MCU, mikrokontroler, juga dikenal sebagai unit kontrol mikro atau mikrokontroler. Dari segi implementasi, MCU adalah produk yang secara tepat mengurangi frekuensi dan spesifikasi CPU serta mengintegrasikan memori, USB, PLC, DMA, dan antarmuka lainnya ke dalam satu chip.

According to the number of bits, MCU can be divided into 4-bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit and 64-bit. The main application directions are:

Kartografi | Yifei.com (sama seperti di bawah)

(Kompresi platform dan masalah lainnya, untuk melihat gambar yang lebih jelas, kirim pesan "local MCU" untuk mendapatkannya)

Beberapa pengenalan aplikasi di Ensiklopedia Baidu relatif sudah lama. Dilihat dari informasi promosi pabrikan, MCU 64-bit akan digunakan di bidang-bidang seperti antarmuka manusia-mesin resolusi tinggi, visi tertanam, kecerdasan buatan tertanam, dan kontrol waktu nyata.

Karena pembaruan produk dan perubahan permintaan, MCU 4-bit secara bertahap mulai ditinggalkan. Meskipun beberapa produsen masih menggunakannya dengan keyakinan bahwa "harga murah adalah keuntungan terbesar", proporsinya sudah sangat kecil. Karena MCU 16-bit berada di antara MCU 8-bit dan 32-bit, ruang geraknya semakin menyempit.

Menindaklanjuti artikel minggu lalu yang bertema kenaikan harga MCU (Kekurangan MCU tampaknya tidak dapat diatasi, 40 produsen lokal sudah beroperasi.)

Setelah itu, saya menerima beberapa komentar, dan ketika kita berbicara tentang penggantian MCU domestik, kita sebenarnya lebih banyak berbicara tentang 8-bit yang sudah lama ada, 32-bit yang populer, dan bintang masa depan 64-bit.

Keduanya sama-sama 32-bit, apa bedanya?

Sumber | Jaringan

Menurut data lembaga analisis pasar komprehensif, sejak tahun 2010, pangsa pasar MCU 32-bit mulai menduduki peringkat pertama, dan pada tahun 2015 mencapai pangsa pasar gabungan 4 + 8 + 16 bit. Dengan peningkatan kinerja dan pengurangan konsumsi daya, posisi terdepan pasar MCU 32-bit semakin jelas, dan juga menjadi area fokus bagi produsen MCU domestik.

Dalam beberapa tahun terakhir, MCU domestik telah mengalami kemajuan signifikan, bahkan produk 32-bit telah diluncurkan di pasar pra-instalasi otomotif, yang memiliki ambang batas tinggi, siklus panjang, dan keamanan yang kuat.

Pada akhir tahun 2018, Jiefa Technology meluncurkan AC781X, yang merupakan chip MCU 32-bit kelas otomotif pertama yang dikembangkan secara independen di dalam negeri dan mencapai produksi massal. Pada paruh pertama tahun 2020, Jiefa Technology kembali meluncurkan seri MCU kelas otomotif AC7801X, dengan fungsi yang lebih terbagi, serta fungsi produk dan pengendalian biaya yang dioptimalkan. Saat ini, chip MCU kelas otomotif Jiefa Technology telah diintegrasikan ke dalam sistem rantai pasokan mereka oleh banyak produsen komponen elektronik otomotif.

Xinwang Micro juga membuat terobosan dalam MCU kelas otomotif. Pada 26 November 2020, MCU 32-bit kelas mobil mikro KF32A15X dari Xinwang memenangkan "Penghargaan Keunggulan Sirkuit Terpadu Berwawasan Masa Depan Lingxuan ke-5". Juri terdiri dari 22 pemimpin pembelian dari perusahaan otomotif utama Tiongkok, termasuk Mercedes-Benz, BMW, Audi, Volkswagen, General Motors, Toyota, Honda, Nissan, FAW, SAIC, Changan, Geely, Great Wall, dan Chery. Saat ini, MCU seri KF32A15X telah diperkenalkan secara awal kepada produsen mobil domestik.

