MCU厂商32位元战略布局各有盘算

主要MCU大厂在32位元领域的战略布局其实不尽相同，但产品设计有其共通点。安谋（ARM）台湾总经理吕鸿祥就一针见血地指出MCU产品「少量多样」的多元应用特性，32位元MCU亦是如此。产品线的多样性、开发工具的开放性、和产业环境（ecosystem）的强力奥援下，满足各种应用条件的客制化需求，正是各大厂32位元MCU产品不约而同之处。

因此，今年客户对于32位元MCU的反应已明显积极起来。意法半导体（STMicro）产品行销经理杨正廉便指出，去年多数客户还在观望32位元MCU的市场动向，今年初很快地就及早决定扩大采用32位元MCU，除了上述主要应用领域之外，在工业用电源UPS、逻辑控制器、电表、PLC、电脑周边、GPS导航和医疗器材等领域也开始扩散普及。

《图一安谋科技（ARM）台湾总经理吕鸿祥表示，到2012年之前，安谋在MCU的发展策略是朝向提高效能和性价比这两条路径发展，今年安谋将与更多MCU厂商推出以Cortex M0为代表的一系列微控制器产品》

面对情势转好，MCU大厂也已经做好32位元MCU战略布局。瑞萨（Renesas）不仅针对汽车多媒体娱乐系统、导航系统和安全辅助装置等等，提出相适应的微控制器解决方案，并且先行一步，在电动汽机车电池微控制器方案上，取得有利的战略位置。另外，意法半导体则主打工业电源和汽车电子领域，汽车电子领域是以娱乐资讯系统（infotainment）与GPS追踪和导航等为主，至于在动力引擎部分牵涉到客户不同需求，因此意法主力并未将主力放在这块领域，另外则开始积极介入资料搜集器、电源远端控制系统和其他网通领域。值得注意的是，意法已经开始涉足油电混合车和纯电动车领域的32位元控制器。至于富士通微电子（Fujitsu Microelectronics）则是全力抢攻车载资通讯应用，并锁定行动通讯、汽车电子、先进影像处理、高速计算等四大领域。 Microchip则欲在通讯、工业/医疗、消费性/家电及汽车等应用齐头并进。

传动系统和纯电动车应用角色吃重

若以汽车电子领域来看， 32位元MCU的主力应用遍及车用导航（NAVI）、汽车音响、安全辅助和汽车传动系统（power train）等领域。在一般汽车传动系统和电​​动汽机车电池领域，32位元MCU就扮演非常关键的角色；此外在安全应用包括倒车辅助、影像辨识、车侧死角、前后段距离控制等，32位元MCU也正被广泛采用。台湾瑞萨第一营业技术行销部第一课主任何吉哲便指出，目前汽车传动系统几乎都是32位元MCU控制为主，16位元MCU已无法承担。在动力系统的32位元MCU产品，瑞萨与主要零配件大厂诸如Denso和Bosch等已经密切合作许久。

《图二台湾瑞萨第一营业技术行销部第一课主任黎柏均（右）和何吉哲（左）认为，32位元MCU会越来越注重支援多重周边控制和软体运算功能，而32位元MCU若要能不断扩大影响力，客户的稳定支援是非常重要的关键》

至于在电动车方面，主要驱动力仍是以马达为主，因此支援马达控制的32位元MCU方案，角色也就相当重要；而电动车电池的32位元控制器，更需要强有力的车厂或汽车零配件客户，提供足以挥洒研发实力的平台；另外越来越多的摩托车也开始朝向喷射引擎发展，也是32位元MCU可以大展身手的领域。在这方面瑞萨具有相对优势，正积极研发纯电动车马达、电动汽机车电池的32位元微控制器。

车载资通讯等待32位元MCU大展身手

至于车载资通讯则是32位元MCU可大放异彩的新兴领域。车载资通讯是整合汽车电子安全、舒适、环保此三大相互辅助系统架构的关键网路，3D图形可显示相关资讯。富士通微电子应用技术副理李瑞棋指出，车载通讯网路是一个相当严谨、复杂、也非常先进的系统，因此导入嵌入式系统的概念相当重要。例如汽车开放系统软体架构标准AUTOSAR，就需要整合软硬体的开发平台设计，藉由32位元控制器解决方案去提高编码重复使用率，同时可进一步开发车用软体效率的驱动器，整合CAN、 LIN、FlexRay各类车内网路的功能。这样客户便可专注于应用层的软体开发，有效缩短产品开发验证的时间。

