机械人、乌灯工场、智能家居……这一些智能运用曾经渐渐深入到出产、生活的方方面面。正在AIoT终端和机械人中,MCU承当了关头的操纵脚色。正在新运用市场的驱动下,MCU将对差别功能模块开展整合,实现更低的带宽请求、更低的功耗、更低的延迟、更低的本钱和更高的安全性。
MCU成利用市场最优挑选
MCU正在包孕家用电器、手机、无线对讲机等传统行业的利用和市场规模曾经相对成型。而AIoT取机器人等利用开辟出来的新市场恰好为MCU给予了更加辽阔的增加空间。
近年来,环球非物联网连接数已趋于陡峭,而物联网连接数保持着极高的增加势头。按照猜测,将来5年内,环球物联网连接数将以每一年约19%的速度增加。不管是以聪慧医疗、智能家居为代表的聪慧生活产物,还是以聪慧安防、聪慧能源为代表的聪慧乡村产物,以至于以智能工业、聪慧物流、聪慧零售等为代表的智能家当产物,琳琅满目的下流运用需求使得MCU运用空间愈加广漠。按照统计数据,2021年中国AIoT市场规模将到达6548亿元,相较2018年增加约189.9%,估计到2022年这一数值将到达7509亿元。环球AIoT市场规模估计到2022年将到达4820亿美圆。
机器人行业范围一样具有伟大的增量市场。当前,工业掌握型机器人已成为MCU第二大利用市场,仅次于汽车电子。伴随着智能化、主动化工厂逐步放开,工业机器人还将迎来更大的市场空间。
赛迪照料初级分析师刘暾正在接受《中国电子报》记者采访时表现,当前,包孕扫地机器人、擦窗机器人等正在内的办事类机器人市场虽已经有扩大趋向,但市场体量仍旧有限,还存正在更大的扩大空间。这也将为MCU正在机器人市场的运用带来时机。数据显现,2021年,环球机器人市场规模估计将到达335.8亿美圆,2016~2021年平均增长率约为11.5%。
向更大运算量更高集成度标的目的生长
承载更厚实的功效,意味着单片芯片须要搭载更多样化的模块,进而须要有更高的集成度。以家居场景中的扫地机器人为例,一款具有主动躲障功效的扫地机器人,须要搭载摄像头收集路面信息,与此同时须要对拍摄的画面开展图象剖析,以分辨火线障碍物的范例,进而开展打扫或躲让的处置惩罚。别的,还须要接纳来源于操纵端的指令,做出实时应对。这就请求搭载的MCU既具有AI图象处置惩罚本领,又具有通信本领,与此同时还要具有更加壮大的测算本领。单片MCU须要集成多种功效,不只须要承载传感器信息获得,还须要对此开展建模和测算,即单片MCU须要施展系统化的协同作用。
兆易立异产物市场总监金光一默示,正在工业行业,市场需求向算法和泛周边开展扩大,规定MCU可以支撑高精度的工业掌握和高性能的数据处理;而正在消耗电子行业,毗连和智能化的需求变得愈发凸显,规定终端支撑多种范例的有线和无线毗连,和灵动便利的图形化运用界面及表现,实现聪慧家电、智能家居和AI运用立异。
当机器人的智能化水平更高时,对MCU的请求就会更高,那末正在MCU中将须要装备AI加快模块。“如果把MCU算作微型测算机,AIoT和机器人等利用意味着MCU须要将通信、AI测算、传感等本来没有的模块举行集成。”刘暾正在接受《中国电子报》记者采访时默示。单片MCU集成的模块更多,意味着每一个模块的体积要更小,并且正在芯片具有一致面积的情况下须要有更高的测算才能。
要满意这一请求,需求MCU利用更进步前辈的制程。当前环球MCU制作次要利用的是40nm及以上的成熟制程。三星以为28nm工艺更适合物联网MCU正在本钱、功耗和性能方面的请求,因而三星推出“28FDS”技能和产物。格芯、中芯国际等代工厂还正在推进28nm制程工艺。但28nm进入本钱较高、工艺转换风险还较高,今朝看,仍欠缺充足的量和毛利率,因而海内厂家多处于张望状况。
除MCU中相对进步前辈的制程以外,刘暾暗示,MCU产物各个节点工艺逐步开展代际升级也是行业趋向:“将本来90nm的工艺转移到55nm工艺出产,将40nm产物转移到28nm上。”刘暾指出,要实现更高集成度,提拔芯片制程标准是最直接的规定。
RISC-V或为市场喜爱
32位MCU是AIoT、机器人运用的MCU中最为普遍的范例。现阶段32位MCU基本是基于Arm架构的产物。梁少峰默示,Arm内核产物线雄厚,生态完全成熟,正在32位MCU市场上占领绝对主导地位。当前,Arm架构正在AIoT终端MCU中拥有广泛应用。比方,Arm Cortex-M23和Cortex-M33内核撑持的TrustZone平安架构,能够大幅提拔物联网终端的信息平安设计。
AIoT取机器人的使用包罗大批挪动终端,是以小型化、轻巧化、低功耗便成为此类使用中搭载的MCU芯片的关头目标。AIoT取机器人市场总量大,但细分范畴多、市场分布零乱,这也为进入该范畴的芯片设计者带来了挑衅。是以,愈加开放、易用的RISC-V架构便有时机更受开发者喜爱,藉由RISC-V的开源架构,模块化的ISA指令集很适用于定制满意物联网使用场景的MCU产物。
刘暾以为,RISC-V为MCU生态设立建设供应了很好的发展方向:“RISC-V很好地逢迎了AIoT的市场需求,或可对Arm构成打击。”2019年,阿里平头哥宣布开源RISC-V架构MCU芯片平台,核芯互联、兆易立异、沁恒微电子、乐鑫高新科技、中微半导体等多家公司还均推出了基于RISC-V架构的芯片产物,此中不乏物联网芯片。
由进步中国厂商国际竞争力的角度来讲,RISC-V还有望为打造中国MCU家产生态贡献力量。正在AIoT取机器人所需的32位MCU占有大规模市场的仍是海外公司,包孕瑞萨、恩智浦、意法半导体、英飞凌等。中国企业的MCU品种取笼盖局限仍取海外大厂相距较远,MCU通用性、稳定性、品种、生态建立等全是拦阻中国厂商提拔竞争力的困难。正在看中软硬件交融才能、软件适配性的当下,完善RISC-V家产生态还是中国企业正在行业位置实现上升的渠道。