Jadi, apakah ada kesenjangan yang signifikan antara MCU kelas otomotif domestik yang baru mulai diproduksi dan MCU dari produsen internasional? Mari kita lihat gambar-gambar dan diskusikan:

Terlihat bahwa produsen dalam negeri tidak buruk dalam menggunakan Arm Cortex-M0+, dan frekuensi utama serta konfigurasi Flash memadai. Untuk Xinwang Micro, inti KF32 yang dikembangkan sendiri juga berkinerja baik dan memiliki sumber daya antarmuka IO dan periferal yang kaya. Jadi, di mana kesenjangannya dalam hal ini? Dilihat dari situs web resmi NXP, kesenjangan terbesar adalah kepercayaan, kepercayaan pada stabilitas dan keandalan produk jangka panjang. NXP mengatakan pasokan jangka panjang setidaknya 15 tahun. Sebagian besar produsen MCU domestik belum mencapai usia 15 tahun. Xinwang Micro didirikan pada tahun 2012, dan Jiefa Technology didirikan pada tahun 2013.

Pada saat yang sama, kami sebenarnya telah memperhatikan bahwa produsen dalam negeri memang masih dalam tahap awal dalam hal MCU kelas otomotif. Penggunaan inti Arm Cortex-M4 masih dalam tahap penelitian dan pengembangan, dan belum ada pasokan produk yang tersedia dari situs web resmi masing-masing perusahaan.

Dalam situasi internasional saat ini, MCU kelas otomotif merupakan masalah sulit yang harus kita atasi. Tentu saja, ada juga peluang yang baik. Menurut data dari lembaga statistik, elektronik otomotif menyumbang 33% dari aplikasi hilir MCU global (dihitung berdasarkan penjualan) pada tahun 2019. MCU juga menyumbang sekitar 30% dari semua perangkat semikonduktor yang terpasang di dalam mobil. Rata-rata, lebih dari 70 chip MCU digunakan di setiap kendaraan. Di masa depan, dengan peningkatan kecerdasan dan jaringan, angka ini akan semakin meningkat. Saat ini, seiring dengan peningkatan kualitas mobil domestik secara bertahap, produsen MCU domestik memiliki kesempatan untuk memanfaatkan momentum ini dan berkembang pesat.

Berdasarkan tujuan penggunaannya, MCU umumnya dapat dibagi menjadi kelas komersial, kelas industri, kelas otomotif, dan kelas militer. Selain memainkan peran penting di bidang otomotif, MCU 32-bit juga sangat diperlukan di tiga bidang lainnya. Menurut data dari IC Insights, pengiriman produk MCU global mencapai 36.065 miliar unit pada tahun 2020, dan harga satuan MCU juga meningkat dari US$0.72 pada tahun 2015 menjadi US$0.78 pada tahun 2020. Di antaranya, kontrol otomatisasi yang dibutuhkan oleh Industri 4.0 telah memainkan peran pendorong yang besar. Kontrol industri/medis menyumbang 25% dari pasar MCU pada tahun 2019 berdasarkan statistik penjualan.

Kami juga memilih beberapa MCU domestik dan produk dari produsen internasional untuk perbandingan. Kali ini, mari kita lihat pengenalan dari perusahaan itu sendiri:

GigaDevice Innovations MCU serbaguna 32-bit berbasis inti Arm® Cortex®-M4

Xinwang Micro Industrial Grade Universal KungFu Core 32-bit MCU

Smart micro part adalah MCU serbaguna 32-bit berbasis inti Arm® Cortex®-M3.

