深度專訪 | 今年的通用MCU市場(chǎng)有哪些新風(fēng)向？
2021年MCU市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛，受到疫情持續(xù)影響，半導(dǎo)體供應(yīng)普遍短缺、價(jià)格上漲，中國(guó)MCU廠商也迎來(lái)了發(fā)展的歷史機(jī)遇期。作為中國(guó)32位微控制器龍頭企業(yè)，兆易創(chuàng)新GD32 MCU不斷推出新產(chǎn)品、打開新產(chǎn)能、服務(wù)新領(lǐng)域，在各行各業(yè)的智能化熱潮中穩(wěn)步前行。兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一先生接受記者采訪時(shí)表示，“GD32 MCU累計(jì)出貨量已超過(guò)8億顆，服務(wù)客戶數(shù)量超過(guò)2萬(wàn)家。我們正在進(jìn)一步開辟新增產(chǎn)能，為蓬勃發(fā)展的市場(chǎng)需求提供交付保障?！?/p>
IHS此前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近5年來(lái)中國(guó)MCU市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率7.2%，是全球MCU市場(chǎng)增速的4倍。隨著物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車行業(yè)的持續(xù)火熱，MCU的出貨量也不斷上升。2020年中國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)268億元，與上年相比增長(zhǎng)5%。預(yù)計(jì)2021-2026年，我國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模將保持8%的速度增長(zhǎng)，至2026年，我國(guó)MCU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到513億元。
數(shù)據(jù)來(lái)源：IHS整理
目前中國(guó)MCU廠商積極布局通用型市場(chǎng)和中高端專用型市場(chǎng)，在消費(fèi)電子、智能儀表、物聯(lián)網(wǎng)等MCU主流應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展迅速。面對(duì)日益突顯的工業(yè)控制、大家電、汽車電子等市場(chǎng)供需差距，也存在較大的發(fā)展空間。以兆易創(chuàng)新GD32為代表的中國(guó)MCU廠商積極布局32位通用型芯片市場(chǎng)，目前已經(jīng)成為中國(guó)最大的Arm? MCU產(chǎn)品家族，提供了28個(gè)系列、近400余款型號(hào)選擇，全方位覆蓋高中低端市場(chǎng)，涵蓋入門級(jí)、主流型和高性能開發(fā)應(yīng)用需求，MCU內(nèi)核從M3/M4到最新的M23/M33以及RISC-V，一應(yīng)俱全。各系列都提供了前所未有的設(shè)計(jì)靈活度并支持軟硬件相互兼容，使得用戶可以根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)需求在不同型號(hào)間自由切換。IHS報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)Arm?-Cortex?內(nèi)核通用MCU市場(chǎng)，兆易創(chuàng)新的銷售額連續(xù)5年名列本土廠商第一，并且GD32 MCU的市場(chǎng)份額還在不斷加速提升。
一方面，從已公開的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)看，2021年上半年，兆易創(chuàng)新MCU產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入7.97億元，同比增長(zhǎng) 222.1%。在過(guò)去的2020年，MCU產(chǎn)品營(yíng)業(yè)收入相比前年增加了70.14%;銷量比前年增加75.94%，遠(yuǎn)高于中國(guó)MCU市場(chǎng)的平均增速，反映了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。
