设计人员根据应用需求量体裁衣,满足其设计的灵活性,但SoC通常针对某一特定和成熟的应用市场。SoC开发的高复杂度、高昂的一次性工程费用及从产品概念到生产阶段较长的开发时间都加大了SoC开发的风险。
黄耀君
与不同技术的更紧密集成一直是MCU开发工作的重点。某些MCU中内嵌有可编程的ASIC功能,而有些则内置有高压模拟功能。RF和传感器功能也可以包括在MCU技术中。
王钰
通用MCU和SoC是微处理器芯片发展的两个方向,通用MCU还将有很大的市场,其主要应用集中在传统的消费类电子产品之中,如白色/黑色家电的应用中,主要特点是应用比较成熟,但是对于成本的要求比较高。而SoC的需求在未来几年中也会越来越大,其主要应用将会在数字消费类产品以及一些工控类应用和汽车多媒体的应用之中,其特点在于只有集成了高性能的MCU内核和一些特定应用的SoC芯片才能简化系统设计的复杂程度,有利于系统公司缩短产品的开发周期。
周青华
MCU是一个通用的产品,其发展是具有很强的延续性的,SoC随着各个具体的应用市场的发展,也会有很好的发展;MCU和SoC将互相融合并互相促进向前发展。
铃木次男
  目前MCU多用于工业控制、汽车、家电领域,SoC多用于数字音视频领域。MCU和SoC在各自的应用领域都将得到进一步的发展。
ARM架构能否一统市场
  .ARM+LINUX只是流行模式
   .32位产品主要是ARM架构
陈章龙
这个要看应用市场。只能说ARM+LINUX是流行的模式,但是不能说所有产品都是这种架构,还可以用X86结构。此外,ARM也有局限,虽然功耗低、灵活,适合做便携式产品,但是做台式产品可能不及X86和MIPS。不过,32位产品的选择余地不大,东芝有MIPS架构的产品,但是推广不行,32位MCU主要还是ARM架构的产品。
    JULIENNE
ARM架构很可能统治32位市场。有下面几个原因:ARM架构很成功并且已经被很好地接受;ARM架构对于将32位标准MCU立即推向所有可能的应用起到重要的作用;与ARM架构相关的第三方开发工具可以很容易地获得并且具有价格竞争力。事实上,ST的32位MCU的发展就是全部基于ARM核心,包括ARM7和ARM9,公司最新发布的Cortex将在一个核心中集成16位和32位MCU在性能、价格和可用性方面的优势。
施膺
ARM架构切入的时间早,工具齐备。
金宇杰
在32位内核方面,ARM公司是占据市场主导地位的。在2003年,ARM的合作伙伴已经销售了8亿片产品,而现在每个季度就可以出货3亿片。NXP公司与ARM公司10年前就开始合作了。由于我们与ARM的合作关系,我们积极参与了从ARM2到ARM11的内核开发。目前,NXP是ARM产品前三位出货商之一。另一方面,全球排名前十的MCU产品供应商大都推出了以ARM为内核的MCU。随着ARM MCU在全球范围的流行,第三方的开发工具的支持不断增加,开发工具的价格在逐步降低,越来越多的工程师投身到32位ARM嵌入式设计开发中。由以上可以推断ARM在32位MCU中的主流地位是毫无疑问的。
黄耀君
ARM体系结构的普及将吸引更多人使用它,但是其他32位内核也会因自己独特的性能和市场重点而拥有市场价值。ARM不会在所有市场领域都占据统治地位。
王钰
目前,越来越多的公司将ARM内核嵌入到MCU的产品中,同时ARM也逐渐成为32位MCU内核的行业标准,因此有理由相信,以ARM为内核的MCU在今后几年里还会有显著的增长,并占据市场的主要份额。
周青华
其实现在在32位的MCU市场,ARM已经占据绝对的统治地位了。
铃木次男
    ARM内核作为SoC中的CPU内核已经取得了很大的成功。但作为MCU内核能否占统治地位还有待于市场的检验。
张明
ARM架构还没有发展到瓶颈,还有成长的空间。只要MCU产业保持这种稳定的态势,除非产业结构变化或者产生新的技术,不然ARM架构的市场份额不会缩小。
MCU集成重点与方向
  .集成功能要按需进行
   .加强与系统厂商合作
陈章龙
集成功能要根据需求而定。不要强调一下子集成很多功能,因为这样会带来功耗、价格和尺寸方面的问题,集成什么样的功能要看市场发展带来的需求。海尔、海信不但做系统,自己也有设计公司做芯片,他们做MCU就会很有市场,因为他们很了解需求在哪里。
  JULIENNE
MCU将集成越来越多的模拟功能和新的外围设备。以太网和Zigbee是我们为32位标准MCU产品添加的最新外围设备以满足市场在网络和无线方面日益增长的需求。
刁勇
