2008 年全球 MCU 市場(chǎng)增長(cháng)緩慢，歐美市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)力不足，一直引領(lǐng)全球增長(cháng)的中國 MCU 市場(chǎng)，由于出口不暢，中國電子產(chǎn)品制造增長(cháng)放緩，預計 2009 年中國 MCU 市場(chǎng)增速進(jìn)一步放緩。最近賽迪顧問(wèn)的數據顯示 2008 年中國市場(chǎng)的增長(cháng)只有 5.8% ，
國際半導體行業(yè)中的MCU巨頭處境不容樂(lè )觀(guān)， iSuppli 公司資料顯示 2007 年中國市場(chǎng)中排名前 10 大 MCU 供應商是瑞薩科技 、飛思卡爾半導體、 Microchip Technology 、 NEC 電子 、英飛凌、東芝、 Atmel 、三星 、恩智浦半導體 (NXP) 和意法半導體。金融危機后這些企業(yè)多數都紛紛裁員，更有 NXP 除了裁員和關(guān)閉制造工廠(chǎng)外，還傳出可能被兼并的消息，飛思卡爾 CEO Rich buyer 最近在接受 EE-Times 專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示將專(zhuān)注在汽車(chē)電子和通訊領(lǐng)域，其無(wú)線(xiàn) IC 業(yè)務(wù)將被整個(gè)或者部分出售 (2) , 老牌的 MCU 公司 Atmel 最近公布了 2008年第三季度的GAAP凈虧損為470萬(wàn)美元。但公司董事會(huì )拒絕了Microchip和ON Semiconductor近期主動(dòng)提出的以23億美元現金 收購 Atmel的提議，當然業(yè)界也并不看好這個(gè)收購。
基礎本身就很單薄的中國芯片設計行業(yè)更是感到冬天的寒冷，產(chǎn)品線(xiàn)單一、依靠風(fēng)險投資和國家政策性的資金，在整個(gè)金融危機銀根緊縮的環(huán)境下，中國本土550家芯片設計公司正在跌入谷底，面臨重新的整合。展訊創(chuàng )始人武平辭去總裁改任董事長(cháng)，上海杰得大規模的裁員，上海智多微部分業(yè)務(wù)被出售都說(shuō)明了新的整合時(shí)期已經(jīng)到來(lái) （ 3） 。
在這個(gè)風(fēng)雨飄搖的時(shí)期，作為嵌入式系統最為核心和基層性的部件 -MCU 市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展將走向何方，尤為值得關(guān)注。
1 三大 MCU技術(shù)走向
1.1單一架構體系MCU優(yōu)勢逐現
從歷史的情況看， MCU的發(fā)展歷程走過(guò)了80年代的單一架構（8051），90年代有8051、AVR，XA，68K等眾多MCU百花齊放的局面，進(jìn)入21世紀后隨著(zhù)ARM 技術(shù)和生態(tài)環(huán)境的成熟，越來(lái)越多的MCU 32位MCU采用ARM SoC。Intel在去年賣(mài)掉Xscale業(yè)務(wù)，借ATOM占領(lǐng)了上網(wǎng)本市場(chǎng)后，正在發(fā)力嵌入式系統， 新一代的嵌入式 Atom 可以應用在工業(yè)控制、通信市場(chǎng)、醫療電子、消費電子以及 MID 等眾多市場(chǎng)，擴充了英特爾傳統 X86 的應用領(lǐng)域。原因是 Atom 具有超低的功耗（小于 5W ）和更小的芯片尺寸。更重要的是 X86 架構提供廣泛的應用軟件支持且符合用戶(hù)使用習慣。最近 Intel與臺積電宣布，將由后者為嵌入式市場(chǎng)的Atom處理器提供部分代工，這也是Intel在學(xué)習ARM成功的模式，走聯(lián)合的道路。