01 Hanes twf yr MCU
MCU, microcontroller, mae ganddo enw adnabyddus: microgyfrifiadur sglodion sengl.
Lle melys iawn yw symud set o system gyfrifiadurol sylfaenol i sglodyn, gan gynnwys y fersiwn fewnol o borthladd cyfresol cownter CPU RAM ROM IO, er nad yw'r perfformiad yn sicr mor eang â chyfrifiadur, ond mae'n rhaglenadwy pŵer isel a hyblyg, felly yn y electroneg defnyddwyr, cyfathrebu diwydiant meddygol Ceir ystod eang iawn o geisiadau.
Fe'i ganed ym 1971, dyluniodd Intel ficrobrosesydd cyntaf y byd - y sglodyn rhif 4004 4-did, mae'r sglodyn hwn yn integreiddio mwy na 2,000 o transistorau, a dyluniodd Intel hefyd 4001, 4002, 4003 o sglodion, RAM, ROM a chofrestrau.
Pan aeth y pedwar cynnyrch hyn ar y farchnad, ysgrifennodd Intel yn yr hysbyseb “Cyhoeddwch oes newydd o gylchedau integredig: microgyfrifiaduron wedi'u cyddwyso ar un sglodyn.”Bryd hynny, roedd minigyfrifiaduron a phrif fframiau yn broseswyr 8-did a 16-did yn bennaf, felly lansiodd Intel y microbrosesydd 8-did 8008 yn fuan ym 1972 i ennill y farchnad yn gyflym, gan agor cyfnod microgyfrifiaduron sglodion sengl.
Ym 1976, lansiodd Intel y rheolydd microgyfrifiadur rhaglenadwy cyntaf 8748 yn y byd, sy'n integreiddio CPU 8-did, I / O cyfochrog 8-did, cownter 8-did, RAM, ROM, ac ati, a all ddiwallu anghenion rheolaeth ddiwydiannol gyffredinol a offeryniaeth, a gynrychiolir gan 8748, yn agor y gwaith o archwilio microgyfrifiaduron sglodion sengl yn y maes diwydiannol.
Yn yr 1980au, dechreuodd microgyfrifiaduron sglodion sengl 8-did ddod yn fwy aeddfed, cynyddodd gallu RAM a ROM, yn gyffredinol gyda rhyngwynebau cyfresol, systemau prosesu ymyrraeth aml-lefel, cownteri 16-did lluosog, ac ati. Yn 1983, lansiodd Intel y MCS -96 cyfres o ficroreolyddion perfformiad uchel 16-did, gyda 120,000 o transistorau integredig.
Ers y 1990au, mae'r microgyfrifiadur sglodion sengl wedi mynd i mewn i'r cam o gant o ysgolion meddwl, mewn perfformiad, cyflymder, dibynadwyedd, integreiddio yn ei flodau llawn, yn ôl nifer y darnau o'r cofrestrau bws neu ddata, o'r 4 did cychwynnol datblygu'n raddol, gyda microgyfrifiaduron sglodion sengl 8-did, 16-did, 32-did a 64-did.
Ar hyn o bryd, mae'r set gyfarwyddiadau o MCUs wedi'i rannu'n bennaf yn CISC a RISC, a'r bensaernïaeth graidd yn bennaf yw ARM Cortex, Intel 8051 a RISC-V.
Yn ôl Briff Marchnad Microcontroller Cyffredinol Tsieina (MCU) 2020, mae cynhyrchion MCU 32-did yn cyfrif am hyd at 55% o'r farchnad, ac yna cynhyrchion 8-did, sy'n cyfrif am 43%, cynhyrchion 4-did yn cyfrif am 2%, 16 -bit cynhyrchion sy'n cyfrif am 1%, gellir gweld bod y cynhyrchion prif ffrwd yn y farchnad yn MCUs 32-did ac 8-did, ac mae gofod marchnad cynhyrchion MCU 16-did wedi'i wasgu'n ddifrifol.