一方面，金總也提到，“兆易創(chuàng)新作為中國(guó)MCU市場(chǎng)的領(lǐng)跑者，一直致力于產(chǎn)品工藝的迭代演進(jìn)，優(yōu)化上游供應(yīng)鏈。并以多產(chǎn)線資源優(yōu)勢(shì)在穩(wěn)定供貨的同時(shí)率先打開新增產(chǎn)能，為迅速增長(zhǎng)的5G通信、新能源和儲(chǔ)能、工業(yè)控制和汽車應(yīng)用等智能化市場(chǎng)需求提供交付保障。也在不斷推進(jìn)大學(xué)計(jì)劃并完善生態(tài)系統(tǒng)，持續(xù)培養(yǎng)合作伙伴、培訓(xùn)目標(biāo)用戶，為開發(fā)者賦能?！?/p>
眾所周知，兆易創(chuàng)新的三大產(chǎn)品線是存儲(chǔ)器(Flash、DRAM)、控制器(MCU)、傳感器(Sensor)。兆易創(chuàng)新一直致力打造旗下多產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)的綜合性解決方案，MCU作為核心件，可與傳感器、模擬外設(shè)和信號(hào)鏈、各類存儲(chǔ)器組合聯(lián)動(dòng)。兆易創(chuàng)新也在積極探索，為嵌入式系統(tǒng)及終端提供更加出色的智能化應(yīng)用解決方案，包括射頻、新型存儲(chǔ)、硬件加速器、信號(hào)鏈、實(shí)時(shí)互聯(lián)、光電傳輸、電源管理、功率控制和智能傳感器等。
打造更全面、更細(xì)分的解決方案，縮短客戶產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)省時(shí)間成本、提升競(jìng)爭(zhēng)力;持續(xù)培養(yǎng)豐富MCU生態(tài)，加速產(chǎn)學(xué)研融合，加強(qiáng)與上下游合作伙伴的合作;借助數(shù)字化、智慧化浪潮，擴(kuò)張MCU產(chǎn)品覆蓋范圍。這三點(diǎn)是我們從本次與兆易創(chuàng)新的訪談中了解到的，也可認(rèn)為是通用MCU發(fā)展必由之路的重要組成部分。
追求time-to-market的完整方案
打造更全面、更細(xì)分的解決方案，幫助客戶縮短產(chǎn)品上市周期，從兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品布局就能看出來(lái)。在兆易創(chuàng)新面向電機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品布局中，圍繞MCU還提供了電源管理(PMIC)、Gate Driver(MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器)和鋰電池充電管理(Charger) 等產(chǎn)品。金總介紹，“在電機(jī)控制方面，我們做的是綜合性完整解決方案，不只提供了邏輯算法，還包含了功率級(jí)控制和信號(hào)調(diào)理?！?/p>
以兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品組合來(lái)看，從控制芯片本身到電源、傳感器，以及存儲(chǔ)器產(chǎn)品，提供了一站式解決方案。囊括了這些年兆易創(chuàng)新深耕的多個(gè)市場(chǎng)，包括NOR Flash、NAND Flash、MCU、PMU、Sensor以及最新的DRAM。
兆易創(chuàng)新GD30 PMU新產(chǎn)品系列目前主要面向4個(gè)應(yīng)用方向。其一是TWS耳機(jī)專門細(xì)分市場(chǎng)的充電盒管理IC;其二是電機(jī)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;還有LDO線性穩(wěn)壓器;以及面向新能源電池的充放電管理IC。
GD32E230F-TWS 無(wú)線耳機(jī)充電倉(cāng)方案
典型的例子是上圖中的TWS(True Wireless Stereo)耳機(jī)充電倉(cāng)解決方案。在這套方案中，“除了提供MCU之外，我們也提供TWS的PMIC(電源管理芯片)，這款新推出的電源管理芯片GD30WS8805就集成了充電、放電、通信、保護(hù)、耳機(jī)檢測(cè)、LDO等六大功能。在充電管理方面，可以給充電盒電池、耳機(jī)電池以及MCU供電，實(shí)現(xiàn)充電管理三合一，還可以配合GD32 MCU，通過(guò)I2C總線自由配置充電過(guò)程中的恒流充電流、恒流充跳轉(zhuǎn)電壓等多種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)TWS電源管理系統(tǒng)的智能化控制。值得一提的是，GD30WS8805內(nèi)置的LDO可以提供輸出50mA、3.3V 的電源，為外部電路供電，無(wú)需額外器件，從而減少方案的整體開支，以業(yè)界的領(lǐng)先創(chuàng)新獲得了TWS行業(yè)客戶的廣泛關(guān)注。