我們回頭看看8位MCU，8051依然是主流的選擇，見(jiàn)圖2，在目前世界經(jīng)濟形勢不很明朗，電子產(chǎn)業(yè)面臨市場(chǎng)和成本雙重壓力的時(shí)候，電子企業(yè)在使用和選擇MCU的時(shí)候。不僅要考慮BOM成本，還有考慮研發(fā)成本，單一架構可以幫助企業(yè)降低風(fēng)險，提高系統的可靠性和減少成本。行業(yè)內人士不看好Microchip收購Atmel整合MCU業(yè)務(wù)的原因之一也是兩家公司在8位和32位MCU有各自的產(chǎn)品線(xiàn)和架構，歷史的經(jīng)驗證明，整合后必須放棄其一，但是到底選擇誰(shuí)呢，這將是痛苦的決定。目前市場(chǎng)跡象表明中高端MCU在向著(zhù)ARM，X86 SoC主流計算平臺的方向發(fā)展。 （ 4）
1.2低功耗MCU成為新寵
在過(guò)去的一年中，低功耗是半導體行業(yè)熱鬧的話(huà)題，低功耗 MCU成為新寵，包括Atmel、TI、Microchip 、Freescale，ST和Silicon Labs 都推出了低功耗的MCU產(chǎn)品。原因就是工業(yè)產(chǎn)品正在走向消費化和便攜化的趨勢。在技術(shù)層面，MCU的低功耗實(shí)現有下面的幾個(gè)方法； 超低電壓供電，內置了 DC/DC電壓轉換器和LDO轉換器，如8051F9XX，最低電壓可到0.9 V；超低功耗的休眠模式和關(guān)機模式，80C51F9XX 只有50 nA；采用超低電壓的MCU還有Atmel上周剛剛宣布的0.7V TinyAVR （ATtiny43U），甚至可以使用一個(gè)鈕扣電池供電。嵌入式系統領(lǐng)域里創(chuàng )新的動(dòng)態(tài)功耗控制方式，即在工作模式下，能通過(guò)編程設置工作電壓和工作頻率降低功耗（DVFS）也開(kāi)始在MCU中使用，比如 AT91SAM7L 就是支持DVS（動(dòng)態(tài)電壓調節）；低功耗的實(shí)現技術(shù)和工具是關(guān)鍵，采用先進(jìn)的SoC，IP和EDA技術(shù)可以帶來(lái)特別的效果，如STM32 Cortex-M3 MCU，資料顯示在72MHZ時(shí)工作電流只有27mA,待機電流2μA。今年2月ARM發(fā)布Cortex-M0，這是一款超低功耗的ARM處理器，85微瓦/MHZ（75MHZ的MCU功耗只有6.3毫瓦），1.2萬(wàn)門(mén)尺寸，既可以適合低功耗MCU SoC應用還可以集成在混合信號的器件里, 該處理器把 ARM的MCU路線(xiàn)圖擴展到超低能耗MCU和SoC應用中，如醫療器械、電子測量、照明、智能控制、緊湊型電源、馬達控制、精密模擬系統和IEEE 802.15.4 (ZigBee)及Z-Wave系統。 傳統的低功耗 MCU產(chǎn)品也不敢落后，比如TIMSP430 也不斷推陳出新開(kāi)發(fā)成MSP430543X 系列，強調高集成度的低功耗實(shí)現，特別值得一提的是它的DSC使用，使得快速喚醒時(shí)間提高到5us以?xún)�，這對于工業(yè)測量裝置滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求是非常重要的。一個(gè)優(yōu)秀的快速喚醒技術(shù)可以讓降低功耗和保持實(shí)時(shí)性達到統一。 （ 5）
1.3面向應用的高集成度MCU
高集成度一直是 MCU發(fā)展的趨勢，長(cháng)期以來(lái)通用功能的集成化是主要發(fā)展方向，今天則更多的是面向應用的集成化。這里主要講兩個(gè)方面；
