01 Istwa kwasans MCU a
MCU, mikrokontwolè, li gen yon non byen koni: yon sèl-chip mikro.
Li vrèman dous se pou deplase yon seri sistèm òdinatè debaz nan yon chip, ki gen ladan vèsyon an entèn nan CPU RAM ROM IO vann san preskripsyon pò seri, byenke pèfòmans nan se sètènman pa laj tankou yon òdinatè, men li se ba pouvwa pwogramasyon ak fleksib, se konsa nan elektwonik konsomatè yo, endistri medikal kominikasyon Machin gen yon pakèt aplikasyon trè laj.
Li te fèt an 1971, Intel te fèt premye mikwoprosesè nan mond lan - nimewo 4004 4-bit chip, chip sa a entegre plis pase 2,000 tranzistò, ak Intel tou te fèt 4001, 4002, 4003 chips, RAM, ROM ak rejis.
Lè kat pwodwi sa yo te ale sou mache a, Intel te ekri nan reklam la "Anonse yon nouvo epòk nan sikui entegre: mikwo òdinatè kondanse sou yon sèl chip."Nan tan sa a, minicomputers ak mainframes yo te sitou 8-bit ak 16-bit processeurs, se konsa Intel byento te lanse 8-bit mikro 8008 nan 1972 byen vit genyen mache a, louvri epòk la nan mikwo-chip sèl.
An 1976, Intel te lanse premye kontwolè mikwo-òdinatè pwogramasyon nan mond lan 8748, ki entegre 8-bit CPU, 8-bit paralèl I/O, 8-bit kontwa, RAM, ROM, elatriye, ki ka satisfè bezwen yo nan kontwòl jeneral endistriyèl ak instrumentation, ki reprezante pa 8748, louvri eksplorasyon nan yon sèl-chip mikro nan jaden endistriyèl la.
Nan ane 1980 yo, 8-bit yon sèl-chip mikro yo te kòmanse vin pi matirite, RAM ak ROM kapasite ogmante, jeneralman ak koòdone seri, sistèm pwosesis entèwonp milti-nivo, plizyè kontè 16-bit, elatriye. An 1983, Intel te lanse MCS la. -96 seri 16-bit mikwo-pèfòmans segondè, ak 120,000 tranzistò entegre.
Depi ane 1990 yo, yon sèl-chip mikwo-odinatè a te antre nan etap nan yon santèn lekòl nan panse, nan pèfòmans, vitès, fyab, entegrasyon nan plen fleri, dapre kantite Bits nan otobis la oswa done rejis, soti nan inisyal 4 Bits yo. piti piti devlope, ak 8-bit, 16-ti jan, 32-ti jan ak 64-ti jan yon sèl-chip mikro.
Kounye a, seri enstriksyon MCU yo sitou divize an CISC ak RISC, ak achitekti debaz la se sitou ARM Cortex, Intel 8051 ak RISC-V.
Dapre 2020 China General Microcontroller (MCU) Market Brief, 32-bit MCU pwodwi kont pou jiska 55% nan mache a, ki te swiv pa pwodwi 8-bit, kontablite pou 43%, 4-bit pwodwi kontablite pou 2%, 16. -bit pwodwi kontablite pou 1%, li ka wè ke pwodwi yo endikap nan mache a se 32-ti jan ak 8-ti jan MCUs, ak espas sou mache a nan 16-ti jan pwodwi MCU yo te gravman prese.
Pwodwi seri enstriksyon CISC te konte pou 24% nan mache a, pwodwi seri enstriksyon RISC te konte pou 76% nan pwodwi endikap mache yo;Pwodwi debaz Intel 8051 te reprezante 22% nan mache a, ki te swiv pa pwodwi ARM Cortex-M0, kontablite pou 20%, pwodwi ARM Cortex-M3 te konte pou 14%, pwodwi ARM Cortex-M4 te konte pou 12%, pwodwi ARM Cortex-M0+. matirite pou 5%, pwodwi ARM Cortex-M23 matirite pou 1%, pwodwi debaz RISC-V matirite pou 1%, ak lòt moun te konte pou 24%.ARM Cortex-M0 + pwodwi yo te konte pou 5%, ARM Cortex-M23 pwodwi yo te konte pou 1%, RISC-V debaz pwodwi yo te konte pou 1%, ak lòt moun te konte pou 24%.An jeneral, nwayo seri ARM Cortex konte pou 52% nan endikap mache a.