Mikrokontroler 32-bit Universal Microchip

Peluncuran produk yang tidak lengkap telah menjelaskan masalahnya. Produsen MCU domestik masih menjadi pengikut. Sudah ada banyak pilihan produk untuk penggunaan core dari Arm Cortex. Liputan tentang Arm Cortex-M23 atau Arm Cortex-M33 hanya terlihat di berita GigaDevice dan Nuvoton Technology.

Let’s take a comprehensive look at the comparison of several MCUs based on Arm? Cortex?-M3 core:

Di situs web resmi NXP, LPC1812JBD144 adalah salah satu MCU berkinerja tertinggi berdasarkan inti Arm® Cortex®-M3. Terlihat bahwa meskipun ada kesenjangan dalam frekuensi tertinggi MCU domestik, produk Lingdong Micro sangat mendekati.

Saat ini, dengan perkembangan pesat Internet of Things, konsumsi daya dan ukuran chip juga menjadi kriteria penting dalam pemilihan MCU, yang terkait erat dengan proses. Mari kita bahas konsumsi daya terlebih dahulu. Untuk aplikasi yang berbeda, kondisi kerja MCU sangat bervariasi. Konsumsi arus, retensi status, waktu bangun, dan sumber bangun semuanya merupakan faktor yang memengaruhi konsumsi daya. Ketersediaan perangkat periferal juga memengaruhi konsumsi daya. Oleh karena itu, dalam hal ini, orang-orang yang berpikiran baik memiliki pendapat yang berbeda. Tetapi ada satu hal yang harus kita hadapi sebagai kesenjangan. Di jajaran produk MCU berdaya sangat rendah yang disediakan oleh ST, terdapat banyak inti yang digunakan. Arm™ Cortex™-M0, Arm™ Cortex™-M0+, Arm™ Cortex™-M3, Arm™ Cortex™-M0 dan Arm™ Cortex™-M0+, ini jelas merupakan sebuah kesenjangan.

Mari kita lihat ukuran chipnya. Ini sebenarnya terkait dengan awal mula MCU domestik. Kita akan menemukan bahwa ukuran chipnya sangat mirip dengan produk pabrikan internasional. Tentu saja, ini adalah strategi pengembangan.

Mari kita lihat beberapa contoh lagi yang berbasis inti Arm Cortex-M4:

Jika dilihat dari frekuensi utama saja, produk Huada Semiconductor memang telah bersaing dengan MCU domestik.

Di bidang non-otomotif, bidang komputer menyumbang 23% (2019) dari pendapatan pemasaran, dan bidang elektronik konsumen menyumbang 11% (2019), yang sebenarnya mirip dengan kontrol industri/medis. Di bidang MCU serbaguna, akan selalu ada beberapa MCU domestik yang dapat bersaing dengan MCU dari produsen internasional pada inti seperti Arm® Cortex®-M0/M0/M3/M4/M23/M33, dan telah mencapai hasil tertentu di beberapa bidang.

tapi.

Saat ini, terdapat puluhan produsen MCU di Tiongkok, dan produk mereka sangat homogen pada intinya. Meskipun setiap perusahaan fokus pada arah pengembangan teknologi yang berbeda, perbedaan kecil mudah terabaikan saat membeli dan memilih jumlah material. Di sisi lain, ketika melihat produk dari produsen internasional, kelengkapan sangat penting, termasuk inti, produk, dan bidangnya. Misalnya, semuanya adalah produk berbasis inti Arm® Cortex®-M4, tetapi seri NXP LPC54000 hadir dengan koprosesor Cortex®-M0+ opsional, yang tentunya memperkaya skenario aplikasi produk tersebut.

Seperti yang telah berulang kali disebutkan di atas, dalam hal tata letak MCU berkinerja tinggi, MCU domestik belum memulai, dan pasar sepenuhnya berada di tangan produsen internasional.

Setelah melihat produknya, langkah selanjutnya adalah perangkat lunak dan ekologi.