金總介紹，“只需要加上一些外圍器件，就構(gòu)成了TWS耳機(jī)充電盒管理的Turnkey解決方案。目前，這顆電源管理芯片GD30WS8805已經(jīng)成功打入市場(chǎng)，一些行業(yè)頭部客戶已經(jīng)開始導(dǎo)入并批量出貨?！边@實(shí)則也體現(xiàn)了兆易創(chuàng)新期望圍繞MCU，擴(kuò)展細(xì)分市場(chǎng)的實(shí)踐;讓細(xì)分市場(chǎng)的下游客戶能夠以更直接的方式獲得更完整的方案。
“在Turnkey解決方案方面，我們的專業(yè)AE團(tuán)隊(duì)關(guān)注每個(gè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)細(xì)分市場(chǎng)提供豐富的行業(yè)解決方案，幫助客戶的研發(fā)項(xiàng)目快速落地，迅速推出產(chǎn)品?！?/p>
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子市場(chǎng)而言，成本極其關(guān)鍵。兆易創(chuàng)新發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，輔以MCU市場(chǎng)本身的優(yōu)勢(shì)地位，打造高性價(jià)比方案——對(duì)下游客戶而言自然直接節(jié)省了成本;與此同時(shí)，如前所述這類綜合性解決方案可以加快time-to-market時(shí)間，時(shí)間成本得以節(jié)省。從成本、研發(fā)速度兩方面都做得最優(yōu)。
“從娃娃抓起”的教育市場(chǎng)
堅(jiān)持“產(chǎn)品”與“生態(tài)”并舉，是兆易創(chuàng)新GD32 MCU服務(wù)客戶、樹立行業(yè)燈塔的法則。除了產(chǎn)品本身，擴(kuò)張生態(tài)也是相當(dāng)重要的。如上所述，藉由細(xì)分市場(chǎng)構(gòu)成影響力也屬于生態(tài)擴(kuò)張的組成部分。除此之外，兆易創(chuàng)新還從教育以及生態(tài)合作兩方面做布局。
合肥是兆易創(chuàng)新重要的應(yīng)用支持基地，“兆易創(chuàng)新集成電路科技館”就坐落于此。該館于2019年正式面向大眾開放以來(lái)，已接待了來(lái)自科研機(jī)構(gòu)、集成電路產(chǎn)業(yè)同行、高校老師和大學(xué)生、青少年等大批參觀者。借著兆易創(chuàng)新獲批加入示范性微電子學(xué)院產(chǎn)學(xué)融合發(fā)展聯(lián)盟的契機(jī)，科技館成為該聯(lián)盟的合作資源，與高校在微電子人才培養(yǎng)、校企合作等方面開展多層次合作。
金總表示，“我們通過(guò)科技館中各種聲光電的立體展示，生動(dòng)演示了集成電路如何從硅(沙子)變成芯片(金子)的全過(guò)程，非常形象具體，令人印象深刻;在科技館還開設(shè)了大師講堂，開館時(shí)我們邀請(qǐng)了FinFET發(fā)明人胡正明教授來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)闡述大師觀點(diǎn)，去年我們邀請(qǐng)了半導(dǎo)體物理的鼻祖施敏院士給觀眾做科普教育。以科技館為基地，持續(xù)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能。”
“這是中國(guó)第一個(gè)由企業(yè)出資興建的以集成電路為主題的科技館。讓高等院校、科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)同行以及全社會(huì)全年齡層人群都能夠進(jìn)一步了解集成電路的演化歷史，萌發(fā)對(duì)未來(lái)信息世界的無(wú)盡暢想?！苯鹂傪堄信d致地介紹，“科技館的設(shè)計(jì)已經(jīng)申請(qǐng)了專利。”
將“以人為本”理念引入MCU教育是兆易創(chuàng)新全方位人才培養(yǎng)模式的特色，涵蓋了幼兒和中小學(xué)、高職?？?、大學(xué)本科和研究生階段，這樣的“四級(jí)火箭”式的強(qiáng)有力教育推進(jìn)機(jī)制，金總對(duì)此展開介紹：