Mache MCU a te fè fas a bès enpòtan nan pri pandan 20 ane ki sot pase yo, men n bès pri vann mwayèn (ASP) li te ralanti pandan senk ane ki sot pase yo.Apre yo fin fè eksperyans bès nan endistri otomobil la, feblès ekonomik mondyal la, ak kriz epidemi an, mache MCU a te kòmanse refè an 2020. Dapre IC Insights, anbakman MCU te ogmante pa 8% nan 2020, ak total chajman MCU nan 2021 te ogmante a. 12%, yon dosye segondè nan 30.9 milya dola, pandan y ap ASPs tou leve 10%, ogmantasyon ki pi wo nan 25 ane.
IC Insights espere ke chajman MCU yo rive nan 35.8 milya inite sou senk ane kap vini yo, ak lavant total de $ 27.2 milya dola.Nan sa yo, lavant MCU 32-bit yo espere rive nan $ 20 milya dola ak yon pousantaj kwasans konpoze anyèl nan 9.4%, MCU 16-bit yo espere rive nan $ 4.7 milya dola, ak MCU 4-bit yo pa espere montre kwasans.
02 Machin MCU fou rapouswiv
Elektwonik otomobil se pi gwo senaryo aplikasyon MCU yo.IC Insights espere lavant MCU atravè lemond ogmante 10% pou rive yon rekò $ 21.5 milya dola nan 2022, ak MCU otomobil ap grandi plis pase pifò lòt mache final yo.
Plis pase 40% nan lavant MCU yo soti nan elektwonik otomobil, ak lavant MCU otomobil yo espere grandi nan yon CAGR de 7.7% sou senk ane kap vini yo, depase MCU jeneral-bi (7.3%).
Kounye a, MCU otomobil yo se sitou 8-bit, 16-bit ak 32-ti jan, ak diferan Bits nan MCU yo jwe diferan travay.
Espesyalman:
MCU 8-bit la se sitou itilize pou fonksyon kontwòl relativman debaz, tankou kontwòl chèz, èkondisyone, fanatik, fenèt, ak modil kontwòl pòt.
16-bit MCU a sitou itilize pou pi ba kò, tankou motè, fren elektwonik, sistèm sispansyon ak lòt pouvwa ak sistèm transmisyon.
MCU 32-bit la adapte entèlijans otomobil la epi li se sitou itilize pou senaryo aplikasyon entèlijan ak sekirite wo tankou amizman kabin, ADAS, ak kontwòl kò.
Nan etap sa a, MCU 8-bit yo ap grandi nan pèfòmans ak kapasite memwa, ak pwòp efikasite pri yo, yo ka ranplase kèk MCU 16-bit nan aplikasyon yo epi yo tou konpatib bak ak MCU 4-bit.MCU 32-bit la pral jwe yon wòl kontwòl mèt de pli zan pli enpòtan nan tout achitekti E/E otomobil la, ki ka jere kat inite ECU ba ak mitan-ranje ki gaye, ak kantite itilizasyon yo ap kontinye ogmante.
Sitiyasyon ki pi wo a fè MCU 16-bit la nan yon pozisyon relativman gòch, pa wo men ki ba, men nan kèk senaryo aplikasyon, li toujou itil, tankou kèk aplikasyon kle nan sistèm powertrain.
Entèlijans otomobil te siyifikativman ranfòse demann pou MCU 32-bit, ak plis pase twa ka nan lavant MCU otomobil ki soti nan MCU 32-bit nan 2021, espere rive sou $ 5.83 milya dola;MCU 16-bit pral jenere apeprè $ 1.34 milya dola nan revni;ak MCU 8-bit pral jenere apeprè $ 441 milyon dola nan revni, dapre rapò McClean.
Nan nivo aplikasyon an, infotainment se senaryo aplikasyon ki gen pi gwo ogmantasyon ane apre ane nan lavant MCU otomobil, ak 59% kwasans an 2021 konpare ak 2020, ak 20% kwasans revni pou senaryo ki rete yo.
Koulye a, tout kontwòl elektwonik nan machin nan yo sèvi ak ECU (inite kontwòl elektwonik), ak MCU se ECU nan chip kontwòl nwayo, chak ECU gen omwen yon MCU, se konsa etap aktyèl la nan transfòmasyon an ak amelyore nan elèktrifikasyon entèlijan pouse demann lan pou Itilizasyon machin sèl MCU ogmante.