核心控制渐趋复杂 周边控制和软体支援益加重要

正因为32位元MCU需要处理越来越多的事件，因此支援功能也越来越复杂。当产品控制器运算越来越复杂时，高阶控制器的发展也会跟著成长。台湾瑞萨第一营业技术行销部第一课主任黎柏均因此生动地形容，32位元MCU在处理效能的不断提升，就好像作业系统从DOS迈向Windows的发展路径一般。

何吉哲则举例指出，例如车用导航系统加入陀螺仪、2D/3D和3G通讯功能，车用导航系统的32位元控制器，就需扮演核心控制的角色，CPU运算和周边介面的支援功能，也会越来越多。这样的核心控制，需要进一步支援3G模组、WiMAX、控制导航、CAN汇流排、显示萤幕、多媒体应用等等功能。车用资通讯网路下的32位元控制器设计也是如此，包括车身电子、底盘安全、资讯娱乐、动力控制等部分，都需要与车载通讯网路相互整合。简言之，整合音讯、多媒体、导航、通讯和安全（A/V/N/C/S）的车用系统俨然成形，32位元MCU就需要满足相关客制化的设计内容。

《图三　意法半导体（STM）产品行销经理杨正廉指出，8位元MCU仍有不可小觑的市场需求量，16位元MCU市场可用提升8位元MCU的控制效能和记忆体容量来取代》

因此黎柏均认为，32位元MCU会越来越注重支援多重周边控制和软体运算功能，包括与汽车内部网路CAN、LIN或是FlexRay之间的连结，以及对于感测元件、A/D、D /A、乙太网路、RF、USB Device/HOST/OTG、I2C、I2S等的多重支援等等。 CPU核心的运算能力对于32位元MCU来说仍然重要，同时也更需要搭配控制晶片之间在系统端的连结设定内容。意法产品行销经理杨正廉则指出，提升MIPS效能、记忆体容量、高度整合周边设计，会是今年32位元MCU的设计核心，在整合周边设计部分，除了USB和2.4GHz无线连结之外，应用在工业控制和远​​端遥控系统的ZigBee也是重点项目。而客户端的软体整合，更是能否提升32位元MCU效能的重要关键。

ARM顺势改变MCU市场生态

以往厂商在MCU架构上各行其是，软硬体标准之间在共通性和相容性的障碍，让各类MCU平台难以相互整合。不过当ARM提出Cortex M系列的控制器核心架构之后，已彻底改变了MCU的市场生态。现在大部分的32位元MCU厂商，几乎是以ARM的Cortex M3作为控制器的核心架构，主要包括意法半导体、飞思卡尔（Freescale）、德州仪器（TI）、恩智浦（NXP）等等。

《图四　32位元MCU应用领域涵盖工业、消费电子和车用三大领域》

安谋市场行销经理陈洛认为，ARM承继以往在SoC领域的设计要点，不断健全软硬体开发工具和产业环境，提供全套的支援方案，是MCU厂商高度支持ARM控制器核心架构的主因。陈洛进一步指出，Cortex M3一开始是为了改良ARM 7指令集架构所设计的，ARM 7一开始也是针对手持装置所设计的CPU核心指令，相当注重功耗设计，那时也有厂商使用ARM 7作为32位元MCU核心，不过在架构上便有所局限，因此Cortex M3便获得多数MCU厂商的青睐。

安谋总经理吕鸿祥则进一步表示，到2012年之前，安谋在MCU的发展策略是朝向提高效能和提升性价比这两条路径发展。今年安谋将与更多MCU厂商推出以Cortex M0为核心的一系列微控制器产品，同时也会推出新一代MCU核心架构。目前ARM也因应不同客户需求，例如针对FPGA烧录和智慧安全卡所需的指令架构，或者与使用8051开发工具的客户进一步连结，设计出客制化的ARM Cortex系列方案。同时协助8051开发工具的厂商顺利地进入32位元MCU阶段，适应不同的指令集环境，是今年ARM必须承担的责任与挑战。