首先、MCU需要“從娃娃抓起”。我們與Linkboy共同打造的“中國(guó)芯少年”圖形化編程仿真平臺(tái)，非常適合針對(duì)青少年開展“MCU編程與集成電路科普行動(dòng)”，與國(guó)家普及“中國(guó)芯”教育指導(dǎo)思想契合。目前這款LinkBoy科普編程套件已經(jīng)被引入到小學(xué)及初中的教學(xué)課程中。
其次，MCU使用需要有“匠人精神”，深度參與“1+X”項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)”意義重大。在教育部和國(guó)家部委支持下，與第三方教育科技機(jī)構(gòu)合作，針對(duì)中專和職高開展MCU技術(shù)和實(shí)操教學(xué)和考核，對(duì)合格者頒發(fā)教育部認(rèn)證的職業(yè)技能等級(jí)證書。GD32口袋實(shí)驗(yàn)室則為更成熟的開發(fā)者而打造，著眼于社區(qū)范圍內(nèi)的“教育”推廣。
第三，高等院校是培植MCU產(chǎn)學(xué)研融合的沃土，“GD32大學(xué)計(jì)劃”為此設(shè)立“四個(gè)維度”，包括打造精品課程、開展師資培訓(xùn)、設(shè)立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室促進(jìn)開發(fā)實(shí)踐、舉辦電子競(jìng)賽發(fā)揮雙創(chuàng)活力。
今年8月，由林金龍和何小慶老師編著，第一本基于GD32VF103系列芯片的技術(shù)叢書《深入理解RISC-V程序開發(fā)》已經(jīng)出版上架。后續(xù)兆易創(chuàng)新將以這本專著為依托，開展一系列的RISC-V開源生態(tài)普及活動(dòng)。
這輛展出的智能車，是由兆易創(chuàng)新合肥工業(yè)大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的作品。其電路板設(shè)計(jì)基于RISC-V內(nèi)核的GD32VF103。這輛智能車可以避障、環(huán)繞、加速，做各種控制。其目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景包括智能配送、智能倉(cāng)儲(chǔ)等。這是GD32大學(xué)計(jì)劃持續(xù)深化的成果。
GD32智能車方案
另外，研究生等高層次人才培養(yǎng)是MCU科研創(chuàng)新的重點(diǎn)，兆易創(chuàng)新連續(xù)多年冠名中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。此為教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心指導(dǎo)，中國(guó)電子學(xué)會(huì)和中國(guó)學(xué)位與研究生教育學(xué)會(huì)主辦，面向全國(guó)在讀研究生的年度賽事。2021年“兆易創(chuàng)新杯”第16屆研電賽，全國(guó)共有5120支隊(duì)伍成功報(bào)名參賽，同比增長(zhǎng)34%。參賽師生接近3萬(wàn)人，參賽高校254所。研電賽持續(xù)激發(fā)廣大師生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意，涌現(xiàn)了一大批優(yōu)秀作品。
合作構(gòu)建開發(fā)生態(tài)
兆易創(chuàng)新GD32V系列是全球首個(gè)基于RISC-V內(nèi)核的32位通用MCU產(chǎn)品，在2019年推出就受到了全行業(yè)的關(guān)注，并在德國(guó)紐倫堡舉辦的國(guó)際頂級(jí)展會(huì)Embedded World 2020上囊括全場(chǎng)唯一的最佳硬件產(chǎn)品大獎(jiǎng)。下圖是兆易創(chuàng)新與瑞典IAR共同推出的RISC-V開發(fā)套件。業(yè)界主流工具廠商都在積極地為RISC-V MCU提供支持，也表現(xiàn)出對(duì)于RISC-V技術(shù)以及GD32品牌的重視和認(rèn)可。
值得一提的是，兆易創(chuàng)新一方面主要立足于Arm Cortex?-M內(nèi)核的MCU，另一方面也是全球首家推出RISC-V 32位通用MCU的廠商，RISC-V在兆易創(chuàng)新的定位中并非用于取代Arm，而是作為市場(chǎng)的差異化補(bǔ)充?！癛ISC-V在我們的細(xì)分產(chǎn)品線存在一些先天優(yōu)勢(shì)，包括指令集本身是開源的——可以滿足某些細(xì)分垂直市場(chǎng)和差異化創(chuàng)新應(yīng)用的需求。”
