微控制器(MCU)為半導(dǎo)體行業(yè)最為重要的一個產(chǎn)業(yè)鏈之一，近年來愈發(fā)受到關(guān)注。2016年的MCU行業(yè)也是新聞不斷，令人出乎意料的收購也是很多。小編在本文中將和大家一起來回顧2016年MCU行業(yè)的變化，一起展望2017年MCU的行業(yè)發(fā)展方向。

亞太地區(qū)市場潛力巨大，汽車電子已成兵家必爭之地

IC Insight已經(jīng)給出了2016全年的半導(dǎo)體銷售TOP2，因為本文主要是做MCU的行業(yè)分析，因此拋去晶圓廠TSMC、Global Foundries0和UMC，再拋去內(nèi)存廠商SK Hynix和Micron，然后拋去專門做消費電子處理器的廠商Intel、Qualcomm、Apple、Sony、Toshiba和Ncidia，前20大半導(dǎo)體廠商中MCU廠商排名為Broadcom、TI、Toshiba、NXP、MTK、Infineon、ST、Renesas、ONSemi這9家。在這幾家之中，MTK的年增長率最高，達到了29%，然而也主要是得益于其在手機平板市場上的應(yīng)用廣泛，在微控制器市場主要是集中在開源應(yīng)用中。其余的微控制器廠商中，排名也在情理之中，并未有出人意料的增長。

因此2016年微控制器廠商的大概排名應(yīng)該為Broadcom、TI、NXP、Infienon、ST、Renesas、ONSemi。然而其實從通用微控制器的產(chǎn)品線收益來看的話，排名未必如此準確。

上圖是從IHS iSuppli 在2016年3月21號提供的 通用微控制器廠商的2015年市場排名?？梢娖鋵峈enesas和Microchip是最大贏家，雖然2016年的數(shù)據(jù)IHS尚未公布，大膽臆測一下應(yīng)該還是這兩家拔得頭籌。兩家同為汽車電子半導(dǎo)體行業(yè)的龍頭老大，而從2015到2016以來汽車電子市場增長迅速，因此這兩家的2016年微控制器產(chǎn)品線的收益必然十分可觀。

前幾年MCU廠商一窩蜂地沖向物聯(lián)網(wǎng)，而現(xiàn)在看來汽車電子的投入回報比似乎更加可觀。

上表為2015~2017年全球各地區(qū)半導(dǎo)體市場規(guī)模及增長率情況，可見亞洲市場車增長率為1.4個百分點，并不如美國2.3個百分點高。美國還是最大的半導(dǎo)體市場，但是單獨從汽車電子行業(yè)來看，根據(jù)下圖中IC Insights的數(shù)據(jù)來看，亞太市場增速最為迅猛，超過美國4個多百分點。

因此其實對于MCU廠商而言，亞太市場(尤其是中國)和美國市場將會是其在2017大施拳腳的重點區(qū)域。

預(yù)測2017年，汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)仍然將是微控制器廠商的必爭之地，MCU廠商將持續(xù)加投亞洲市場。

物聯(lián)網(wǎng)給MCU提出了更高的安全要求

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的洶涌來襲，安全問題愈發(fā)地引起人們關(guān)注。為了守護物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品的資訊安全及功能安全，產(chǎn)品制造商可以導(dǎo)入四大類防護機制，分別是加密記憶體、具備安全防護功能的韌體、在MCU程式碼中加入加密函式庫或采用專門的安全MCU來扮演安全元件(Secure Element)。就安全防護能力來說，安全MCU的防護等級最強，對絕大多數(shù)軟/硬體駭客攻擊手法都有對應(yīng)的防御能力。但對產(chǎn)品制造商而言，因為要導(dǎo)入額外的晶片與韌體，因此必須投入對應(yīng)的成本跟開發(fā)資源，形成一定的導(dǎo)入障礙。 安全MCU的概念已經(jīng)成為廠商在進行系統(tǒng)設(shè)計時選型的重要考慮因素。

針對安全這一行業(yè)需求，MCU廠商紛紛推出了自家的安全MCU產(chǎn)品，而令人意外的是IP廠商ARM也推出了新一代的安全微控制器架構(gòu)Cortex-M23和Cortex-M33。網(wǎng)路安全廠商Fortinet日前公布針對2017年網(wǎng)路威脅的趨勢預(yù)測。當中也提及，如果物聯(lián)網(wǎng)裝置的制造商無法讓設(shè)備變得更安全，一旦消費者對安全有所疑慮而不愿購買產(chǎn)品時，則可能會對數(shù)位經(jīng)濟造成毀滅性的沖擊，而為因應(yīng)聯(lián)網(wǎng)裝置的安全需求，未來安全MCU的需求也可望大幅提升。