吕鸿祥认为，越来越多客户选用ARM的CPU架构作为32位元MCU的核心，欧系MCU厂商也慢慢开始不再维护MCU核心架构，以往坚持自己维护开发控制器核心架构的日系MCU厂商，也开始有慢慢松动的迹象。例如，富士通微电子也积极导入ARM Cortex-M系列的MCU架构。应用技术副理李瑞棋便认为，市场上目前有许多软体技术正以ARM Cortex-M系列为基础，站在有效利用客户软体资源的立场，使客户缩短产品开发时程，减少客户及自身软体开发成本，富士通正朝向ARM核心的MCU架构来发展。

日系MCU大厂仍不放弃坚守核心架构

现在不以ARM控制器核心为主的厂商，大概只有少数例如瑞萨等日系MCU大厂、和以MIPS架构为主的Microchip等等。台湾瑞萨第一课主任黎柏均便指出，目前瑞萨在32位元MCU可分为高阶RISC和低阶CISC两大类。 32位元MCU几乎都是以自己独力开发的CPU核心架构为基础：RISC架构则以之前Hitachi所开发的Super H核心为根基，而低阶32位元MCU则采用Mitsubishi的M32结合Hitachi的H8核心的CISC架构。此外高速快闪记忆体也是瑞萨自己所开发的IP，程式处理效能可达100MHz以上，所有系列都搭配高速效能的快闪记忆体。

黎柏均强调，因为有自己专属的CPU核心，因此可以维护提升MCU内处理器的运算效能，在价格竞争力上也有弹性，不会像ARM核心的控制器在价格上受市场的制约。况且由于MCU核心架构是独力开发，MCU设计比较不会考虑到标准化的MCU规格，这也是日系MCU厂商的特色之一。

因此他认为，自身开发CPU核心，相对具有独立性，在周边介面的开发能力也较高，在市场上「其实不需要大家都讲一样的话」，MCU产品具备区隔差异化也是件好事，「毕竟ARM核心MCU市场已经非常拥挤」。于是不同于ARM核心控制器朝向高速效能设计的路径，瑞萨在高阶32位元MCU架构的发展策略，是以多核心和多执行绪设计为主要考量。黎柏均认为这才能满足汽车微控制器核心控制应用需要处理多种事件的运算能力，也才可以符合汽车电子或工业控制应用注重安全的设计考量。

《表二　32和64位元MCU市场发展预测 》 资料来源：ARM

32位元和8位元并存主导MCU市场

尽管32位元MCU应用越来越普及，但短期内不可能全面吃下所有的MCU市场。除了价格还是较高之外，其他MCU应用领域也不一定非得32位元MCU不可，因此其他位元数MCU仍有其发展空间。但虽然大部分MCU厂商仍是维持生产供应不同位元数的MCU产品，不过他们几乎都认为，MCU的发展路径应会往32位元和8位元两端集中，这两者将会占有绝大部分的MCU市场。

吕鸿祥便指出，8位元和32位元MCU会同时并存，8位元MCU不会消失，至于以往采用16位元控制器作为智慧卡主要应用的厂商，目前已经开始考虑朝向32位元MCU发展。另外，很早就提出以8位元和32位元作为MCU发展主轴的意法半导体，也是持续承继以往，认为32位元和8位元MCU就可满足绝大部分的微控制器市场需求。杨正廉就表示，8位元MCU仍有不可小觑的市场需求量，例如针对笔电触控板和触控按键的8位元触控控制器。至于16位元MCU市场，可用提升8位元MCU的控制效能和记忆体容量来取代，这可减少客户选用MCU开发平台的复杂度，有效利用维持平台开发的成本。杨正廉亦认为，短期内市场对于8位元和32位元MCU还是有相当明显的需求量，客户也有朝这两​​方面集中的趋势。