Dari segi perangkat lunak, setelah menelusuri sekilas situs web Huada Semiconductor dan NXP, Anda akan menemukan bahwa dalam hal alat pengembangan, alat-alat yang disebutkan oleh NXP juga dapat ditemukan di situs web Huada Semiconductor. Jika Anda benar-benar ingin menyebutkan apa yang kurang, maka mungkin karena Huada Semiconductor tidak memberikan pengenalan langsung tentang papan pengembangan di situs web mereka dan papan pengembangannya tidak selengkap milik NXP.

Ekologi terbagi menjadi dua tingkatan. Pertama, apakah hubungan dari desain hingga pengujian produksi sudah lengkap. Meskipun proses manufaktur mungkin tertinggal, MCU domestik terhubung pada tautan ini. Jenis ekologi lainnya adalah eksternal. Jumlah mitra, kekayaan sumber daya jaringan, reputasi industri, dan dukungan lalu lintas jelas merupakan kekurangan MCU domestik.

Oleh karena itu, secara ringkas, poin-poin yang perlu dikumpulkan dan ditingkatkan oleh MCU domestik saat ini terutama meliputi aspek-aspek berikut. Pertama adalah akumulasi reputasi jangka panjang dari stabilitas produk; kedua adalah penelitian berkelanjutan tentang produk berkinerja tinggi; ketiga adalah peningkatan berkelanjutan dari pembangunan ekosistem. Dengan mempertimbangkan hukum perkembangan semikonduktor, ada poin optimasi keempat untuk MCU domestik, yaitu integrasi, penggabungan sumber daya, melengkapi kekurangan, dan menggunakan sumber daya terbatas di tempat yang lebih dibutuhkan.

8-bit adalah peluang bisnis yang bagus, RISC-V adalah titik terobosan.

Perkembangan berkelanjutan Internet of Things telah memperkaya skenario aplikasi MCU, tidak hanya untuk MCU 32-bit yang saat ini menjadi arus utama, tetapi juga untuk MCU 8-bit. Terutama di bidang elektronik konsumen, MCU 8-bit masih memegang kendali wilayahnya sendiri.

Menurut informasi yang dirilis oleh CISA, chip MCU 8-bit dan MCU 32-bit masing-masing menyumbang 40% dan 45% dari pasar Tiongkok pada tahun 2019. Mungkin ide Microchip dapat membawa semua orang ke arah inovasi MCU 8-bit. Mereka percaya bahwa ruang inovasi MCU 8-bit sangat besar. Generasi baru MCU 8-bit berkembang lebih ke arah simulasi cerdas dan periferal inovatif. Pasar lain yang patut diperhatikan adalah pencahayaan.

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta kemajuan teknologi produksi, dapat diprediksi bahwa pangsa pasar MCU 32-bit akan meluas dan menekan pangsa pasar produk MCU lainnya. Namun, dengan keunggulan biaya rendah dan konsumsi daya rendah, MCU 8-bit akan tetap menjadi sumber pendapatan yang stabil untuk waktu yang lama.

Dalam hal MCU 8-bit domestik, China Micro Semiconductor telah bertahan selama lebih dari 10 tahun. Seperti yang terlihat pada gambar di bawah, China Micro Semiconductor saat ini memiliki banyak sekali produk MCU 8-bit.

Nuvoton Technology juga telah terlibat secara mendalam di bidang mikrokontroler 8051 selama bertahun-tahun, dan produk-produknya dapat diaplikasikan pada berbagai aplikasi produk industri atau konsumen. Terdapat pula banyak produsen seperti Chipsea Technology, Shengsi Microelectronics, Xinwang Microelectronics, dan Neusoft Carrier Microelectronics, yang semuanya memasok produk MCU 8-bit, sehingga memberikan banyak pilihan untuk substitusi di dalam negeri.

tapi.

MCU 8-bit dan MCU 32-bit buatan dalam negeri telah dikritik karena homogenitas yang serius. Di pasar terminal yang semakin kaya saat ini, persaingan yang terdiferensiasi atau kesuksesan lima jari lebih bermanfaat bagi perkembangan seluruh industri dan dapat memanfaatkan nilai pasar yang stabil ini dengan lebih baik.

