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熱度不減的“MCU+傳感器”物聯網方案,入局者越來越多

時間:2021-09-30發布者:道美

從今年年初以來,受疫情影響,電子行業進入缺芯潮。在汽車、物聯網等行業發展需求暴漲的情況下,MCU(微控制器)成為較缺的芯片品種之一。引來MCU交貨周期延長的同時,也提高了MCU的價格。



在中gao端MCU制造廠商中,意法半導體、英飛凌、恩智浦、瑞薩等企業中,交貨周期多延長了4倍。在國外巨頭交貨周期大幅度延長的情況下,汽車和物聯網成為國內企業抓住MCU市場增長的重要驅動力。


熱度不減的“MCU+傳感器”方案引領物聯網市場



在過去十年里,物聯網的發展是高速的,同時,我們也看到了MCU市場的快速增長。2017年MCU的出貨量相比于2016年增加了22%,營收高達168億美元;2018年的出貨量增幅達到了20%,總體來說5年的銷售額年付增長速度在7.2%左右。


可以說,MCU的快速增長與物聯網的發展有著更為直接和密切的聯系。


雖然說汽車電子是當前MCU應用較廣的領域,但是已經進入穩定增長期,而在智能汽車和物聯網領域是MCU增長較快的領域。根據數據顯示,在2020年之前應用于汽車電子的MCU市場是保持在10%左右,可見在每年20%的總增長率中物聯網提供了超過10%的增長貢獻。



大約從2014年前后開始,“MCU+傳感器”的結合成為一種主流方案。由于物聯網設備聯網能力的需求在不斷提升,成本和功耗也需要兼顧,這一需求促使無線微控制器解決方案快速進入行業視野。不僅僅是將傳感器和MCU整合到SoC當中,包括藍牙、WiFi等通信技術也作為拓展功能整合到產品當中。


另外,由于物聯網對于傳感器的需求不僅僅是采集數據,在智能化信息處理能力方面的需求也在逐步提升,由于云端運算的算力有限,所以未來物聯網傳感器也將成為計算節點,對于MCU性能也有了更高的要求。從市場和技術表現來看,32位MCU的增長速度已經遠遠超出8位和16位MCU,32位MCU在全球增長速度是15%以上。


目前來看,部分傳感器廠商已經把MCU與傳感器加以整合,提供MCU+傳感器的模塊化開發平臺,逐漸成為一類產品發展趨勢。


“缺芯”潮下的國內企業的迎來機遇與挑戰



上面提到了關于MCU缺貨的問題,據悉,這場缺芯潮將會持續到明年。但是同為半導體的傳感器芯片似乎并沒有MCU那么缺,在筆者調研眾多傳感器廠商時,大部分國內廠商都表示雖然今年芯片行業缺芯很嚴重,但是傳感器芯片的情況要好很多,供貨周期和價格影響并不大。


那么其實能夠影響MCU+傳感器解決方案的大因素就是解決MCU的貨源問題。由于國外疫情因素,包括ST、英飛凌、飛思卡爾等國外企業的MCU的產能受到了很大的沖擊。其實,這對于國內企業來說是非常好的契機。



就目前來看,雖然國產MCU依然聚焦于8位MCU,占比50%,16/32位MCU依舊是國外企業占據大量市場份額。但是近幾年,包括兆易創新、航順、士蘭微、靈動微等國內MCU企業都在逐漸浮出水面,在32位MCU市場占得一席之地。同時,在以Arm Cortex-M系列內核IP的MCU成為32位MCU的市場主流的同時,近幾年開源的RISC-V微處理器也開始流行起來,特別是在新興的物聯網領域,國產MCU似乎又看到了一條突圍的方向。


▲IOTE 2020 國際物聯網展·深圳現場圖


同時,我們還注意到上述MCU企業在專注MCU產品的同時,也在向下游尋求合作,即推出MCU+傳感器定制化解決方案。以兆易創新為例,根據自家MCU產品,打造了紅外熱成像儀方案,停車位檢測雷達方案,額溫槍方案,筆者相信未來MCU企業在MCU+傳感方案商將會重點投入關注。


除了MCU企業在尋求傳感機會的同時,國內傳感器企業對于MCU也產生了濃厚的興趣。近西人馬推出了自家款32位MCU芯片CU0801A,這款芯片是基于RISC-V架構進行研發,適用于低功耗、小面積的嵌入式應用。從參數上我們就可以看出這款芯片是專用于物聯網的智能傳感器。此前,西人馬就已經提出的” 端-邊-管-云-用”的解決方案,此舉似乎是在印證國內傳感器企業除了能向下游傳感模組、終端等領域延伸的同時,MCU等上游的產業未來似乎也可以成為傳感器企業發展的另外一片藍海。


▲IOTE 2020 國際物聯網展·深圳現場圖

整合MCU和傳感器形成智能傳感器能夠給國內企業帶來發展機遇的同時,形成的挑戰也是不小。根據行業共識,整合MCU和傳感器目前大的痛點在于工藝,尤其是在當紅的MEMS傳感器方面。由于MEMS工藝與MCU制程有所差異,同時國內MEMS工藝的起步時間相對較晚,如果再將兩者的SoC整合的話,難度將會增加不少。但是在加速度計、陀螺儀等容易整合的領域,已經有不少企業將其SoC化了,這里或許可以成為國內企業的發展起點。


所以,筆者認為,無論是MCU企業還是傳感器企業,深耕“MCU+傳感器”的SoC方案將會未來的大方向之一,在未來會有更多的本土企業將在智能家居、智慧醫療、智能汽車、智能表計等物聯網領域形成落地應用,并針對特色行業形成定制方案,推出本地化的定制芯片。


為了更好推動”MCU+傳感”在物聯網中實際應用,積極幫助企業開拓新場景和挖掘新市場。IOTE 2021國際物聯網展將于2021年8月18日-20日在深圳(福田)會展中心舉辦,這將會是一場關于物聯網產業鏈完整的展示。在IOTE 2021國際物聯網展上,我們能夠看到好的MCU和傳感器廠商帶來的新產品,也能夠了解到物聯網智能傳感器的發展動態。

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