第一，在過(guò)去的一年中我們看到人機界面技術(shù)和 MCU的結合越來(lái)越多，開(kāi)始是在中高端的MCU產(chǎn)品上，現在已經(jīng)延伸到中低端的MCU上了，這也是上面提到的工業(yè)產(chǎn)品的消費化趨勢。包括AVR，PIC 8/16位MCU都支持LCD，觸摸傳感功能，Freescale還推出針對汽車(chē)儀表的MCU，比如Atmel QTouch技術(shù)與PicoPower MCU和觸摸軟件庫形成低成本的方案。 基于 ARM7TDMI和Cortex-M3的32位中檔MCU價(jià)格逐漸走低后，為先進(jìn)和復雜的人機界面技術(shù)在MCU嵌入式系統中的普及奠定了基礎，高速處理器性能+嵌入式OS和GUI軟件讓工業(yè)和中低端消費電子產(chǎn)品有了愉悅的用戶(hù)體驗，增加了產(chǎn)品附加值。
第二，伴隨互聯(lián)網(wǎng)廣泛應用和智能化裝置的普及，各種無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)的通信方式和 MCU結合越發(fā)緊密，CAN，USB 和Ethernet已經(jīng)成為32位MCU基本部和8/16位MCU可選配置。無(wú)線(xiàn)技術(shù)在工業(yè)和消費電子產(chǎn)品的應用越來(lái)越多， 目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)有 ZigBee,、無(wú)線(xiàn)HART、ISA-100、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(Wi-Fi),、藍牙(Blutooth)、ISM（醫療）,IrDA（家電遙控）和廣域網(wǎng)GPRS通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)等, 還有許多私有和專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議在使用，比如Zensys z-wave就主要定義在住宅自動(dòng)化方面。其中IEEE802.15.4 物理層是今天主要和實(shí)用的標準，ZigBee在家庭和住宅環(huán)境中作為網(wǎng)絡(luò )協(xié)議優(yōu)勢明顯，而針對工業(yè)應用的無(wú)線(xiàn)標準更是百花齊放了。多數的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器模塊需要和MCU配合使用，集成了MCU和無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的SoC，比如TI CC2430，我們稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)單片機，可以預測，隨著(zhù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)應用也走向標準化、節能化，采用智能化無(wú)線(xiàn)單片機將是未來(lái)的趨勢。 （ 6）
2 三大 MCU市場(chǎng)走向
金融風(fēng)暴后，中國電子行業(yè)受到出口訂單銳減的影響，正面臨著(zhù)巨大的考驗，多數專(zhuān)業(yè)預測機構看好汽車(chē)電子和工業(yè)控制市場(chǎng)，筆者認同他們是高端市場(chǎng)的熱點(diǎn)，但需要厚積而薄發(fā)，從量產(chǎn)和短線(xiàn)看好中低端的消費電子產(chǎn)品，尤其是小家電值得關(guān)注。
2.1汽車(chē)電子應用