Roedd cynhyrchion set cyfarwyddiadau CISC yn cyfrif am 24% o'r farchnad, roedd cynhyrchion set cyfarwyddiadau RISC yn cyfrif am 76% o gynhyrchion prif ffrwd y farchnad;Roedd cynhyrchion craidd Intel 8051 yn cyfrif am 22% o'r farchnad, ac yna cynhyrchion ARM Cortex-M0, gan gyfrif am 20%, roedd cynhyrchion ARM Cortex-M3 yn cyfrif am 14%, roedd cynhyrchion ARM Cortex-M4 yn cyfrif am 12%, cynhyrchion ARM Cortex-M0 + yn cyfrif am 5%, roedd cynhyrchion ARM Cortex-M23 yn cyfrif am 1%, roedd cynhyrchion craidd RISC-V yn cyfrif am 1%, ac roedd eraill yn cyfrif am 24%.Roedd cynhyrchion ARM Cortex-M0+ yn cyfrif am 5%, roedd cynhyrchion ARM Cortex-M23 yn cyfrif am 1%, roedd cynhyrchion craidd RISC-V yn cyfrif am 1%, ac roedd eraill yn cyfrif am 24%.Ar y cyfan, mae creiddiau cyfres ARM Cortex yn cyfrif am 52% o brif ffrwd y farchnad.
Mae'r farchnad MCU wedi bod yn wynebu gostyngiadau sylweddol mewn prisiau dros yr 20 mlynedd diwethaf, ond mae ei gostyngiad pris gwerthu cyfartalog (ASP) wedi bod yn arafu dros y pum mlynedd diwethaf.Ar ôl profi'r dirywiad yn y diwydiant modurol, y gwendid economaidd byd-eang, a'r argyfwng epidemig, dechreuodd y farchnad MCU wella yn 2020. Yn ôl IC Insights, cynyddodd llwythi MCU 8% yn 2020, a chynyddodd cyfanswm y llwythi MCU yn 2021 i 12%, y lefel uchaf erioed o 30.9 biliwn, tra bod ASPs hefyd wedi codi 10%, y cynnydd uchaf mewn 25 mlynedd.
Mae IC Insights yn disgwyl i lwythi MCU gyrraedd 35.8 biliwn o unedau dros y pum mlynedd nesaf, gyda chyfanswm gwerthiant o $27.2 biliwn.O'r rhain, disgwylir i werthiannau MCU 32-did gyrraedd $20 biliwn gyda chyfradd twf blynyddol cyfansawdd o 9.4%, disgwylir i MCUs 16-did gyrraedd $4.7 biliwn, ac ni ddisgwylir i MCUs 4-did ddangos twf.
02 Car MCU goddiweddyd gwallgof
Electroneg modurol yw'r senario cymhwyso mwyaf o MCUs.Mae IC Insights yn disgwyl i werthiannau MCU ledled y byd dyfu 10% i $21.5 biliwn uchaf erioed yn 2022, gyda MCUs modurol yn tyfu'n fwy na'r mwyafrif o farchnadoedd terfynol eraill.
Daw mwy na 40% o werthiannau MCU o electroneg modurol, a disgwylir i werthiannau MCU modurol dyfu ar CAGR o 7.7% dros y pum mlynedd nesaf, gan ragori ar MCUs pwrpas cyffredinol (7.3%).
Ar hyn o bryd, mae MCUs modurol yn bennaf yn 8-did, 16-did a 32-did, ac mae gwahanol ddarnau o MCUs yn chwarae gwahanol swyddi.
Yn benodol:
Defnyddir yr MCU 8-did yn bennaf ar gyfer swyddogaethau rheoli cymharol sylfaenol, megis rheoli seddi, cyflyrwyr aer, cefnogwyr, ffenestri, a modiwlau rheoli drws.
Defnyddir yr MCU 16-did yn bennaf ar gyfer rhan isaf y corff, megis injan, brêc electronig, system atal a systemau pŵer a thrawsyrru eraill.
Mae'r MCU 32-did yn cyd-fynd â'r gudd-wybodaeth modurol ac fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer senarios cymhwysiad deallus a diogel pen uchel fel adloniant talwrn, ADAS, a rheolaeth corff.
