探讨物联网时代的mcu,是一件十分有意义的。因为从1981年mcu诞生至今,mcu已有40年历史。看看mcu的过去,才有可能深刻地了解物联网时代的mcu,进而预测 mcu的未来走向。我们可以将40年来mcu的演化划分成三个时代,用眼下时髦的划分办法,不妨将它们称为mcu1.0、mcu2.0、mcu3.0时代。mcu1.0时代,是mcu诞生与传统电子系统的智能化改造时代,实现了联网;mcu2.0时代,是智能化电子系统的创新时代,又称嵌入式系统时代;mcu3.0时代,是物联网系统的创新服务时代,已成为时下物联网的核心部分。
当前mcu市场聚焦
技术 ● 市场 ● 企业布局
从技术发展来看
32位mcu的增长速度已经远远超出8位和16位mcu。32位mcu在全球的年增长速度是15%以上。mcu亦称为微控制器,大众喜欢叫单片机。以乐鑫esp32为代表,它是把cpu、存储器(flash和ram)、计数器、gpio、spi、a/d转换、uart、can、i2c、i2f等周边接口甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上,所以也是一种片上系统(soc)。mcu是电子产品的心脏,小到体温计、无线充电器和智能手环,大到数控机床、汽车和工业机器人都有mcu的身影。
从市场表现来看
物联网时代下,对mcu的需求更加多样化,以前靠一颗产品打天下的日子一去不复返,希望国产mcu品牌不断提高产品品质,不断创新产品,像乐鑫一样,能在细分市场赛道上占据主要席位。
从mcu芯片厂商来看
全球市场主要由st、nxp、renesas等领先企业占据,我国本土mcu企业在高端产品布局、芯片产值、业务规模等方面与国外巨头仍有较大差距,特别是能真正生产32位通用型mcu的企业屈指可数。代表的企业仅有乐鑫科技、兆易创新、灵动微等几家,其它mcu企业,主要生产应用于较为低端的4位和8位mcu产品。可喜的是,在细分领域市场以乐鑫为代表的国产wifi mcu已成为全球物联网wifi芯片的龙头之一,占据全球市场40%以上的份额,而且还在渗透扩展。
mcu助力物联网快速发展
主控 ● 连接 ● 低功耗 ●安全
ic insight近期市场研究报告指出,到2022年mcu在iot设备中应用将高达40亿颗。mcu正在iot设备和应用中发挥核心的技术作用,比如运算处理、安全、联网、感知和控制以及传统的电机控制和电源管理都离不开mcu。
毫无疑问,iot应用对mcu提出更高的要求:更高的处理能力,更多的安全组件,多种连接能力和更低功耗;
以乐鑫wifi mcu为例,从上图可以看出,乐鑫科技的产品已从wi-fi mcu这一细分领域扩展至“处理”+“连接”的领域,“处理”涵盖ai和risc-v mcu,“连接”涵盖以wi-fi和bluetoothle为主的无线通信技术。
io接口从esp32所提供的32个的可编程的gpio口到目前esp32-s3高达44个可编程 gpio 以及 spi、i2s、i2c、pwm、rmt、adc、dac、uart、sd/mmc 主机控制器和twaitm 控制器等常用外设接口来看,乐鑫的wifi mcu具有很高的集成度,无需其他芯片、插槽和通信总线(i2c 总线),从而减小了电路板的尺寸,降低了复杂性、功耗和成本,同时能满足通信和主控功能。
多元应用场景 激发更多创新点;mcu悄然呈现出新的应用生态
mcu应用领域十分广泛,是信息产业和工业控制的基础。物联网的发展、人工智能的兴起、汽车电子和工业控制的升级需求,都给mcu的发展带来了诸多应用场景和增长机会。
开放指令集的risc-v更是为中国mcu企业打开了一个新的窗口。中国集成电路老前辈许居衍院士曾指出:risc-v当前最适合用于iot之类的“看不见的计算”中,现在看来,risc-v要形成生态,希望很可能在中国。
去年12月乐鑫新发布的esp32-c3就集成 risc-v 32位单核处理器mcu,时钟频率高达160mhz。具有22个可编程 gpio 管脚、内置 400 kb sram,支持通过 spi、dual spi、quad spi 和 qpi 接口外接多个 flash,满足各类物联网产品功能需求。
物联网时代下的mcu,有人说物联网行业的快速发展是驱动mcu发展的原动力,也有人说mcu助推着物联网设备智能化的快速升级。
小明认为,不用刻意去判断谁是谁非,物联网是一个笼统的名词,它着眼于许多不同应用中广泛的硬件、软件与服务等机会,mcu厂商需专注其目标市场,并集中精力于所投入的市场特定价值。
在智能时代飞速发展的大背景下,物联网与mcu更多的一定是相互成就。
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