在汽車(chē)電子市場(chǎng)上，國家政策對于小于 1.6升排量以下的優(yōu)惠政策、環(huán)保型汽車(chē)和農用汽車(chē)市場(chǎng)正在幫助自主研發(fā)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)升溫，消費者對汽車(chē)安全性、舒適性的關(guān)注，汽車(chē)電子的ESP、ABS、TPMS，GPS等一系列技術(shù)產(chǎn)品將得到推廣。16/32位MCU正成為支持汽車(chē)動(dòng)力、安全、網(wǎng)絡(luò )、多媒體系統的主力產(chǎn)品，推動(dòng)了汽車(chē)電子步入更高的臺階。中國汽車(chē)電子市場(chǎng)MCU主要還是控制在國外著(zhù)名的半導體公司手里，2007年十大公司中的飛思卡爾、Atmel、瑞薩都是國際汽車(chē)電子中的佼佼者。汽車(chē)電子對于半導體器件和電子產(chǎn)品的安全性、可靠性、適應性要求嚴格，對于產(chǎn)品的測試和量產(chǎn)過(guò)程和其他電子產(chǎn)品有很大的不同，這也形成汽車(chē)電子行業(yè)的高門(mén)檻和長(cháng)周期的特色，即研發(fā)、測試、定型和量產(chǎn)的時(shí)間很長(cháng)，造成了一般小廠(chǎng)很難進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，中國大陸和臺灣地區的半導體公司目前還沒(méi)有支持汽車(chē)電子成龍配套的MCU系列產(chǎn)品，比較國內通信、航空航天產(chǎn)業(yè)，甚至消費電子，汽車(chē)電子產(chǎn)品的設計水平還比較落后。工信部和科技部“關(guān)于 核電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產(chǎn)品” 科技重大專(zhuān)項 2009年課題申報指南有關(guān)基礎軟件產(chǎn)品方向中，就有針對汽車(chē)電子的課題3-1：實(shí)時(shí)嵌入式操作系統及開(kāi)發(fā)環(huán)境和課題3-2：汽車(chē)電子控制器嵌入式軟件平臺研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，可以預計：先進(jìn)的車(chē)用MCU技術(shù)和中國自主研發(fā)的汽車(chē)電子軟件和產(chǎn)品將主導未來(lái)3-5年中國汽車(chē)電子市場(chǎng)走向。
2.2工業(yè)控制應用
伴隨國家 4萬(wàn)億投資的方向的析出，見(jiàn)下面的表格；
重點(diǎn)投向
資金測算（人民幣）
廉租住房、棚戶(hù)區改造等保障性住房
約 4000億元
農村水電路氣房等民生工程和基礎設施
約 3700億元
鐵路、公路、機場(chǎng)、水利等重大基礎設施建設和城市電網(wǎng)改造
約 15000億元
醫療衛生、教育、文化等社會(huì )事業(yè)發(fā)展
約 1500億元
節能減排和生態(tài)工程
約 2100億元
自主創(chuàng )新和結構調整
約 3700億元
災后恢復重建
約 10000億元
落實(shí)在高速鐵路、軌道交通、公路、機場(chǎng)、電網(wǎng)改造的基本建設項目開(kāi)工后，項目中涉及到電子產(chǎn)品的需求將逐漸增加，工業(yè)控制系統中 MCU的使用是非常廣泛和多樣性的，從8-16-32位MCU還有可能是基于計算機模塊或者系統，與汽車(chē)電子一樣，工業(yè)控制系統對于安全性和可靠性的要求很高并且對于實(shí)時(shí)性的要求更高，長(cháng)期以來(lái)工業(yè)控制系統的核心部件一直為國外少數大型設備制造商所壟斷。國產(chǎn)的基于MUC/嵌入式CPU的控制系統在經(jīng)過(guò)多年研究后逐漸成熟，并已經(jīng)替代國外產(chǎn)品。根據中國自動(dòng)化網(wǎng)的報道，北京地鐵 自動(dòng)售檢票系統就是使用了研祥公司的特種嵌入式計算機產(chǎn)品。車(chē)場(chǎng)停車(chē)管理系統，遠程抄表自動(dòng)系統都是典型的 MCU應用，上海上志電子無(wú)線(xiàn)抄表器配置了 ARM7 處理器 ,4M/8M 數據 ,SD 卡 , 鋰電可擴展 :RF 模塊 , 紅外 ,GPRS, 掃描頭 ， 國內的停車(chē)場(chǎng)系統制造商，深圳捷順科技在 引領(lǐng) ARM 停車(chē)場(chǎng)系統網(wǎng)絡(luò )時(shí)代到來(lái) （ 7） 。