Ar y cam hwn, mae MCUs 8-did yn tyfu mewn perfformiad a gallu cof, a chyda'u cost-effeithiolrwydd eu hunain, gallant ddisodli rhai MCUs 16-did mewn cymwysiadau ac maent hefyd yn gydnaws yn ôl ag MCUs 4-did.Bydd yr MCU 32-did yn chwarae rôl feistr rheolaeth gynyddol bwysig yn y bensaernïaeth modurol E/E gyfan, a all reoli pedair uned ECU pen isel a chanolig gwasgaredig, a bydd nifer y defnyddiau yn parhau i gynyddu.
Mae'r sefyllfa uchod yn gwneud yr MCU 16-did mewn sefyllfa gymharol lletchwith, nid yn uchel ond yn isel, ond mewn rhai senarios cais, mae'n dal yn ddefnyddiol, megis rhai cymwysiadau allweddol o systemau powertrain.
Mae cudd-wybodaeth modurol wedi rhoi hwb sylweddol i'r galw am MCUs 32-did, gyda mwy na thri chwarter y gwerthiannau MCU modurol yn dod o MCUs 32-did yn 2021, disgwylir iddynt gyrraedd tua $5.83 biliwn;Bydd MCUs 16-did yn cynhyrchu tua $1.34 biliwn mewn refeniw;a bydd MCUs 8-did yn cynhyrchu tua $441 miliwn mewn refeniw, yn ôl adroddiad McClean.
Ar lefel y cais, infotainment yw'r senario ymgeisio gyda'r cynnydd uchaf o flwyddyn i flwyddyn mewn gwerthiannau MCU modurol, gyda thwf o 59% yn 2021 o'i gymharu â 2020, a thwf refeniw o 20% ar gyfer y senarios sy'n weddill.
Nawr holl reolaeth electronig y car i ddefnyddio ECU (uned reoli electronig), a MCU yw'r sglodion rheoli craidd ECU, mae gan bob ECU o leiaf un MCU, felly ysgogodd y cam presennol o drawsnewid ac uwchraddio trydaneiddio deallus y galw am Defnydd cerbyd sengl MCU i gynyddu.
Yn ôl y data gan Adran Ymchwil Pwyllgor Arbenigol Marchnata Modurol Sefydliad Marchnata Tsieina, nifer cyfartalog yr ECUs a gludir gan geir tanwydd traddodiadol cyffredin yw 70;gall nifer yr ECUs a gludir gan geir tanwydd traddodiadol moethus gyrraedd 150 oherwydd gofynion perfformiad uwch ar gyfer seddi, rheolaeth ganolog ac adloniant, sefydlogrwydd a diogelwch y corff;a gall nifer cyfartalog yr ECUs a gludir gan geir smart gyrraedd 300 oherwydd y gofynion meddalwedd a chaledwedd newydd ar gyfer gyrru ymreolaethol a gyrru â chymorth, sy'n cyfateb i faint o MCU a ddefnyddir gan geir sengl hefyd yn cyrraedd mwy na 300.
Mae'r galw cryf am MCUs gan wneuthurwyr ceir yn arbennig o amlwg yn 2021, pan fo prinder creiddiau oherwydd yr epidemig.Y flwyddyn honno, bu'n rhaid i lawer o gwmnïau ceir gau rhai llinellau cynhyrchu yn fyr oherwydd diffyg creiddiau, ond cynyddodd gwerthiant MCUs modurol 23% i $7.6 biliwn, y lefel uchaf erioed.
Mae'r rhan fwyaf o'r sglodion modurol yn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio wafferi 8-modfedd, bydd rhai gweithgynhyrchwyr megis trosglwyddo llinell TI i 12 modfedd, IDM hefyd yn rhan o'r ffowndri allanoli capasiti, sy'n cael ei ddominyddu gan MCU, tua 70% o'r gallu gan TSMC .Fodd bynnag, mae'r busnes modurol ei hun yn cyfrif am gyfran fach o TSMC, ac mae TSMC yn canolbwyntio ar faes technoleg proses uwch electroneg defnyddwyr, felly mae'r farchnad MCU modurol yn arbennig o brin.
