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MCU价格，再也回不到从前？

晰数塔互联网快讯
2024-09-24 08:09

本文来自微信公众号：电子工程世界（ID：EEworldbbs），作者：付斌

一次疫情，使得MCU供应链一度中断、代工产能紧缺和库存积压，而这让国内浮现了许多MCU新势力。

而现在，供应链基本恢复正常，那么这种情况下，面对如此众多的品牌和产品，市场开始进一步卷价格、卷技术。最近Yole的一份最新报告，便反映了现在的市场现状。

价格回不到疫情以前

根据Yole的说法，过去几年，疫情导致MCU平均销售价格(ASP)大幅上涨，而中国大陆在政府激励措施下，引发了价格战，虽然有助于扭转ASP飙升的局面，但价格可能不会降至疫情前的水平。价格居高不下的主要原因是产品替代。

根据其披露的数据，MCU的ASP从2020年的约0.60美元上涨至2023年的0.93美元，近年来价格下降幅度也不大。不过，随着新兴供应商价格战、通货膨胀和产品替代的影响下，MCU的ASP会逐渐稳定，未来几年可能低至0.88美元，到2029年将在0.90美元左右波动。

从具体的市场来看，2023年全球MCU市场规模为282亿美元，预计到2029年将增长值388亿美元，年复合增长率达5.5%。汽车和工业仍然会是MCU的主要增长市场，而智能卡、安全MCU、消费市场会是未来几年的重要增量市场，这与边缘AI与AI上车有关。

从品牌来看，英飞凌、瑞萨、NXP等厂商拥有更强的竞争力，这些厂商之间的整体差距都很小。根据Yole的预计，未来NXP会继续主导汽车MCU市场。此外，虽然小型供应商数量不断增加，MCU供应商一直在全球范围内调整战略，因此未来的竞争格局会保持稳定，尤其是亚洲市场。中国主要OEM已进入半导体行业，专注于MCU制造。

4/8位、16位MCU，不会被淘汰

从不同位数产品来看，虽然32位的MCU一直在不断刷新价格下限，并且成本不断去接近4/8位、16位MCU产品，意图取代它们，但这种愿景似乎并没有那么容易实现。

根据Yole的说法，虽然在边缘和IoT中，混合MCU正在取代复杂的SoC和MPU，但高性能MCU市场收入占比依然为30%，因为4/8位、16位MCU产品仍然很受欢迎，因为它们是特定应用中经济高效、低功耗的解决方案。

尤其是16位MCU产品，它介于4/8位和32位之间，整体在节能方面取得了平衡，因此具有一定战略性的意义。

总的来说，便宜、省电、小型就是这些产品最大的优点，毕竟如果程序不用跑那么复杂，谁不喜欢更小一些的产品，去尽量让产品小而美。

MCU一直在进步

之所以MCU的价格居高不下，是因为MCU本身一直在进步，不断取代低成本的MCU，比如采用更先进的制程节点、用更复杂安全MCU取代智能卡MCU。随着高可靠性级MCU需求不断增长，都在使得MCU保持更高价格，同时这些替代模式页大幅减缓了任何降价模式。

所以，MCU到底在进步什么？

第一，制程升级。一直以来，不能怪MCU不努力，只能说eFlash（嵌入式闪存）技术拖垮了MCU。存储器行业普遍认为，28nm/22nm硅光刻节点将是eFlash的最后一个经济高效的技术节点，当然虽然如此，最后eFlash还是锁死在了40nm，所以MCU一直上不去制程。

而目前，市场共有三种新型存储器已经开始用在MCU内，并帮助MCU突破制程限制——eRRAM（阻变存储）、eMRAM/STT-MRAM（磁性存储器）、ePCM（PCRAM，相变存储器）。这些eNVM有望实现更高的密度和效率，未来的路线图瞄准10nm以下的规模。

