據研究機構Omdia數據分析，2020-2024年預計全球工業半導體市場規模年均復合增長率為4.9%，到2024年，全球工業芯片市場銷售規模將達623億美元，增長率為26.9%。其中，作為實現智能制造的基礎，MCU成為工業互聯網發展過程中需要廣泛采用的電子產品之一。
IHS數據顯示，預計到2022年，全球MCU銷售額將達到240億美元，中國MCU市場規模將達到319.3億元，市場增速領先全球。
中國MCU市場規模增長與預測
圖源 | IHS
風口當前，國產工業芯片力量也在悄然崛起，國民技術作為本土MCU行業領先企業，深入其中。
4月14日，2021慕尼黑上海電子展首日，國民技術總經理助理牟鑫慧受邀與非網“深度對話”直播間，跟與非網記者圍繞《通用安全MCU為工業智能和安全賦能》主題進行了交流分享，深度剖析通用MCU為智能工控和工業物聯網安全助力，以及國民技術憑借自身技術積累和資源優勢為行業帶來的革新。
與非網記者李晨光（左）、國民技術總經理助理牟鑫慧（右）
本次慕尼黑上海電子展，國民技術展區分為10大主題，帶來了基于全系列芯片產品打造的80余件展品及MCU開發生態與客戶見面，其中與工業控制與聯網節點安全相關的版塊涵蓋電機控制、工業應用、物聯網等業務產品。
MCU為工業智能與安全賦能
近年來，“工業控制智能化”成為行業熱詞，牟鑫慧表示，智能化的工業控制離不開數據的實時采集、傳輸和處理，好的數據分析模型可以實現可預測性的維護、更好的能源效率和更高的生產效率，因此工業物聯網設備與邊緣計算設備的結合與部署，是工業控制智能化的基礎和前提條件。據iothome統計，有超過80%的工業制造公司正在使用或計劃使用IoT設備。
不難發現，在實際應用中，在不同的工業現場，對數據的采集、分析和處理都提出了包括實時性、安全性、準確性等多方面的要求，那么從MCU層面來看，該如何滿足該趨勢的發展？
“工業控制具有特殊性，通常要求具備實時、高效、安全、可靠等特性，對智能化控制器MCU提出了更高的功能和性能要求。國民技術MCU采用先進的40nm工藝，在設計上采用低功耗電源管理、CPU加速、密碼硬件加速等系列先進技術，硬件加速極大提升算法性能，硬件加速后的算法性能是軟件算法的數十倍甚至百倍，而且在提高安全能力的同時，不會影響到本身處理性能。憑借產品高性能、高集成度、高可靠性、低能耗、安全等特色，可應用于多種工業與物聯網終端應用場景，包括工業控制、電機控制、智能表計、電池及能源管理、通信、機器人、汽車電子等領域。”牟鑫慧向與非網記者介紹了國民技術和MCU在其中的作用與價值。
隨著物聯網/工業物聯網風口的持續醞釀，國民技術看到了該市場應用廣泛且碎片化的特點，而相比針對特定場景的專用MCU，通用MCU資源豐富、外設接口眾多，更能夠應對復雜多變的應用環境。在這些需求和趨勢驅動下，國民技術基于多年的芯片設計經驗，形成了“通用+安全”的MCU發展策略，以及“安全+通用+無線射頻”的技術平臺。
“安全方面，為了更好地賦能工業智能與安全，MCU產品采用安全SoC技術平臺架構，基于32位ARM Cortex-M處理器內核，集成了豐富模擬資源與接口，內置多種密碼算法硬件加速引擎以及安全單元，采用讀寫保護、安全存儲、分區權限管理、時鐘安全、密碼算法加速、安全版圖、攻擊檢測等多種安全機制，并且完整支持國密和國際密碼算法，大大提升了通用MCU的安全能力。”牟鑫慧補充道，基于在安全技術的既有優勢，國民技術致力于為物聯網植入安全基因，設計具有安全屬性的通用MCU產品。