GD32和IAR Systems聯(lián)合推出的RISC-V開發(fā)套件
RISC-V也更有利于實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)和定制化，在細(xì)分領(lǐng)域可以滿足更多的差異化需求。兆易創(chuàng)新能夠藉由RISC-V產(chǎn)品線覆蓋更多有差異化需求的客戶，實(shí)現(xiàn)細(xì)分領(lǐng)域的產(chǎn)品擴(kuò)充。
金光一特別提到，兆易創(chuàng)新作為全球首家推出RISC-V MCU的廠商，后續(xù)還會(huì)不斷完善RISC-V產(chǎn)品線。此前發(fā)布的是面向主流市場(chǎng)的產(chǎn)品，兆易創(chuàng)新未來(lái)還陸續(xù)推出各類高性能的、低成本的RISC-V MCU，“為RISC-V技術(shù)提供更多發(fā)揮空間”。
擴(kuò)展生態(tài)還需要與合作伙伴做聯(lián)動(dòng)。金總向我們介紹了多款由合作伙伴構(gòu)建或者結(jié)合了合作伙伴相關(guān)能力的方案。比如下圖這款來(lái)自翌控科技的工業(yè)PLC方案。該方案基于兆易創(chuàng)新GD32F450系列MCU，采用GD32F450+FreeRTOS+LwIP基礎(chǔ)平臺(tái)，LogicLab編程工具支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)五種編程語(yǔ)言(梯形圖、結(jié)構(gòu)化文本、功能塊圖、順序功能圖與指令表)以及基礎(chǔ)PLC函數(shù)與功能塊，支持在線數(shù)據(jù)監(jiān)控與調(diào)試、邏輯示波器、現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)等功能，并且可支持深度OEM定制。
GD32與翌控科技聯(lián)合推出工業(yè)PLC方案
從展示界面可見，這套方案采用圖形化編程方式，實(shí)現(xiàn)圖形化界面到代碼的轉(zhuǎn)換，用戶通過(guò)配置圖形界面就能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的PLC編程。這套工具已經(jīng)適配GD32 MCU平臺(tái)，可幫助客戶加速工業(yè)PLC應(yīng)用的開發(fā)。客戶使用免費(fèi)的工具，直接設(shè)置參數(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)PLC的工業(yè)類控制。
工業(yè)PLC方案的PC端工具演示
除了此類頗具創(chuàng)新的合作，還有更多生態(tài)拓展。在當(dāng)今萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)下，MCU作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的主控核心，需要連接至云端以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等更豐富的特性。因此兆易創(chuàng)新自然需要與操作系統(tǒng)、云服務(wù)供應(yīng)商合作。
GD32&Microsoft Azure操作系統(tǒng)方案
GD32&AWS操作系統(tǒng)方案
比如上面兩張圖展示的，是兆易創(chuàng)新分別與微軟、亞馬遜的合作，兆易創(chuàng)新的MCU可連接至Microsoft Azure云;而通過(guò)FreeRTOS，就能連接到AWS亞馬遜云。一鍵上云的過(guò)程對(duì)開發(fā)者而言也相當(dāng)簡(jiǎn)單。
隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能設(shè)備正在加速普及。我們的身邊，有智能音箱、掃地機(jī)器人等新智能設(shè)備品類出現(xiàn)，同時(shí)在智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)和智能城市等領(lǐng)域，智能化的腳步也在向前進(jìn)展。在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下，對(duì)MCU的性能也提出更高要求。目前，在人工智能領(lǐng)域主要需要解決的痛點(diǎn)包括如何處理海量數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)更精確的控制，如何以更低成本、更低延遲和更低功耗實(shí)現(xiàn)更高的性能，這些都是我們?cè)贏IoT領(lǐng)域主要的發(fā)力方向。無(wú)論是連接用的小型節(jié)點(diǎn)、收集與記錄資料的感測(cè)器中樞，主要都以MCU平臺(tái)為基礎(chǔ), 兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品還可以在海量的應(yīng)用場(chǎng)景中找到。