英飞凌是eRRAM（阻变存储）上的最大玩家，英飞凌与台积电合作的为28nm eRRAM；瑞萨和恩智浦是eMRAM/STT-MRAM（磁性存储器）主要推进者，恩智浦与台积电合作的为16nm FinFET eMRAM，瑞萨开发的则是22nm eSTT-MRAM；意法半导体是ePCM（PCRAM，相变存储器）主要推进者。意法半导体此前与三星合作的为28nm FD-SOI ePCM，最近则升级到18nm FD-SOI ePCM。

第二，在MCU不断堆料增加功能。MCU就是一个“筐”，什么都能装，现在的MCU越来越像SoC，不过厂商们给它起了个名字“MCU+”。

首先就是MCU+AI，在MCU上跑的模型和GPU并不一样，通常使用TinyML。其实现在MCU里面的FPU、DSP已经能做一些AI任务了，但肯定没那么强大。为了跑更高级的TinyML，Arm推出过专门设计的处理器内核，如Arm Cortex-M55，采用Arm的Helium技术，使得设备能够并行执行算术运算，从而实现与GPU类似的操作，尽管规模较小。当MCU要跑更大AI算法时，很多厂商就开始在硬件上加入NPU，进一步提升AI/ML的性能，比如说Arm推出的Ethos-U microNPU。目前，NXP、英飞凌、ST等厂商都已经在MCU中塞入NPU，同时这些厂商也在推出更多的AI开发软件平台，方便开发者进行AI开发。

其次就是MCU+模拟，模拟能力是现在工程师选购MCU的重要指标之一，厂商将越来越多的模拟能力集成在MCU内，还有厂商开始布局全集成的方案，也就是集成更多硬件和算法，提供一站式解决方案。目前TI、ADI、ST、英飞凌、NXP均有针对电机驱动的产品，国内诸如芯海，推出“模拟信号链+MCU”的相关产品。

再者就是MCU+感测，此处的传感器，并不是大多MCU内部都集成的温度传感器（检测MCU自身芯片温度和健康），而是专门为特定应用集成的传感器。“MCU+传感器”在SoC以及SIP领域还不是主流方向。目前来看，MCU和传感器分离的方向则具备更大的弹性，不过国内厂商开始推出MCU+电容传感器的产品。

最后就是MCU+无线，目前的热点最要是蓝牙5.4、Wi-Fi 6/6E/7和Matter。NXP、英飞凌、ST、乐鑫都在加强支持最新的无线技术。

第三，RISC-V架构正在崛起。世界苦Arm久矣，不是因为它不够强大，而是开源更具性价比。RISC-V作为x86、Arm后第三大指令集，备受我国半导体厂商的喜爱。尤其是在MCU领域，过去几年出现过很多RISC-V+Arm双核或纯自研RISV-C内核的MCU产品。而现在，纯自研RISC-V内核成了行业一个新热点。

2007年以前的MCU，自研内核是主流，自从Arm兴起，ST向市场推出了32位的STM32系列MCU，这阵风迅速席卷MCU行业，快速取代取代过去的4位、8位、16位MCU。在RISC-V MCU发展的前半程赛道，很多产品都是尝试使用RISC-V，所以很多都是采用市面晶心或者芯来的RISC-V IP核。瑞萨、沁恒微、乐鑫目前都开始采用自研RISC-V核心，RISC-V迎来新趋势。

第四，与SoC工艺减少差距。MCU封装传统以引线键合和倒装芯片等架构为主，只有一小部分过渡到晶圆级封装。随着eNVM集成度的增长，MCU市场预计将加速向更尖端的工艺技术转变，从而带来更先进的封装技术，缩小与SoC的代沟。

通过以上趋势，不难看出，整个MCU市场不断在技术上加码，而MCU本身平均价格又趋于稳定，可谓是加量不加价。随着我们对于MCU功能有了越来越多的功能需求，以及边缘AI的兴起，也许我们再也回不到那个超低价格的时代了。