Arweiniodd y prinder sglodion modurol dan arweiniad y diwydiant lled-ddargludyddion cyfan hefyd at don o ehangu, y prif ffowndrïau a phlanhigion IDM i ehangu'r cynhyrchiad yn weithredol, ond mae'r ffocws yn wahanol.
Disgwylir i waith TSMC Kumamoto gael ei roi ar waith erbyn diwedd 2024, yn ogystal â'r broses 22/28nm, bydd yn darparu prosesau 12 a 16nm ymhellach, a bydd planhigyn Nanjing yn ehangu'r cynhyrchiad i 28nm, gyda chynhwysedd cynhyrchu misol o 40,000 o ddarnau;
Mae SMIC yn bwriadu ehangu cynhyrchiad o leiaf 45,000 o wafferi 8 modfedd ac o leiaf 10,000 o wafferi 12 modfedd yn 2021, ac adeiladu llinell gynhyrchu 12 modfedd gyda chynhwysedd misol o 120,000 o wafferi yn Lingang, gan ganolbwyntio ar y nodau 28nm ac uwch.
Mae Huahong yn disgwyl cyflymu ehangu gallu cynhyrchu 12-modfedd i 94,500 o ddarnau yn 2022;
Cyhoeddodd Renesas ei gyfran yn ffatri Kumamoto TSMC gyda'r bwriad o ehangu ar gontract allanol, a'i nod yw cynyddu cyflenwad MCU modurol 50% erbyn 2023, a disgwylir i gapasiti MCU pen uchel gynyddu 50% a chapasiti MCU pen isel tua 70% gymharu â diwedd 2021.
Bydd STMicroelectronics yn buddsoddi $1.4 biliwn yn 2022 ar gyfer ehangu, ac mae'n bwriadu dyblu gallu ei weithfeydd Ewropeaidd erbyn 2025, yn bennaf i gynyddu capasiti 12 modfedd, ac ar gyfer capasiti 8 modfedd, bydd STMicroelectronics yn uwchraddio'n ddetholus ar gyfer cynhyrchion nad oes angen 12-modfedd arnynt. technoleg modfedd.
Bydd Texas Instruments yn ychwanegu pedwar planhigyn newydd, disgwylir i'r planhigyn cyntaf gael ei roi ar waith yn 2025, a bydd y trydydd a'r pedwerydd planhigyn yn cael eu hadeiladu rhwng 2026 a 2030;
Cynyddodd ON Semiconductor ei fuddsoddiad cyfalaf i 12%, yn bennaf ar gyfer ehangu gallu wafferi 12-modfedd.
Mae gan fewnwelediadau IC ddata diddorol bod yr ASP o'r holl MCUs 32-did yn dirywio ar CAGR o -4.4% flwyddyn ar ôl blwyddyn rhwng 2015 a 2020, ond yn codi tua 13% i tua $0.72 yn 2021. Adlewyrchir yn y farchnad sbot , mae amrywiad pris MCU modurol yn fwy amlwg: cododd yr MCU 32-did NXP FS32K144HAT0MLH gyda phris sefydlog o $22 hyd at $550, ystod o fwy nag 20 gwaith, a oedd yn un o'r sglodion modurol mwyaf prin ar y pryd.
Roedd Infineon 32-did modurol MCU SAK-TC277TP-64F200N DC wedi codi i 4,500 yuan, cynnydd o bron i 100 gwaith, yr un gyfres o SAK-TC275T-64F200N DC hefyd esgyn i fwy na 2,000 yuan.
Ar yr ochr arall, dechreuodd yr electroneg defnyddwyr poeth yn wreiddiol oeri, y galw gwan, yn ogystal â chyflymu amnewid domestig, gan wneud prisiau MCU defnyddwyr pwrpas cyffredinol yn ôl i lawr, rhai modelau sglodion ST megis F0/F1/F3 daeth prisiau cyfres yn agos at y pris arferol, a hyd yn oed sibrydion y farchnad bod pris rhai MCUs wedi gostwng trwy bris yr asiantaeth.