Singkatnya, di bidang MCU tradisional, MCU domestik telah mencapai hasil tertentu dan dapat melakukan substitusi produk di beberapa bidang, tetapi kesenjangan masih ada, dan mereka akan tetap memainkan peran pengikut dalam aspek ini untuk waktu yang lama. Namun, ketika berbicara tentang membangun MCU berbasis inti RISC-V, produsen domestik memiliki pengaruh yang lebih besar.

Meskipun set instruksi RISC-V bukanlah set instruksi sumber terbuka pertama, set instruksi ini cocok untuk perangkat komputasi kontemporer, sehingga memiliki arti penting. Ni Guangnan, seorang akademisi dari Akademi Teknik Tiongkok, pernah berkomentar tentang RISC-V, "RISC-V didasarkan pada lisensi BSD standar yang longgar. Set instruksi ini dapat digunakan secara bebas untuk mendesain CPU, mengembangkan dan menambahkan set instruksi tambahan sendiri, dan dapat memilih apakah akan merilisnya secara publik, menjualnya secara komersial, atau mengganti perjanjian lisensi lain, atau menggunakannya sepenuhnya sebagai sumber tertutup."

Saat ini, produsen dalam negeri memimpin dalam membangun MCU berbasis inti RISC-V. Pada 22 Agustus 2019, GigaDevice secara resmi meluncurkan produk MCU serbaguna 32-bit seri GD32V pertama di dunia yang berbasis inti RISC-V, dan menyediakan dukungan rantai alat lengkap mulai dari chip hingga pustaka kode program, kit pengembangan, dan solusi desain, serta terus membangun ekosistem pengembangan RISC-V.

Recently, Hangshun also announced that it will soon mass-produce China's first ARM+RISC-V multi-core heterogeneous AIoT MCU, in which the Arm Cortex-M3 large core is responsible for main computing; the Xinlai N203 RISC-V small core is responsible for simple communication and control. This is also an innovation in product form.

China memiliki ekosistem pengembang RISC-V yang lebih aktif dan luas, yang dapat membantu mengatasi kelemahan MCU domestik dan chip domestik lainnya dalam IP inti dan arsitektur set instruksi, untuk mengungguli kecepatan China di jalur baru ini.

tulis di akhir

Siapkan panggung yang bagus dan nyanyikan pertunjukan yang bagus.

Menurut statistik IHS, tingkat pertumbuhan majemuk tahunan (CAGR) rata-rata pasar MCU Tiongkok dalam lima tahun terakhir adalah 7.2%, yang empat kali lipat tingkat pertumbuhan pasar MCU global selama periode yang sama. Dalam konteks pandemi dan sengketa perdagangan Sino-AS, substitusi domestik bukan lagi slogan, melainkan fakta yang terjadi sepanjang waktu. Bagi pengguna, MCU dapat dipilih sesuai kebutuhan, dan ada peluang jika kinerjanya sesuai.

Tidak diragukan lagi, MCU domestik memiliki lahan pertumbuhan yang baik, tetapi dalam periode yang menguntungkan ini, pengembangan MCU domestik perlu dipikirkan secara jernih dan jangka panjang. Di masa-masa khusus, semua orang bisa menghasilkan uang dengan cepat, tetapi ketika periode yang menguntungkan seperti ini telah berlalu, mustahil bagi MCU domestik untuk tersebar di seluruh dunia. Gesekan internal dan involusi bukanlah bentuk industri yang baik.

Sebuah pementasan yang bagus membutuhkan panggung yang bagus, dan terlebih lagi, orang-orang yang dapat menyanyikan lagu dalam pementasan tersebut dengan baik.

- AKHIR -

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "eefocus". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan serta mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber dan penulis asli untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.