2020年Q3的一波漲價缺貨熱潮和地緣政治摩擦的“二重奏”下，MCU（單片機）作為最重要的器件，其國產替代成為研發工程師鉆心研究的重點。眼看2021年的日子所剩無幾，一些“嘗遍百草”的工程師向ICViews透露，國產MCU仍然存在一些顯而易見的問題，雖然濃濃的“中國芯”情緒下能夠給國產足夠的時間，但的確影響目前的使用體驗。問題到底出現在哪里？
“國產MCU借著芯片荒這個‘東風’著實火了一把”，一名嘗試多次國產替代的工程師如是說。從IC insights調研數據來看，2019年全球MCU市場規模約為164億美元，而2020年MCU全球市場規模下滑8．6％至150億美元。
反觀中國MCU市場，行業增速穩定，IC Insights調研數據顯示，國內MCU市場在2019年規模達到約42億美元，占全球市場26％左右。值得一提的是2015－2019年復合增速高達9％，預計2020－2025年間的年復合增長率將達9．2％。無獨有偶，Gartner也得出中國MCU市場總量（TAM）在2020－25年的年復合增長率達到9％的結論，高于全球MCU市場總量7％的年復合增長率。
國產MCU乘勢而上
回顧2020年上半年，疫情給了全球汽車一記“沉重打擊”，而到20年下半年汽車行業復蘇遠超車廠預計，導致MCU供需出現嚴重問題，而這種問題也從汽車蔓延至工業工控領域。
MCU缺芯之下，一些工程師告訴ICViews記者，從去年到今年公司不斷要求將原有方案更換為國產MCU產品，國產MCU確確實實乘著這股“熱潮”在各產品中獲得導入的機會，同時國產MCU的研發和更迭明顯加速。
特別是在最近，IC Insights預計今年整個IC市場的需求都非常強勁，整個IC市場銷售額有望增長24％，并將首次在歷史上突破5000億美元。雖然在2020年中國大陸芯片自給率僅為15．9％，但可預見國產MCU的機會。
來源：IC insights
從應用上來看，全球MCU中，33％集中在汽車電子中，25％在工控／醫療，23％在計算機，11％在消費電子。而與全球MCU格局不同，中國MCU中占比最高的是消費電子領域，占據了26％的整體市場，其次是計算機網絡，占據了19％的整體市場，而工業與汽車則占比低于全球水平。
雖然國內本土MCU廠商已在百家以上，但合計市占率卻不足15％，且工控和汽車有待拓展。因此這幾年整個MCU圈子飄來濃濃的“上車風”，“得車規者得天下”，能夠勝任汽車的高安全標準的產品，必然是“強者的證明”。記者在走訪多家企業時獲悉，MCU“上車”都成為企業的最高一個“臺階”。
一些企業力求“全面開花”，保證其通用MCU產品能夠覆蓋產業各個領域。據了解，國民技術的MCU產品覆蓋多達11個應用領域，航順芯片的產品線也擁有高性能、低功耗、車規／工業級、經濟型、專用型覆蓋各種應用場景。
事實上，雖然國內MCU企業從缺芯中獲得了一波“紅利”，也無法擺脫行業“魔咒”，上游供應問題之下，同樣也會面臨關鍵材料缺貨的窘境。一些企業選擇了引導用戶進行內核的轉換，華大半導體曾表示會引導部分客戶從m0＋到產能不是很緊張的m4產品上，其他一些企業則是將產品線不斷擴大，保證擁有M0／M0＋／M3／M4／M7／M23／M33的齊全產線。還有其他企業布局RISC－V指令集，諸如兆易創新、沁恒、航順芯片等，也有Arm＋RISC－V的雙處理器產品逐漸浮現。
從位數來講，8位和32位國產MCU幾乎包攬整個市場。芯知匯數據顯示，2020年中國通用型MCU市場規模占比中，32位占比54％，8位占比43％，4位占比2％，16位占比1％。全球MCU結構分布上，62％的產品使用的是32位產品，23％使用的是16位產品，15％使用的4／8位產品。隨著系統任務復雜化，計算能力的需求越來越高，這促使MCU開始邁向32位時代。
國產MCU顯而易見的問題