GD32&涂鴉智能AIoT方案
例如上圖展示的是兆易創(chuàng)新與涂鴉智能合作的AIoT方案。金光一告訴我們兆易創(chuàng)新也已成為涂鴉智能的開發(fā)生態(tài)伙伴。這套方案通過(guò)MCU的I2S+SDIO外設(shè)，實(shí)現(xiàn)播放本地SD卡里的音頻;通過(guò)MCU集成的WiFi接口實(shí)現(xiàn)開發(fā)板的配網(wǎng)，以及手機(jī)App、Tuya IoT云端與設(shè)備三方的數(shù)據(jù)互連，并支持與涂鴉APP交互，遠(yuǎn)程控制開發(fā)板設(shè)備實(shí)現(xiàn)歌曲播放/暫停/切歌的功能。
尤為值得一提的是，該demo基于兆易創(chuàng)新GD32W515系列Wi-Fi MCU設(shè)計(jì)。GD32W515將Wi-Fi射頻模塊也直接集成到了MCU內(nèi)部，并且延續(xù)了GD32 MCU產(chǎn)品家族的軟硬件兼容性，支持代碼復(fù)用。目前該系列Wi-Fi MCU已經(jīng)取得了Wi-Fi聯(lián)盟授權(quán)認(rèn)證，并通過(guò)Arm平臺(tái)安全架構(gòu)PSA level 1認(rèn)證，幫助終端用戶提升設(shè)備的安全性和可靠性。
涂鴉智能目前的諸多智能硬件及智能生態(tài)產(chǎn)品都接入了兆易創(chuàng)新的MCU。涂鴉構(gòu)建生態(tài)以具體的場(chǎng)景來(lái)打造解決方案，如酒店管理、公寓樓、智慧交通等。從理念上來(lái)看，兆易創(chuàng)新與涂鴉智能相當(dāng)契合：就像金總提到的，兆易創(chuàng)新正也為更多細(xì)分市場(chǎng)客戶打造解決方案。
MCU應(yīng)用于更多創(chuàng)新領(lǐng)域
TWS耳機(jī)充電解決方案就是體現(xiàn)覆蓋更多“細(xì)分市場(chǎng)”的典型案例。而除此之外，GD32 MCU還可以在海量的應(yīng)用場(chǎng)景中找到。借助如今萬(wàn)物互聯(lián)、數(shù)字化與智慧化的浪潮，大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要使用通用MCU產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)與MCU市場(chǎng)的關(guān)系密不可分，無(wú)論是連接用的小型節(jié)點(diǎn)、采集與記錄數(shù)據(jù)的感測(cè)器中樞，都要以MCU平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)備開發(fā)。
隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能設(shè)備正在加速普及。在我們身邊，出現(xiàn)了智能音箱、掃地機(jī)器人等新智能設(shè)備品類，同時(shí)在工業(yè)控制、智慧農(nóng)業(yè)和智慧城市等領(lǐng)域，智能化的腳步也在不斷向前。在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下，對(duì)MCU性能也提出了更高的要求。目前，在人工智能領(lǐng)域主要需要解決的痛點(diǎn)包括如何處理海量數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，低延遲、低功耗、高性能比，以及支持TinyML等智能算法，這些都是兆易創(chuàng)新在人工智能領(lǐng)域主要的發(fā)力方向。