Dapre done ki soti nan Depatman Rechèch nan Komite Ekspè Maketing Otomobil nan Enstiti Maketing Lachin, kantite mwayèn ECU yo pote pa machin òdinè gaz tradisyonèl se 70;kantite ECU yo te pote nan machin liksye gaz tradisyonèl yo ka rive nan 150 paske nan pi wo kondisyon pèfòmans pou chèz, kontwòl santral ak amizman, estabilite kò ak sekirite;ak kantite mwayèn ECU yo pote nan machin entelijan ka rive nan 300 paske nan nouvo lojisyèl ak kondisyon pyès ki nan konpitè pou kondwi otonòm ak kondwi asistans, ki koresponn ak kantite MCU itilize pa machin sèl pral rive tou plis pase 300.
Demann fò pou MCU soti nan constructeurs oto se patikilyèman evidan nan 2021, lè gen yon mank de nwayo akòz epidemi an.Ane sa a, anpil konpayi machin yo te oblije fèmen yon ti tan kèk liy pwodiksyon akòz mank de nwayo, men lavant MCU otomobil te monte 23% a $ 7.6 milya dola, yon gwo rekò.
Pifò nan chips otomobil yo pwodui lè l sèvi avèk 8-pous wafers, kèk manifaktirè tankou TI a 12-pous liy transfè, IDM pral tou fè pati nan fondri a tretans kapasite, ki se domine pa MCU, apeprè 70% nan kapasite a pa TSMC .Sepandan, biznis otomobil tèt li konte pou yon ti pwopòsyon nan TSMC, ak TSMC konsantre sou jaden teknoloji pwosesis avanse nan elektwonik konsomatè, kidonk mache MCU otomobil la se patikilyèman ra.
Mank nan bato otomobil ki te dirije pa endistri a semi-conducteurs tout te inogire tou nan yon vag nan ekspansyon, fondri yo pi gwo ak plant IDM aktivman elaji pwodiksyon, men konsantre a se diferan.
Izin TSMC Kumamoto espere yo dwe mete nan operasyon nan fen 2024, anplis pwosesis 22/28nm, li pral plis bay pwosesis 12 ak 16nm, ak plant Nanjing pral elaji pwodiksyon a 28nm, ak yon kapasite pwodiksyon chak mwa nan. 40,000 moso;
SMIC planifye pou elaji pwodiksyon pa omwen 45,000 8-pous wafers ak omwen 10,000 12-pous wafers nan 2021, ak bati yon liy pwodiksyon 12-pous ak yon kapasite chak mwa nan 120,000 gaufrèt nan Lingang, konsantre sou 28nm ak pi wo a nœuds.
Huahong espere akselere ekspansyon kapasite pwodiksyon 12-pous a 94,500 moso nan 2022;
Renesas te anonse poto li nan plant Kumamoto TSMC a ak entansyon pou elaji tretans, e li gen pou objaktif pou ogmante ekipman MCU otomobil pa 50% pa 2023, ak kapasite MCU-wo fen espere ogmante pa 50% ak kapasite MCU ba-fen apeprè 70%. konpare ak fen 2021.
STMicroelectronics pral envesti $1.4 milya dola nan 2022 pou ekspansyon, ak plan pou double kapasite nan plant Ewopeyen li yo pa 2025, sitou pou ogmante kapasite 12-pous, ak pou kapasite 8-pous, STMicroelectronics pral selektivman ajou pou pwodwi ki pa mande pou 12-. teknoloji pous.
Texas Instruments pral ajoute kat nouvo plant, yo espere premye plant la dwe mete an fonksyon an 2025, epi twazyèm ak katriyèm plant yo pral konstwi ant 2026 ak 2030;
ON Semiconductor ogmante envestisman kapital li a 12%, sitou pou ekspansyon kapasite wafer 12-pous.
Insights IC gen yon done enteresan ke ASP nan tout MCU 32-bit ap bese nan yon CAGR nan -4.4% ane sou ane ant 2015 ak 2020, men leve apeprè 13% a apeprè $ 0.72 nan 2021. Reflete nan mache a tach. , fluctuation pri a nan MCU otomobil se pi evidan: NXP 32-bit MCU FS32K144HAT0MLH a ak yon pri kanpe nan $ 22 te monte jiska $ 550, yon seri de plis pase 20 fwa, ki te youn nan bato yo otomobil ki pi ra nan tan sa a.