Fodd bynnag, mae MCUs modurol fel Renesas, NXP, Infineon, a ST yn dal i fod mewn cyflwr o brinder cymharol.Er enghraifft, dringodd pris perfformiad uchel ST 32-did MCU STM32H743VIT6 i 600 yuan ddiwedd y llynedd, tra mai dim ond 48 yuan oedd ei bris ddwy flynedd yn ôl.Mae'r cynnydd yn fwy na 10 gwaith;Pris marchnad Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC ym mis Hydref y llynedd ar tua $ 1200, Rhagfyr yn cynnig hyd at $ 3800, a hyd yn oed ar wefannau trydydd parti yn cynnig mwy na $ 5000.
03 Mae'r farchnad yn fawr, ac mae'r cynhyrchiad domestig yn fach
Mae tirwedd gystadleuol yr MCU yr un mor amlwg gan gewri tramor â'r amgylchedd cystadleuol lled-ddargludyddion cyfan.Yn 2021, y pum gwerthwr MCU gorau oedd NXP, Microchip, Renesas, ST, ac Infineon.Roedd y pum gwerthwr MCU hyn yn cyfrif am 82.1% o gyfanswm y gwerthiannau byd-eang, o'i gymharu â 72.2% yn 2016, gyda maint y cwmnïau pennawd yn tyfu yn y blynyddoedd rhwng hynny.
O'i gymharu â MCU defnyddwyr a diwydiannol, mae trothwy ardystio MCU modurol yn uchel ac mae'r cyfnod ardystio yn hir, mae'r system ardystio yn cynnwys ardystiad safonol ISO26262, ardystiad safonol AEC-Q001 ~ 004 ac IATF16949, ardystiad safonol AEC-Q100 / Q104, y mae ISO26262 ar ei gyfer. mae diogelwch swyddogaethol modurol wedi'i rannu'n bedair lefel o ASIL-A i D. Er enghraifft, mae gan y siasi a senarios eraill y gofynion diogelwch uchaf ac mae angen ardystiad lefel ASIL-D arnynt, ychydig o weithgynhyrchwyr sglodion sy'n gallu bodloni'r amodau.
Yn ôl data Dadansoddi Strategaeth, mae'r farchnad MCU modurol fyd-eang a domestig yn cael ei meddiannu'n bennaf gan NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, gyda chyfran o'r farchnad o 85%.Er bod MCUs 32-did yn dal i gael eu monopoleiddio gan gewri tramor, mae rhai cwmnïau domestig wedi cychwyn.
04 Casgliad
Mae datblygiad cyflym cerbydau trydan deallus, felly mae nifer o wneuthurwyr sglodion defnyddwyr wedi ymuno, megis Nvidia, Qualcomm, Intel wedi bod yn y talwrn deallus, torri tir newydd sglodion gyrru ymreolaethol, gan gywasgu gofod goroesi'r hen wneuthurwyr sglodion modurol.Mae datblygiad MCUs modurol wedi mynd o ganolbwyntio ar hunanddatblygiad a gwella perfformiad i gystadleuaeth gyffredinol ar gyfer lleihau costau tra'n cynnal manteision technolegol.
Gyda'r bensaernïaeth modurol E / E o ddosbarthu i reolaeth parth, ac yn y pen draw tuag at integreiddio canolog, bydd mwy a mwy o sglodion pen isel aml-swyddogaethol a syml yn cael eu disodli, perfformiad uchel, pŵer cyfrifiadurol uchel a diwedd uchel eraill. bydd sglodion yn dod yn ffocws cystadleuaeth sglodion modurol yn y dyfodol, gan fod prif rôl reoli'r MCU gan y gostyngiad yn nifer yr ECU yn y dyfodol yn gymharol fach, megis rheoli siasi Tesla ECU, mae sengl yn cynnwys 3-4 MCU, ond mae rhai swyddogaeth syml o bydd yr MCU sylfaenol yn cael ei integreiddio.Yn gyffredinol, mae'r farchnad ar gyfer MCUs modurol a'r lle ar gyfer amnewid domestig yn y blynyddoedd i ddod yn ddiamau yn enfawr.
Amser postio: Chwefror-01-2023