既然國產MCU擁有如此龐大的市場機會，為什么還是有抵觸國產MCU的聲音？記者與多名大量試用國產進行替代的工程師進行對話，得出以下幾個主要問題。
1、資料難求：這是工程師反映最為嚴重的問題，一位多次替代卻每次都卡在資料上的工程師坦言，國外品牌之所以屹立不倒，是因為整條產線成熟，開發資料唾手可得，甚至隨意搜索便可獲得大量資料和問題解答。
他提到一個頗為有意思的問題，國外品牌擁有許多嵌入式教育機構，這些教育機構不僅擁有最詳細的教學教程，還翻譯了較難“啃”的英文手冊，成為小白在學習階段最好的幫助。這就導致，企業在招收工程師時，市場上都在學習國外產品，成為了一種良性循環，而反觀國內MCU產品還沒有中文手冊，更不要說視頻教程了。
2、售后無門：“售后電話永遠打不通，打通了問題永遠是工程師”，一位在資料匱乏狀態下無奈撥通售后電話的工程師如是說。事實上，從國外產品轉向國內產品多少會遇到錯綜復雜的問題，環境變量也非常影響產品運行效果。
當然，國內MCU也不乏售后服務非常好的企業，“之所以這些產品未被接受，是因為部分工程師根深蒂固對國產品牌的不信任感”，一位完美替換國外產品的工程師表示，國外也并非全部都有好的售后服務，相信時間的力量，國產MCU總會被人們接受。
當然，也有人強調，服務質量關乎公司口碑，在有限的人力資源下，能夠理解公司選擇最佳的人力投入占比，但也希望公司能夠花更多錢去建立優質服務，以建立更好的口碑。
3、周期較長：公司的效益與開發時間息息相關，而一些產品能夠帶給工程師的替換時間非常少，公司也會有限考慮替換周期較短的產品，只有簡單易替換bug少的MCU才有機會被“翻牌子”。
然而，這就又繞回了上述兩個問題，工程師快速解決問題的方法無非查資料和找技術支持，但事實上是能夠提貨成百上千的大客戶都能獲得非常好的技術支持，個人研發者在面對完善團隊時也會出現服務不響應的情況。
除了技術支持和查看技術手冊，工程師也有其他解決問題途徑，包括論壇、博客等，但畢竟國外產品在國內積累時間長，國產MCU相關問題獲取資料途徑有限。
相關問題正在逐漸跟進
當然，這樣的問題國產MCU廠商并非沒有意識到，但冰凍三尺非一日之寒，國外MCU產品長期支配市場，相關資料積累談何容易。
一些廠商圍繞資料和生態著重進行建立，上海復旦微電子集團股份有限公司電力電子事業部技術市場總監梁磊曾向記者表示，公司長期運維自己的開發者論壇和微信公眾號，積極開展與合作伙伴方案對接、平臺互通、系統兼容的工作，更是花費兩年時間設計了圖形化配置工具－魔方，記者通過搜索引擎試驗后發現這些資料非常容易被找到。
“若要追求半導體自主，需先構建自主技術生態系統”，上海芯旺微電子副總裁丁丁曾經得出這樣的結論。實際上，假若工程師擁有一個統一的平臺進行項目開發，能夠極大加快開發效率，而國際大廠也在主推自主的平臺，使得未來用戶產生更強的粘性。
一些廠商則圍繞服務完整性建立作為公司重點，某廠商FAE曾向記者透露，公司服務已建立服務考核機制，得不到響應而被投訴FAE會有相應的懲罰，同時公司也不斷壯大后服務的團隊，定期進行專項培訓。
還有一些廠商不斷降低MCU的開發門檻，具體表現在成品方案或半成品方案的提供、參考設計等方面，成熟的方案不僅大大加速上市時間，也能夠減少bug的產生。
“有些國產品牌真的非常不錯，自己所使用的品牌也從未出現售后和技術支持問題”，一位長期使用國產MCU的工程師如是說。但使用國產MCU也不能是“開盲盒”式的，國產MCU仍需“抱團取暖”。
資料和售后顯而易見是短期的問題，在長期的建立之下必然都可獲得極大的改善。反觀國外MCU技術，除了繼續提高能效比、安全性和降本降功耗，市面MCU產品也逐漸增加硬件加速器，甚至將MPU的部分功能放到MCU內。在未來的時間內，國內MCU解決重重阻礙仍需“打持久戰”。