兆易創(chuàng)新在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域頗有建樹。比如養(yǎng)殖業(yè)逐漸開始引入智能畜牧的理念，要控制喂食、檢測(cè)通風(fēng)、做好溫濕度管理，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；约熬珳?zhǔn)量化養(yǎng)殖，MCU是其中的關(guān)鍵。再比如茶葉種植，需要監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、雨量、土壤溫濕度等數(shù)據(jù)，這些都離不開MCU的存在。甚至用于農(nóng)業(yè)溫室大棚育種、空中施肥的無(wú)人機(jī)，高效收割的農(nóng)機(jī)等也都已經(jīng)廣泛使用GD32 MCU。兆易創(chuàng)新與廈門大學(xué)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在海洋經(jīng)濟(jì)方向的探索正是基于GD32 MCU所做的開發(fā)。
實(shí)際上，不僅是AIoT的發(fā)展給MCU帶來(lái)了大量的機(jī)遇，MCU的技術(shù)革新和功能拓展也給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更多的可能性。
GD32 MCU吸塵器高速電機(jī)方案
金光一先生給我們介紹了許多可以體現(xiàn)通用MCU覆蓋更多應(yīng)用場(chǎng)景的例子，如上圖的吸塵器電機(jī)方案。這套吸塵器方案，藉由兆易創(chuàng)新的MCU實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。方案采用GD32E230超值型MCU用于控制電機(jī)，搭載Cortex?-M23內(nèi)核，具備了極高的性價(jià)比。通過(guò)兆易創(chuàng)新研發(fā)的FOC(Field-Oriented Control)算法，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)高達(dá)10萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。
金光一先生表示，“工業(yè)控制領(lǐng)域在MCU市場(chǎng)中一直占據(jù)著重要地位。隨著市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及控制器性能的要求也越來(lái)越高。首先，電機(jī)系統(tǒng)數(shù)字化是必然的發(fā)展方向。電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在高性能高速處理器的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多變的控制算法，進(jìn)一步提升電機(jī)效率。其次，電機(jī)系統(tǒng)輕量化和集成化也是發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合有限的外圍器件能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的控制效果，主控芯片集成多種功能，不僅減小控制系統(tǒng)體積，也有利于提高電機(jī)系統(tǒng)效率，降低能耗損失。這套方案現(xiàn)在很受歡迎。除了吸塵器以外，更多智能硬件也會(huì)選擇類似的方案，包括掃地機(jī)器人、吹風(fēng)機(jī)、破壁機(jī)等常見的智能家居產(chǎn)品?！?/p>
GD32E5系列開關(guān)電源方案
上圖演示的開關(guān)電源是基于兆易創(chuàng)新GD32E5系列打造的。該系列主要面向電機(jī)和電源這樣的工業(yè)應(yīng)用。這個(gè)系列內(nèi)置超高精度定時(shí)器(SHRTIMER)，分辨率最快90ps。對(duì)于電源類應(yīng)用而言，效率可以做得很高。其中電壓可調(diào)范圍0-30V，電流可調(diào)范圍0-3A，最大可承載90W輸出功率。
GD32E5系列電機(jī)+顯示屏驅(qū)動(dòng)方案
上圖Demo中的這顆MCU本身既能驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也能驅(qū)動(dòng)顯示屏。電機(jī)轉(zhuǎn)速在顯示屏上可實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)顯示屏觸控操作還能交互控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度、占空比等參數(shù)。
GD32指夾式血氧儀方案