譬如意法半導(dǎo)體近期針對物聯(lián)網(wǎng)安全亦提供一系列的STSAFE解決方案。

STSAFE是安全驗證晶片產(chǎn)品系列，為資訊安全市場提供統(tǒng)包式解決方案。其產(chǎn)品家族包含STSAFE-A(適用于小型設(shè)備或節(jié)點，如印表機、手機配件等)、STSAFE-J(適用于閘道器，如智慧電網(wǎng)集中器)與STSAFE-TPM(適用于電腦或伺服器)。其中高整合度的STSAFE-A統(tǒng)包解決方案，包含MCU芯片、嵌入式軟體、開發(fā)工具與主控端函式庫(Host Library)，可大幅降低為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)入高強度安全防護機制所需投入的資源。

除了ST之外，TI也在安全MCU方面耕耘多年，自家的Hercules在業(yè)界也是以高安全度出名。

眾所周知，目前最為常見的微控制器皆采用ARM Cortex-M系列的架構(gòu)，此架構(gòu)本事并沒有安全機制。因此之前為了實現(xiàn)安全，廠商都會單獨設(shè)計安全部分。然而ARM也意識到了安全對于微控制器的重要性，因此在最近推出了M23和M33架構(gòu)。新架構(gòu)采用ARM V8-A指令集，將TrustZone技術(shù)納入其中。可以實現(xiàn)對目前的Cortex-M0、M0+、M3和M4系列產(chǎn)品的安全升級。所以在未來，像ST這種單獨一個安全MCU的市場，也會被新架構(gòu)自帶的安全功能所替代一部分。針對安全的實現(xiàn)方法有多種，還是要看廠商的選擇。但是不管怎么說，安全已經(jīng)是MCU廠商的重點。

低功耗廣域射頻MCU前景廣闊

這個有趣，不得不說是2016年的MCU市場的新鮮氣象。早先MCU廠商都看到了射頻的重要應(yīng)用，因此紛紛推出了WiFi、Bluetooth和BLE集成的MCU，我們可以將其定義為射頻MCU。射頻MCU的廠商和知名產(chǎn)品我們就不說了，大家都知道SilpleLink、Gecko、Wiced等品牌。2016年，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)受到了市場的熱烈追捧，因為傳統(tǒng)WiFi和藍牙不能滿足遠距離無線傳輸?shù)男枨?，因此NB-IoT、ZigBee、LoRa和Sub-1GHz等新名詞層出不窮，個個都要統(tǒng)治世界，轟炸的我們眼前一片黑，不明白到底誰才是真實的市場剛需。

不過有些MCU廠商看的比較準，已經(jīng)推出了低功耗廣域協(xié)議集成的射頻MCU。

比如TI的CC1310和CC1350，將Sub-1GHz和2.4GHz集成進去，實現(xiàn)了雙頻MCU。全新SimpleLink Sub-1 GHz CC1310和CC1350無線微控制器(MCU)可為樓宇和工廠自動化、警報與安全、智能電網(wǎng)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供長達20年的電池使用壽命，連接范圍擴展至20公里。

SiliconLabs在2016年也推出了集成低功耗廣域的SoC，譬如同時支持Thread和ZigBee的Mighty Gecko(EFR32MG)和同時支持2.4G和SUb-GHz的雙頻FlexGecko(EFR32FG)。新的FlexGecko和CC1350則是完全針對同一市場需求，不知道廠商會買哪家的賬?

或許明年microchip會將LoRa集成到MCU中來?這樣集成的方案不像是它們的路子，不過也未嘗不是某些客戶熱切期盼的一種產(chǎn)品。

受限于篇幅，其余電機驅(qū)動MCU等就先不介紹了。

RISC-V：新希望?新王者?玩概念?

你要是還不知道RISC-V，應(yīng)該就不算是一個合格的嵌入式從業(yè)者了。RISC-V在這一年被炒的很火很火，有的人認為RISC-V將把ARM架構(gòu)干的屁股尿流，有人說RISC-V比Cortex-M更加適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，有的人還說RISC-V是中國半導(dǎo)體行業(yè)救命稻草，還有人則認為這就是一種小眾玩家玩概念、成不了氣候。

本文不會對其進行任何評判，一來吹噓賺眼球確實不是21ic求真務(wù)實的本心，而來受限于小編自身高度也無法進行妄斷。但是要說起2016年的MCU行業(yè)的那些事，我認為RISC-V是不可避開的，不得不說道說道。