在MCU上集成更多的功能以构成SoC是MCU发展的一个重要方向。对于一个基于MCU的嵌入式系统来讲,往往需要把从现实世界中采集到的模拟信号经放大后转换为数字信号,并把数字信号的数据搬移到内存中通过CPU进行处理,然后再将处理后的数字信号转换为模拟信号以控制现实世界的执行终端,所以通常来讲,在MCU上集成运算放大器和高精度的AD/DMA/DA是非常必要的。TI的MSP430 MCU系列产品的很重要的特点就是具有丰富的模拟/智能外设集成,具有丰富的可降低系统成本并提高系统稳定性的模拟外设集成(包括10/12/16位ADC、12位DAC、比较器、运算放大器、电源电压监控等)以及可节约CPU资源的智能外设(包括具备自动扫描功能和硬件启动转换触发功能的模数转换器、DMA数据传输机制)。
这些重要的特点也是MSP430 MCU系列产品取得成功的重要原因之一。另外,与系统厂商的合作也可以帮助MCU供应商更多了解客户对MCU片上集成功能的需求,为增加更多更实用的功能模块提供指导意义。
金宇杰
在32位市场,具有性能强、功耗低等特点的ARM CPU处于主导地位。它不但在高中端嵌入式应用和设计中成为主流,而且随着32位CPU价格的不断下降和开发环境的日益成熟,逐渐挤压原先由8位微控制器主导的应用空间。而8位MCU基本上已处于成熟期。
随着ARM MCU在全球范围的流行,第三方的开发工具的支持不断增加,开发工具的价格在逐步降低,越来越多的工程师投身到32位ARM嵌入式设计开发中。NXP公司非常关注32位市场的发展潜力,依托强大的技术研发实力和先进的半导体制造工艺,专注于产品的性能和功耗,满足客户对更高性能的需求。NXP的LPC2000系列是采用ARM7内核的32位MCU,接口丰富,品种齐全,而且具有很高的市场普及率,在嵌入式系统方案中被广泛选用。
在MCU市场中,因性能和价格的差异,存在着8位、16位和32位的市场划分。NXP的LPC2000系列极具价格竞争力,可支持整个行业从8位发展到32位。通过消除价格差,NXP公司让制造商们能够以较低价格享用更高的处理能力。NXP公司认为,客户期望的是具有8位MCU功耗、价格和物理尺寸的32位微处理器,而LPC2000系列正是具有这样性能的微处理器。
铃木次男
    与集成更多的功能相比,开发具有特性的MCU更为重要,如集成模拟电路,有线、无线通信功能电路等。与掌握知识产权、技术含量高的设计公司或系统厂商合作是必要的。
黄耀君
在嵌入式控制系统中增加自动功能的发展趋势将要求高得多的处理能力和内存空间。MCU产品存在下列发展趋势:通过集成外围设备,增加内存容量、启动工具(enabling tool)和软件实现产品差分;IC供应商将注重总系统BOM成本的降低和“全面产品”的提供;功率管理日益普遍地采用数字技术。
王钰
随着电子产品功能的增多,对高阶多功能MCU的需求越来越多,因为高性能的MCU有利于降低成本及实现越来越复杂化的系统功能,因此高阶MCU所集成的RAM、EEPROM容量不断地在扩展,更高位的A/D、D/A转换器也被集成进MCU,同时,低功耗也越来越受关注。另外,随着半导体工业的发展,更多的功能被集成在MCU中,因此SoC技术真正体现在高级的MCU设计中。
周青华
集成合适的功能才是MCU发展的重要方向,市场的需求决定了MCU将集成那些功能。SoC供应商将与系统厂商合作更紧密。
张明
MCU集成的功能会越来越多,还是看市场情况,市场足够大时就会产生对新的功能集成的需求。
  Flash MCU应用前景
.Flash MCU有诸多优点
.Flash MCU应用日趋增多
陈章龙
在MCU技术方面没有所谓的摩尔定律来遵循,还是要根据市场需求,不过频率会提高,功耗会降低,市场需求是千变万化的。随着Flash MCU技术的成熟,其应用会越来越多,OTP MCU主要面临价格问题。
    JULIENNE
降低功耗和使用电压来满足便携式电池管理和卫生保健领域的应用是市场的强烈需求。我们新的32位STR7和STR9产品线可以很好地满足这些需求。
金宇杰
  MRAM(MagneticRAM)技术和高速Flash(等同于RAM的读写速度)技术在嵌入式系统中的应用已被更多的研发团队所关注。
张明
技术的发展还是比较快。目前Flash MCU产品占的比例已经很大了。Flash MCU的优势是使用方便,适合做比较小的系统,整个系统方案比较简捷。

责任编辑:电子信息产业网
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