醫(yī)療健康相關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)不需要再多做贅述，因?yàn)橐咔榈脑?，額溫槍、制氧吸氧機(jī)、血氧儀、心率監(jiān)測(cè)、血壓計(jì)等醫(yī)療健康設(shè)備普遍有著龐大的市場(chǎng)需求，另外還有大量的COVID-19檢測(cè)儀和疫苗保溫箱等支援抗疫。兆易創(chuàng)新作為這些設(shè)備的MCU供應(yīng)商自然也不例外。金總也提到，兆易創(chuàng)新在這部分市場(chǎng)一直有著相當(dāng)大的出貨量。
智能電表也是今年市場(chǎng)的重要機(jī)遇，智能化抄表、遠(yuǎn)程抄表，融合終端是近兩年的趨勢(shì)。“國(guó)網(wǎng)就在積極主導(dǎo)電表的智能化升級(jí)改造。IR46電表后續(xù)都要求使用兩顆MCU。以及在水表、氣表方面，我們都看到持續(xù)增長(zhǎng)點(diǎn)?！?/p>
貫穿電力應(yīng)用的整個(gè)環(huán)節(jié)，從發(fā)電，到輸變電，到配電和用電等場(chǎng)景也有MCU的應(yīng)用機(jī)會(huì)：比如輸變電需要做功率因數(shù)補(bǔ)償，還有負(fù)載開關(guān)等，儲(chǔ)能也需要對(duì)電池充放電進(jìn)行管理和逆變。整個(gè)電力市場(chǎng)也會(huì)成為未來(lái)兆易創(chuàng)新的重要布局方向。
與此同時(shí)，與新基建相關(guān)的還包括軌道交通，鐵路信號(hào)控制、交通路面標(biāo)識(shí)等，亦為兆易創(chuàng)新看到的機(jī)會(huì)?！吧踔涟ㄖ悄軣魲U，里面集成了指示、定位、充電等各種功能。這里面還有我們很多的應(yīng)用案例?！苯鹂傃a(bǔ)充道。
只要是令傳統(tǒng)設(shè)施設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化，就必定與MCU相關(guān)。還有更多我們之前未曾談到的熱點(diǎn)，如新能源汽車對(duì)MCU的需求量就相當(dāng)大。汽車正在往智能化方向發(fā)展，作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算和處理的核心，MCU是實(shí)現(xiàn)汽車智能化的關(guān)鍵。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一輛汽車中所使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量中，MCU芯片約占30%。這意味著每輛車需要使用100-200顆MCU芯片。隨著汽車不斷向智能化演進(jìn)，MCU的需求增長(zhǎng)也將越來(lái)越快?！?span style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: 700;">我們車規(guī)級(jí)的產(chǎn)品也早已在研發(fā)中了，半年內(nèi)預(yù)計(jì)就會(huì)有車規(guī)級(jí)的MCU正式面世。”金光一強(qiáng)調(diào)。
兆易創(chuàng)新2021中報(bào)中提到，“上半年公司MCU產(chǎn)品營(yíng)收同比增長(zhǎng)222.1%，在能源電力、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、安防監(jiān)控、汽車儀表、娛樂影音、T-BOX、家電等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)良好增長(zhǎng)。公司始終以客戶需求為導(dǎo)向，今年計(jì)劃推出包括PMU、WiFi和低功耗等在內(nèi)的新產(chǎn)品，不斷演進(jìn)“MCU百貨商店”的定位與內(nèi)涵，豐富工規(guī)、車規(guī)、消費(fèi)等領(lǐng)域產(chǎn)品，為客戶提供完整解決方案。”這不僅說(shuō)明了兆易創(chuàng)新這家企業(yè)在MCU方面的發(fā)展思路，實(shí)則也是整個(gè)行業(yè)的著眼點(diǎn)。
藉由自身的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)打造更完整、更細(xì)分的解決方案，同時(shí)擴(kuò)張MCU生態(tài)布局，以及借助市場(chǎng)大趨勢(shì)讓MCU產(chǎn)品覆蓋到更多的領(lǐng)域，是我們本次與兆易創(chuàng)新的深度專訪中感受到的思路。這些都是兆易創(chuàng)新擴(kuò)大MCU銷量?jī)?yōu)勢(shì)的舉措，以及市場(chǎng)本身大環(huán)境造就的。