先簡單介紹下，據(jù)維基：RISC-V is an open-source instruction set architecture (ISA) based on established reduced instruction set computing (RISC) principles. 即基于RISC的開源指令集架構(gòu)。

要講到指令集架構(gòu)(ISA)，你可能知道x86、ARM和MIPS，但是如果你想自己不通過現(xiàn)有指令集制造一個CPU來玩玩，你必須實現(xiàn)從架構(gòu)設(shè)計到編譯器的撰寫、以及Linux的移植等等。而RISC-V已經(jīng)幫你解決了這些，你只需直接套用即可。

所以很明顯你可以知道業(yè)界興奮的第一個點在哪里了。開源的，所以無需授權(quán)費，所以交授權(quán)費的廠商們自然內(nèi)心殷切期待著其成長。RISC-V是由 UC Berkeley 所發(fā)展的開源 ISA，具有大約 100 個指令，并且提供 16、32、64、128 等多種記憶體定址方式，更酷的事情是，RISC-V 已經(jīng)具有 Linux、GCC、LLVM、Yocto 等軟體支援，也就是說，任何人都可以基于 RISC-V 制作屬于自己的 CPU，并且可以快速移植 Linux 上去。

聽起來很棒，那么效能如何呢? 為了確認 RISC-V 的效能，UC Berkeley 設(shè)計出了一顆名為 Rocket 的 CPU，并選用了和 ARM Cortex-A5 相同的製成，由官方 資訊 來看，RISC-V 除了晶片面積較小以外，運算速度也比較快，更重要的事情是，功耗更低，由此可見 RISC-V 有挑戰(zhàn)行動領(lǐng)域的王者 ARM 的潛力。

下表是Rocket和Cortex-A5的對比：

RISC-V最近新聞比較多，目前MicroSemi已經(jīng)宣布成為第一家將RISC-V加入到FPGA中的公司;三星也正在研發(fā)基于RISC-V的自主32位CPU，目標是物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴市場。目前SiFive已推出基于臺積電0.18微米與28奈米制程的微控制器(MCU)與微處理器SoC平臺。另外不少創(chuàng)客團隊也已經(jīng)開始眾籌以RISC-V為指令集的開源開發(fā)板。

RISC-V確實給予現(xiàn)在的微控制器和處理器市場更多可能，更低門檻，絕對是2016年最為有意義的一項革新。

中國芯

上文中已經(jīng)提及，有國內(nèi)從業(yè)者認為RISC-V是中國芯翻盤的重要機遇，一定要抓緊抓牢。小編就最后匯總一下中國芯2016年的幾大事件，作為我們本文的結(jié)篇。

海思自主研發(fā)移動設(shè)備芯片海思麒麟960發(fā)布，Mate 9系列成為首批搭載麒麟960芯片的手機。明年或許有望沖進全球前20強半導(dǎo)體廠商(without Foundry)。

龍芯中科龍芯3A3000四核處理器芯片成功完成流片，成為當今國產(chǎn)最強芯。

然后就是京微雅格的倒閉傳言。FPGA的重要性無需多言，發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的FPGA在整個國家戰(zhàn)略上都具有重大意義。因此京微雅格的倒閉傳言實在是令無數(shù)中國半導(dǎo)體行業(yè)從業(yè)者痛心，目前京微雅格的前途叵測，盡管如此我們還是期望其核心團隊能夠頂住壓力，繼續(xù)研發(fā)。

另一個重大的消息就是兆易創(chuàng)新(GD32)的重組上市，這也是引起了業(yè)界的轟動。上市歸上市，公司的研發(fā)動作也很快，最近推出基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的GD32F450系列高性能微控制器，并以200MHz的工作主頻在業(yè)界首次將ARM Cortex-M4內(nèi)核的處理能力發(fā)揮到極致。從型號命名上大家應(yīng)該能看出來，這不再是一款追隨STM32的產(chǎn)品，這對于GD32來說也是重要的進步。其余國產(chǎn)MCU廠商中，納瓦特與國際一線大廠一同第一時間拿下Cortex-M23和33的授權(quán)，也展現(xiàn)了國產(chǎn)MCU廠商的積極研發(fā)態(tài)度;北京君正連環(huán)收購，也體現(xiàn)了國產(chǎn)MIPS SoC的實力...

本篇只言片語，恐難以偏概全。2016年，ARM被軟銀收購，高通把NXP又吞了，川普也翩翩上臺了...小編預(yù)測，明年半導(dǎo)體行業(yè)收購不會停，不過MCU廠商基本應(yīng)該已成定局，不會有過大調(diào)整。RISC-V對于國產(chǎn)芯肯定是一個機會，不過到底誰能不能抓住呢?