MCU市場格局待破
隨著工業基礎設施數字化、智能化的不斷深入，工業應用市場的新需求給MCU市場帶來了發展機遇。
在市場前景廣闊的情況下，一份來自研究機構Omdia的數據報告顯示，在中國工業MCU應用市場中，國外廠商占據90%的市場份額。目前國內MCU廠商主要在消費電子、智能卡等中低端應用領域競爭，在市場潛力大且利潤高的工業控制、汽車電子和物聯網市場，基本都被國外MCU廠商壟斷，國內廠商份額寥寥。
對于如何抓住機遇，牟鑫慧指出，國內廠商依靠高性價比的優勢逐步占領中低端MCU領域，近幾年本土MCU發展迅速，已經到了可以在絕大部分領域替代國外同類產品的程度。主要的差距在于，本土MCU的開發生態沒有國外產品豐富，本土MCU應用方案的多樣性和成熟度還有待提升，客戶信心和使用習慣的培養也需要一個長期的過程。這些方面都需要本土MCU廠商奮起直追，迎頭趕上。另一方面，國內廠商在市場服務上更具優勢，從而有可能成為打破國外企業壟斷的重要因素。
以國民技術為代表的國內MCU頭部企業，正在深耕行業、推陳出新，除了不斷探索通用MCU的技術演進，國民技術還注重于方案創新，在工業信息化、智能化發展的趨勢下，不斷豐富產品線和產品應用方向。其中，電機控制系列MCU致力于打造高性能、低BOM成本、高可靠性、低噪聲和小體積等產品和方案，攜優勢產品迎接市場機遇。
缺芯潮下的挑戰與機遇
MCU供需失衡行情已經持續至今。
近日有消息稱，小家電與消費性MCU供給偏緊壓力繼續加大，交貨周期從正常的4-6周拉長到5-10個月。臺灣地區主要MCU廠商傳出近期再度調漲報價10%-20%。同時，頭部MCU廠商今年底前的產能均已訂滿，小家電等下游客戶已爭相洽談明年上半年產能分配事宜。
對于全球芯片短缺問題，牟鑫慧指出，全球晶圓緊張引發的芯片缺貨潮對產業鏈影響較大，但對公司芯片的代工生產影響有限。公司安排專門的團隊做好保供應方面的具體工作，包括在與供應商就短期產能、長期產能供給合作、交期保障合作、產品供貨質量合作等方面形成一系列的工作協同關系，力爭通過產業鏈上下游共同對市場需求的把握，推動做好長周期物料、材料等影響交期、產能的協作，通過通力協作，將產品周期和成本控制在業內有競爭力的范疇。
另一方面，牟鑫慧表示，這波芯片慌在某種程度上有利于國產芯片品牌的發展壯大。在當前MCU市場缺貨行情持續的情況下，原本使用國外芯片的許多下游整機廠商也會轉向國內芯片廠商進行采購，愿意給國產替代一個機會，本土MCU產業鏈有望加速產品的市場拓展，提升產品迭代和出貨量，從而進一步受益于MCU市場高漲的應用需求。
綜合來看，在全球貿易關系日益緊張、突發疫情以及芯片荒的影響下，國產芯片將迎來轉機。
寫在最后
5G時代加速來臨，未來工業控制或工業物聯網領域的智能連接數將大為增加，設備類型日趨多樣化。接入工業物聯網的智能設備數量和類型越來越多，因此高性能、高安全、易于管理的邊緣計算設備需求的爆發將帶動包括MCU、無線射頻、安全芯片在內的相關芯片的發展。
為了更好地在工業/物聯網應用方向進行市場拓展，國民技術以解決工業細分市場應用痛點為突破口，從技術突破到產品運營，從應用落地回到技術再創新，一直在推動國產工業芯片發展的路上持續發力，以實現全產業鏈的多方合作共贏為目標。
“工業智能控制與物聯安全之路，國產MCU任重道遠。國民技術通過打造通用安全MCU產品，持續賦能工業智能與安全”，采訪最后，牟鑫慧說道。