《图五 富士通微电子应用技术副理李瑞琪表示,因应客户在32位元MCU的设计需求,可建立市场导向和客制化MCU两套业务模式》

黎柏均则认为，尽管瑞萨可涵盖4～32位元MCU产品线，不过MCU核心控制渐趋复杂，周边控制和软体支援也益加重要，因此MCU厂商会不断革新MCU设计环境和开发工具。 MCU市场会有一定的应用轨迹作为依循，不一定要以Super Set的方式、把所有位元数的MCU产品线「包山包海」。 MCU的价格永远会是关键因素，而8位元和32位元应该都还有广大的市场需求继续支撑。而目前能自行开发8、16、32位元以及多核心CPU架构MCU产品的富士通微电子，也认为低价32位元MCU不会在近期内取代既有8位元MCU市场。李瑞棋表示，现阶段低价32位元MCU仍然受限于成本或功耗等因素，此外用户的开发环境、工具和使用习惯，也尚需一段时日才会改变，因此8位元MCU还有不错的发展空间，8位元和32位元将是未来MCU市场的主导力量。

32位元MCU开疆拓土 客户稳定支援是王道

32位元MCU若要能不断地扩大影响力，客户的稳定支援是非常重要的关键，特别是在汽车电子领域，车厂、零配件供应商和控制器厂商之间的供应链，需要经过巨细靡遗的验证程序，才能获得车厂或零配件大厂稳定长期的合作关系。主要日系MCU供应大厂便具备日系车厂强大的采购支援作为基础，并且能够独立维护革新处理器核心架构，因此可维持较为完整的车用控制器产品线。

何吉哲表示，32位元MCU产品便获得日系车款的导航系统和3D图形显示应用相当强而有力的支持，在工业控制领域也有广大客户供应群作为支撑。瑞萨的32位元MCU主要是以汽车电子前装市场（OE）为主，与日本松下或台湾的华创车电等都维持深厚的合作关系。此外，以高阶控制器作为桥梁，台湾瑞萨目前也参与资策会的车载资通讯ITS计画，与车用通讯系统厂商合作的产品也即将在今年8月推出，台北的花卉博览会也会展示采用瑞萨32位元MCU的汽车安全通讯产品。

《图六　Microchip高效能微控制器部门副总裁Sumit Mitra和Microchip大中国区总经理陈永丰表示，今年32位元MCU的发展策略是在通讯、工业/医疗、消费性/家电及汽车等领域齐头并进》

建立客制化的业务模式也是MCU大厂运筹帷幄的关键。像是富士通微电子已建立两种业务模式因应客户在32位元MCU的设计需求。李瑞棋说明指出，第一种模式为市场导向，MCU产品先由市场策略部门进行市场调查，然后锁定产品领域，进而制定MCU规格。例如，此应用领域下的MCU，必须具备什么样的CPU架构？需要多少的RAM size或ROM size？需要整合哪些IP？或者在针脚位的明确设计。至于第二种模式是客制化MCU，则由合作伙伴提出所需要的MCU规格，然后由设计人员整合公司内部资源，提供客制化的MCU设计方案。

今年是台厂抢攻32位元MCU的关键年

国际MCU大厂正在摩拳擦掌，那么台湾呢？以往台湾MCU厂商切入32位元MCU领域的并不多，不过在一阵时期的鸭子划水之后，今年开始陆续有厂商准备开花结果。像是盛群目前正积极以Cortex M3做为核心发展32位元MCU，目标以指纹辨识和自动化产品应用为主，预估2010年中期将会有相关产品推出，明年2011年实质贡献将会明显表现。新唐科技在1月底已经推出以ARM Cortex M0为核心架构的32位元MCU产品。盛群、新唐松翰都选择以ARM核心作为本身32位元MCU的架构,另外凌阳和义隆也正在开发32位元MCU。

从两岸来看，台湾在中高阶MCU的开发能力仍具有相对优势，中国在MCU的开发能力还是以8位元为主。台湾在发展32位元MCU的策略上，可规划进一步成为中国市场内本土或国际车厂和零配件厂商的主要供应重镇。国际主要MCU大厂已积极布局中国32位元MCU市场，或许台湾在一般汽车电子、混合动力、电动汽车等应用上的32位元MCU领域，并不是那么地熟悉，不过趁着今年情势明朗，台厂应可大胆积极介入32位元MCU领域，藉由其水涨船高之气势，发挥以往在中高阶MCU开发能力的优势，掌握控制MCU全局的新契机。