長(cháng)期以來(lái)工業(yè)控制系統的 MCU應用沒(méi)有能夠吸引半導體公司的足夠重視，比較消費電子產(chǎn)品，它的量產(chǎn)少，差異性大，周期長(cháng)，廠(chǎng)家分散。金融危機后，消費者捂緊了口袋，海外訂單取消，消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)（尤其是手機，ＰＣ電腦等高檔產(chǎn)品）萎縮后轉向工業(yè)控制市場(chǎng)也是情理中的事情，但是半導體和電子設計公司對于工業(yè)控制市場(chǎng)的特殊性要有一定的準備，抓住國內交通、電力、鐵路和裝備自動(dòng)化建設中的嵌入式系統機會(huì )，這在金融危機后是一個(gè)新的亮點(diǎn)。
2.3小家電應用
2008年下半年以來(lái)，家電行業(yè)特別是白電行業(yè)受宏觀(guān)經(jīng)濟增速下滑、房地產(chǎn)成交量低迷等各方面因素的影響，增長(cháng)情況不容樂(lè )觀(guān)甚至出現衰退。相對于其他家電行業(yè)，我國小家電產(chǎn)品普及率較低，同時(shí)由于產(chǎn)品單價(jià)低，并沒(méi)有受到宏觀(guān)經(jīng)濟環(huán)境明顯的負面影響，保持了較快的增長(cháng)速度。有一個(gè)例子，牛奶業(yè)的“三聚氰胺”事件后給九陽(yáng)公司帶來(lái)豆漿機的旺銷(xiāo)，改變了國內消費者的消費習慣，并且把豆漿機從一個(gè)產(chǎn)品做成一個(gè)行業(yè)。 同時(shí)也為公司發(fā)展更多的小家電產(chǎn)品鋪平了道路。近期 中信證券 表示，維持對家電行業(yè)相對景氣的判斷。對比小家電同行，九陽(yáng)不斷彰顯其在渠道、研發(fā)、品牌等方面的競爭優(yōu)勢，以及管理層積極進(jìn)取的價(jià)值取向和管理執行能力。
長(cháng)期以來(lái)，日系 MCU 公司在家電產(chǎn)品中占有比例很高，尤其是白色家電產(chǎn)品，比如冰箱、洗衣機和空調等，但是在小家電中，臺灣或者臺資背景的 MCU 產(chǎn)品占領(lǐng)很大的優(yōu)勢，比如義隆、盛群和中穎，不同于白色家電和高檔的消費電子產(chǎn)品，小家電功能單一， 4 位單片機目前使用得比較多，比如九陽(yáng)豆漿機是采用 SH66P20A ，軟件上采用匯編語(yǔ)言， MCU 的作用主要是可編程和中斷的處理（比如溫度、干燒等）。為了支持 C 語(yǔ)言的使用和更多的功能， 8 位 MCU 的使用越來(lái)越多，目前多采用私有的 CPU 架構，為了迎合小家電生產(chǎn)廠(chǎng)家設計能力低的現狀，使用 SoC 技術(shù)和完整方案是小家電 MCU 的現狀和趨勢，比如在 IIC2009 盛群展示的廚房小家電產(chǎn)品，一顆 MCU 基本解決問(wèn)題， 1-2 個(gè)月一款新產(chǎn)品就可以面世，小家電由于銷(xiāo)售價(jià)格低，利潤收入低，多數國外 MCU 公司無(wú)法和臺資企業(yè)競爭，也是國內本土 MCU 公司發(fā)展的機會(huì )之一，考慮到未來(lái)軟件功能的增加，發(fā)展 8 位通用核 SoC 型小家電 MCU ，是未來(lái)發(fā)展方向。
MCU 的技術(shù)發(fā)展不會(huì )因為金融危機而停滯， MCU 的市場(chǎng)更加在金融危機后拓展和繁衍，傳統的 MCU 界限正在變得模糊，集成電路、通訊、 EDA 、嵌入式軟件和嵌入式應用將會(huì )融合在未來(lái)的 MCU 里，它將和我們的生活交織在一起。
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