Infineon 32-bit otomobil MCU SAK-TC277TP-64F200N DC te monte a 4,500 Yuan, yon ogmantasyon de prèske 100 fwa, menm seri a nan SAK-TC275T-64F200N DC tou te monte a plis pase 2,000 Yuan.
Lòt bò, elektwonik dafè pou konsomatè orijinal cho yo te kòmanse refwadi, demann lan fèb, osi byen ke akselerasyon sibstitisyon domestik, fè jeneral-bi, konsomatè pri MCU tounen desann, kèk modèl chip ST tankou F0/F1/F3. pri seri te rive tou pre pri nòmal la, e menm rimè sou mache yo ke pri kèk MCU te tonbe nan pri ajans lan.
Sepandan, MCU otomobil tankou Renesas, NXP, Infineon, ak ST yo toujou nan yon eta de mank relatif.Pou egzanp, pri a nan wo-pèfòmans 32-bit MCU ST a STM32H743VIT6 te monte a 600 Yuan nan fen ane pase a, pandan y ap pri li yo te sèlman 48 Yuan de ane de sa.Ogmantasyon an se plis pase 10 fwa;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC sou mache pri nan mwa Oktòb ane pase a nan apeprè $ 1200, Desanm ofri jiska $ 3800, e menm sou sit entènèt twazyèm pati yo ofri plis pase $ 5000.
03 Mache a gwo, ak pwodiksyon domestik la piti
Peyizaj konpetitif MCU a domine pa gran lòt bò dlo tankou tout anviwònman konpetitif semi-conducteurs la.An 2021, senk pi gwo machann MCU yo te NXP, Microchip, Renesas, ST, ak Infineon.Senk fournisseurs MCU sa yo te reprezante 82.1% nan total lavant mondyal, konpare ak 72.2% nan 2016, ak gwosè a nan konpayi tit yo ap grandi nan ane entèvni yo.
Konpare ak konsomatè ak endistriyèl MCU, papòt sètifikasyon otomobil MCU se wo ak peryòd sètifikasyon an long, sistèm sètifikasyon an gen ladan sètifikasyon estanda ISO26262, AEC-Q001 ~ 004 ak sètifikasyon estanda IATF16949, sètifikasyon estanda AEC-Q100/Q104, ki ISO26262 sou Sekirite fonksyonèl otomobil divize an kat nivo ASIL-A pou D. Pou egzanp, chasi a ak lòt senaryo gen kondisyon ki pi wo sekirite epi mande pou sètifikasyon nivo ASIL-D, kèk manifaktirè chip ka satisfè kondisyon yo.
Dapre done analiz estrateji, mache mondyal la ak domestik otomobil MCU se sitou okipe pa NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, ak yon pati nan mache a 85%.Malgre ke 32-bit MCU yo toujou monopolize pa gran lòt bò dlo, kèk konpayi domestik yo te pran an.
04 Konklizyon
Devlopman rapid nan machin elektrik entèlijan, se konsa yon kantite mizisyen chip konsomatè yo te mete ansanm, tankou Nvidia, Qualcomm, Intel yo te nan kabin an entèlijan, zouti otonòm kondwi chip, konpresyon espas siviv nan ansyen manifaktirè yo chip otomobil.Devlopman MCU otomobil te ale nan konsantre sou devlopman pwòp tèt ou ak amelyorasyon pèfòmans nan konpetisyon tout-wonn pou rediksyon pri pandan y ap kenbe avantaj teknolojik.
Avèk achitekti E / E otomobil la soti nan distribiye nan kontwòl domèn, epi evantyèlman nan direksyon pou entegrasyon santral, pral gen pi plis ak plis milti-fonksyonèl ak senp chip ki ba-fen yo pral ranplase, pèfòmans-wo, gwo pouvwa informatique ak lòt-wo fen. chips yo ap vin konsantre nan pwochen konpetisyon chip otomobil, kòm wòl prensipal kontwòl MCU a pa rediksyon nimewo ECU nan lavni relativman ti, tankou ECU kontwòl chasi Tesla, yon sèl gen 3-4 MCU, men kèk fonksyon senp nan MCU debaz la pral entegre.An jeneral, mache a pou MCU otomobil ak espas pou sibstitisyon domestik nan ane kap vini yo se san dout vas.
Lè poste: Feb-01-2023