8位MCU市场之争风云再起

    一度出现的缺芯潮令许多非专业人士也熟悉了微控制器（MCU）这个专业名词。近来MCU市场再次暗潮涌动，国际MCU大厂纷纷推出基于ARM Cortex-M0+内核的低成本MCU，旨在替代8位MCU。以32位MCU替代8位MCU是领域内的一个长期话题，此番重新被炒热，反映出MCU行业的何种动向？
    大厂激战8位MCU市场
    根据总线宽度，MCU通常可分为4位、8位、16位与32位等不同类型。从当前市场情况来看，4位与16位MCU的应用案例越来越少，市场上活跃的主要是8位与32位MCU。在过去以机械控制与简单指令为主的年代里，8位MCU有过辉煌时光，曾广泛应用于遥控器、电源开关、键盘鼠标，以及马达、工具机等设备之中，目前依然坚守着一片固有市场。但是随着电子产品走向智能化、网络化，网络通信、工业控制、边缘智能等高阶需求促使新设备向32位MUC靠拢，32位MCU已经成为主流，并不断向下蚕食8位市场。
    值得注意的是，近来国际MCU大厂加快了替代8位MCU的步伐。意法半导体近日推出基于ARM Cortex-M0+的STM32C0系列产品。Cortex-M0+是ARM推出面向低成本设备市场的芯片内核。意法半导体中国区微控制器和数字IC产品部总监曹锦东表示，STM32C0是意法半导体非常实惠的32位MCU产品，大大降低了32位功能的使用门槛，缩短了8位或16位MCU与更高性能32位MCU之间的差距。
    德州仪器也在近日带来了基于ARM Cortex-M0+的MSPM0系列产品。德州仪器相关人员表示，这次推出的MCU新品为客户提供了增强系统传感和控制功能所需的灵活性，同时降低了成本、复杂性，并缩短了设计时间。而在首次推出数十款产品以外，德州仪器计划在今年推出100多款MCU，力图将MSPM0产品系列打造为品类齐全的ARM Cortex-M0+ MCU产品组合。
    对此，芯谋研究高级分析师张彬磊认为，这些MCU大厂一直都有基于M0/M0+的32位产品。此番加速产品推出很正常，是他们强化低端市场的一个策略。中科芯蕊总经理胡晓宇也表示，大家再次关注8位市场是因为目前行业内比较卷，市场不太好做。从去年开始，整个消费类市场的订单萎缩得非常严重。对于那些以32位MCU为主的大厂来说，至少8位的订单是存在的。
    8位MCU厂商对于这样的举措自然也并非全无反应。依然保有较强8位产品线的MCU大厂微芯，日前宣布一项新的晶圆厂制造计划，耗资8亿美元将其位于美国俄勒冈州的格雷舍姆制造工厂产能提高两倍。不难想见，微芯的这次扩产行动中亦将包含8位MCU的产能扩充，进一步显示了其对8位MCU市场的信心。
    有关8位MCU市场的竞争再次变得激烈起来。
    成本是8位MCU当前最大优势
    面对32位MCU的“侵袭”，8位MCU有何优势？未来市场将会如何发展？对此，胡晓宇认为，8位MCU最大的优势在于成本。8位MCU的发展可以上溯到20世纪70年代，以8051架构为基础的8位MCU得到广泛应用。发展至今，很多厂商又对8051内核进行了一系列精简，以应对不同应用需求。这就使得此类芯片产品表现出极强的成本优势。
    据了解，目前市场上的一颗8位MCU，售价还不到1元，厂商依然能够保持不错的毛利率。这对32位MCU来说，具有非常大的挑战性。即使厂商能把价格压到1元以下，毛利也会变得非常可怜。张彬磊也认为，8位MCU短期之内仍不会被32位所取代。相对8位MCU，32位还没有表现出足够的性价比。据ICInsights统计，2011—2020年全球MCU产品中，4/8位MCU占比为15%。到2026年，全球4/8位MCU依然有24亿美元的规模。
    值得注意的是，即使8位MCU依旧会存留相当长的一段时间，但随着边缘领域智能化的发展，被32位替代依然是大势所趋，特别是当8位MCU的成本优势不再明显或者用户对智能化的需求盖过成本的时候。胡晓宇指出，现在32位MCU采用的工艺制程越来越先进，很多新产品已经开始采用了40纳米甚至是28纳米工艺。这比8位MCU已经先进太多。8位MCU表现出来的功耗优势在制程红利面前已基本不存在。如果价格优势再失去，就会被32位所替代。
    “现在M0内核产品的价格已经比较低了，但是M0内核还是有授权费用的，所以32位的性价比暂时还是不能超过8位和16位。但当M0位内核免费或者是针对一些特殊市场免费以后，那么它是可以和8位、16位竞争性价比的。它的晶圆面积更大，工艺节点也更小。”张彬磊认为。
    做好向32位MCU转移的准备
    在过去十多年的发展中，我国本土MCU企业取得了长足进步，尤其是2021年的芯片短缺令本土MCU厂商获得了一次难得的发展机遇。“这些年有越来越多的本土厂商投入MCU市场的开发，且这些企业多以32位为主。”胡晓宇指出。但也应该注意到，行业内依然存在不少固守8位市场的本土企业。当前情况下，这些企业应当做好向32位转移的准备。
    “国内MCU厂商现在确实是要把8位和16位尽快转向32位，8位在短期内是具有一些性价比优势的，但是在性能方面已经相对落后了。32位产品一旦把价格打下来，你的8位还没有来得及转型，很可能就再没有转型的机会了。其实去年MCU市场转冷之后，受冲击最大的就是8位和16位产品。”张彬磊强调。
    航顺芯片资深FAE产品经理陈水平则从另一个角度提出建议，目前中国本土的MCU公司越来越多，这也说明国内半导体设计行业的氛围也越来越好，许多以前做8位MCU的企业现在开始转向32位MCU。但是在转向过程中，本土厂商开发的产品大部分依然集中于中低端市场，因此下一步最迫切的任务是向更高端的市场空间拓展。这就要求本土企业投入更多人才、设备、资金，同时处理好上游晶圆、制程工艺等问题。这一任务的达成是由多重因素决定的，需要企业投入大量的精力。