探討物聯網時代的MCU,是一件十分有意義的。因為從1981年MCU誕生至今,MCU已有40年歷史?纯碝CU的過去,才有可能深刻地了解物聯網時代的MCU,進而預測MCU的未來走向。我們可以將40年來MCU的演化劃分成三個時代,用眼下時髦的劃分辦法,不妨將它們稱為MCU1.0、MCU2.0、MCU3.0時代。MCU1.0時代,是MCU誕生與傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化改造時代,實現了聯網;MCU2.0時代,是智能化電子系統(tǒng)的創(chuàng)新時代,又稱嵌入式系統(tǒng)時代;MCU3.0時代,是物聯網系統(tǒng)的創(chuàng)新服務時代,已成為時下物聯網的核心部分。
當前MCU市場聚焦
技術●市場●企業(yè)布局
從技術發(fā)展來看
32位MCU的增長速度已經遠遠超出8位和16位MCU。32位MCU在全球的年增長速度是15%以上。MCU亦稱為微控制器,大眾喜歡叫單片機。以樂鑫ESP32為代表,它是把CPU、存儲器(Flash和RAM)、計數器、GPIO、SPI、A/D轉換、UART、CAN、I2C、I2F等周邊接口甚至LCD驅動電路都整合在單一芯片上,所以也是一種片上系統(tǒng)(SOC)。MCU是電子產品的心臟,小到體溫計、無線充電器和智能手環(huán),大到數控機床、汽車和工業(yè)機器人都有MCU的身影。
從市場表現來看
物聯網時代下,對MCU的需求更加多樣化,以前靠一顆產品打天下的日子一去不復返,希望國產MCU品牌不斷提高產品品質,不斷創(chuàng)新產品,像樂鑫一樣,能在細分市場賽道上占據主要席位。
從MCU芯片廠商來看
全球市場主要由ST、NXP、Renesas等領先企業(yè)占據,我國本土MCU企業(yè)在高端產品布局、芯片產值、業(yè)務規(guī)模等方面與國外巨頭仍有較大差距,特別是能真正生產32位通用型MCU的企業(yè)屈指可數。代表的企業(yè)僅有樂鑫科技、兆易創(chuàng)新、靈動微等幾家,其它MCU企業(yè),主要生產應用于較為低端的4位和8位MCU產品?上驳氖牵诩毞诸I域市場以樂鑫為代表的國產WIFIMCU已成為全球物聯網wifi芯片的龍頭之一,占據全球市場40%以上的份額,而且還在滲透擴展。
MCU助力物聯網快速發(fā)展
主控●連接●低功耗●安全
ICinsight近期市場研究報告指出,到2022年MCU在IOT設備中應用將高達40億顆。MCU正在IOT設備和應用中發(fā)揮核心的技術作用,比如運算處理、安全、聯網、感知和控制以及傳統(tǒng)的電機控制和電源管理都離不開MCU。
毫無疑問,IOT應用對MCU提出更高的要求:更高的處理能力,更多的安全組件,多種連接能力和更低功耗;
以樂鑫WIFIMCU為例,從上圖可以看出,樂鑫科技的產品已從Wi-FiMCU這一細分領域擴展至“處理”+“連接”的領域,“處理”涵蓋AI和RISC-VMCU,“連接”涵蓋以Wi-Fi和BluetoothLE為主的無線通信技術。
IO接口從ESP32所提供的32個的可編程的GPIO口到目前ESP32-S3高達44個可編程GPIO以及SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、DAC、UART、SD/MMC主機控制器和TWAITM控制器等常用外設接口來看,樂鑫的WIFIMCU具有很高的集成度,無需其他芯片、插槽和通信總線(I2C總線),從而減小了電路板的尺寸,降低了復雜性、功耗和成本,同時能滿足通信和主控功能。
多元應用場景激發(fā)更多創(chuàng)新點;MCU悄然呈現出新的應用生態(tài)
MCU應用領域十分廣泛,是信息產業(yè)和工業(yè)控制的基礎。物聯網的發(fā)展、人工智能的興起、汽車電子和工業(yè)控制的升級需求,都給MCU的發(fā)展帶來了諸多應用場景和增長機會。
開放指令集的RISC-V更是為中國MCU企業(yè)打開了一個新的窗口。中國集成電路老前輩許居衍院士曾指出:RISC-V當前最適合用于IOT之類的“看不見的計算”中,現在看來,RISC-V要形成生態(tài),希望很可能在中國。
去年12月樂鑫新發(fā)布的ESP32-C3就集成RISC-V32位單核處理器MCU,時鐘頻率高達160MHz。具有22個可編程GPIO管腳、內置400KBSRAM,支持通過SPI、DualSPI、QuadSPI和QPI接口外接多個flash,滿足各類物聯網產品功能需求。
物聯網時代下的MCU,有人說物聯網行業(yè)的快速發(fā)展是驅動MCU發(fā)展的原動力,也有人說MCU助推著物聯網設備智能化的快速升級。
小明認為,不用刻意去判斷誰是誰非,物聯網是一個籠統(tǒng)的名詞,它著眼于許多不同應用中廣泛的硬件、軟件與服務等機會,MCU廠商需專注其目標市場,并集中精力于所投入的市場特定價值。
在智能時代飛速發(fā)展的大背景下,物聯網與MCU更多的一定是相互成就。
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