MCU领域国外品牌占据中高端,本土MCU如何破局?

2017年, 国际某知名品牌计划开发一款高端变频微波炉,因为电磁辐射、高温高湿等强干扰因素,急需一颗高可靠性MCU ,这颗MCU需要承受远超标准的高功率电磁辐射,一般MCU无法承受,所以该公司首先想到的是采用国外大品牌的MCU ,但是国外品牌也难以满足抗扰设计要求,最后竟是一颗本土MCU挑了大梁解决了设计难题,这颗MCU来自于深圳市爱普特微电子,而爱普特也凭借产品出色的特性成为该公司微波炉唯一的一供!


近年来,随着智能化的深入以及国产替代的东风,很多本土MCU获得了大发展,很多公司年增长率高达5倍,10倍以上。不过看统计数据,本土MCU在市场占比只有10%左右,大部分市场依然被国外大品牌占据。2020年,全球MCU市场份额前五企业营收合计占行业总营收75.6%。目前,本土MCU虽然进入了智能表计、高端智能家电等领域,但是中高端应用领域工控、高端家电、医疗、汽车依然被日系、欧美系厂商把持。本土MCU要获得长足发展,就必须向高端冲击!如何向高端冲击?不能仅凭口号,必须通过设计。近日,笔者专访了深圳市爱普特微电子有限公司董事兼副总经理袁永生,这位MCU领域的老兵谈了自己的体会和爱普特的一些做法。


一、什么是高端MCU?

首先我们先明确何为高端MCU。袁永生表示高端包含两层含义,第一个是技术规格高,另外一个是产品高可靠性!“抛开其中的一个维度,都不是高端。举个例子,国外一个8pin的8位MCU到现在还占领高端市场,就是它的产品高可靠性”。另外他也指出,本土MCU要往高端冲击,不能仅凭某一颗芯片,而是要所有的芯片系列都在可靠性上下功夫。“产品是品牌的基础,本土MCU要打响品牌,就要从让所有产品都是高端产品做起!高端不能从主频、外设及性能上,去片面定义。”


二、如何做出高端MCU?

有了明确定义,就有了实现的方向。袁永生表示要做出高端芯片必须从设计上下功夫。“爱普特的研发班底是来自三星MCU团队,三星因为战略调整等原因,要求所有研发人员撤回韩国本部,因此本土的核心研发团队选择离开三星,成立了爱普特。”他回忆说,“在公司最初成立的五年中,我们全部精力都投入在全自主IP研发中,MCU的外设IP都是自己研发,这样可以确保每一个外设具有高可靠性。”


据介绍,爱普特的自主知识产权IP库完全可以媲美国际顶尖MCU公司,非常齐全完善,且已经经过亿级芯片量产验证过。


“目前做MCU有两条路,一个是跟随仿制国外厂家,通过买内核和外设IP完成设计。但是这样有两个缺陷,一个是买来的IP都是通用IP ,做了很多冗余设计,造成了成本浪费;另外一个是你不清楚买来的IP有哪些缺陷及在哪些应用场景下会失效,这样会影响产品的可靠性,品质不可控。”他指出,“爱普特走的是另一条路——自主创新,从内核到外设,所有的IP都是我们自主研发,这样才能完全掌握产品的特性。所以我们可以设计出用在工控、强干扰工作环境的高可靠性MCU。”


“爱普特坚持走的是全国产、自主可控的MCU国产创新之路。中国的MCU不仅要解决国产替代的问题,还要实现国产创新,跟随、仿制的方式永远不能超越。”而且自主创新的好处也很多,“客户见面问的不是你与国外大品牌的兼容性和成本,而是产品的可靠性如何、稳定性如何,这正是我们想要给客户传递的东西。”



爱普特专注国产创新,每个产品都有创新点,一个20pin 的MCU就有15个创新点。以爱普特的APT32F102X系列为例,该系列是爱普特基于RISC-V CPU内核开发的32位高性能高可靠性MCU。其中具有代表性的创新点如:

1、支持宽工作电压1.8V-5.5V,并支持超低频极低功耗下启动;

2、ADC可配置正负项参考,可以采集小于0.5V的负压,在电池电量检测,电机的相位检测等应用中,给产品设计带来便利,节省成本;

3、通讯口支持TTL电平适配。与低压主控直接通讯,譬如蓝牙芯片,WiFi芯片,TWS耳机市场、IOT市场、手机市场,5V系统可以直接与1.2V~5V系统直接通讯,无需电平转换芯片;

4、特有的事件触发控制器(ETCB),支持8个可配置事件通道。事件触发控制器在收到一个 IP的某个事件后,会触发另一个IP的相应动作,相当于内置多个状态机,确保各个IP直接实时响应;

5、EPT支持三组六路独立的带死区控制、互补PWM,每组的延时可以单独调整,每组的死区也可以单独调整,从而实现对MOS管的精细化控制,实现功率的线性调整,在变频电热、电机调速等领域提升性能;

6、独有的SIO总线接口,可以实现单线通信,自定义私有协议,譬如快充充电器通信协议、Dali协议等;……


三、补短板,建生态,向高端MCU冲击

袁永生表示,经过10年的积累,爱普特已经到了厚积薄发的阶段,今年将继续向高端MCU全面冲击。2022年将推出完整系列的自主产品,管脚覆盖20Pin至276Pin,主频从48MHz到800MHz,超过25个系列,300多个型号,覆盖消费、工控和车规领域。


2022年将是爱普特的生态建设之年。爱普特会携手平头哥一起打造完整的工具链和完整的生态,除了RISC-V的CSI组件认证外,还会打造“1520”生态标准,即1天上手、5天出原型,20天量产。目前爱普特已独立开发了完整的开发套件:调试工具、烧录工具、编译软件等,可以让工程师很方便地应用RISC-V MCU。未来爱普特还会开展大学计划及工程师培训认证等活动,打造MCU生态。


我注意到多家本土MCU都表示2022年将向高端MCU发起冲击,希望今年可以看到本土MCU在拥有高性能、高可靠性两个维度的高端领域大有收获!加油,本土MCU!

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