物联网时代MCU 将迎来三大发展趋势

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据IC Insights的市场研究报告中指出,2015年全球MCU市场产值达168亿美元(比2014年增长5.6%),出货量达209亿颗(比2014年提升12.4%),而平均每颗售价则是0.81美元。而未来到2019年,MCU的销售量仍维持逐年递增(年复合成长率CAGR约为6%)、ASP逐年递减的趋势,但整体MCU市场规模仍是上扬的。
 
物联网行业的快速发展是驱动MCU发展的一大动力。其中又因为汽车驾驶信息系统、油门控制系统、自动泊车、先进巡航控制、防撞系统等ADAS系统对于32位MCU的大规模需求,将刺激32位MCU的大幅增长。此外,物联网领域的智能应用正方兴未艾,比如医疗电子用品(如智能血糖机、电子血压计等)、个人健康监测产品(如智能手环、智慧手表、智能衣、心率带等等)这些需要低功耗、长时间使用、无线通信的产品,也必须倚赖MCU来实现。微控制器(MCU)作为物联网的核心零组件,无论在市场规模上还是技术上都将获得进一步发展,那么,在当前物联网快速部署的大形势下MCU自身发展都呈现出哪些趋势呢?
 
1. 32bit MCU将成主流 早期MCU架构多是8位为主(例如Intel 8051系列、Atmel AT8/TS8系列、Labs EFM8系列等等),且整合开发环境(IDE)也是以8位为主。随着物联网时代任务的复杂化,对计算能力越来越高促使MCU开始迈向16或32位来设计,与此同时相关的软件开发环境也提升到32位,甚至做到可以向下兼容,让开发环境不受限于硬件,以提供更具弹性的开发空间。
 
此外,目前8位和32位MCU的价差也已经缩小,32位MCU单颗报价在1.5~4美元之间,工作频率大多在100~350MHz之间,执行效能更佳,应用类型也相当多元。众多物联网应用对数据处理能力要求越来越高,虽然8位MCU仍会有其一席之地,但32位MCU一定会成为市场主流。根据IC Insights 2014年的数据,以出货量计,32位MCU已经接近8位MCU,而销售额32位MCU已经跃升第一位。随着32位MCU生态环境的建立和成本的进一步降低,预计未来将有一个时间点实现井喷。但需要注意的是,由于32位MCU操作数与内存长度的增加,相同功能的程序代码长度较8/16bit MCU会增加30~40%,这导致嵌入式FLASH内存容量不能太小,而芯片引脚数量增加,可能会限制32bit MCU的成本缩减能力。
 
2. 低功耗是核心竞争力 当前市面上各种移动电子产品最令人诟病的一点莫过于需要频繁充电,各家智能手机/手环厂商都在努力的降低功耗,提升续航能力。功耗的限制使得产品设计时许多功能被牺牲。而对于物联网世界里数量更为庞大的无线传感节点,功耗和续航时间更是直接关系到产品的可行性。比如在散布在桥梁或者隧道中用于检测位移形变的传感器节点,数量庞大且只能依靠电池供电,要求电池续航时间通常达十年以上,这对MCU的功耗提出了非常苛刻的要求。即使对于很多方便供电的应用(如智能家居),在当前绿色环保低碳口号的号召下,厂商也在想尽办法降低系统功耗。而如何在低功耗的前提下又能实现较高的运算能力,成为摆在MCU厂商面前的一道难题。目前几乎所有的主流厂商都瞄准了这一市场需求,纷纷推出各自的超低功耗MCU。
 
3. 高整合度 MCU+成趋势 物联网对于其中每个节点最理想的要求是智能化,即能够通过传感器感知外界信息,通过处理器进行数据运算,通过无线通讯模块发送/接收数据。因此,集成传感器+MCU+无线模块的方案始终是各MCU厂商的追求。更有甚者,对于一些相对容易实现整合的传感器类型,如触摸屏控制器、加速度计、陀螺仪等,某些技术实力强大的厂商已经实现了与MCU整合的单芯片SOC/SIP。当然由于传感器和无线通讯技术的多样性,以及工艺技术上的差异,一味的SIP或SOC整合可能并不一定是明智之举(如气体传感器、温湿度传感器整合方案就较为困难),但厂商提供MCU+的整体解决方案已经成为毫无疑问的必然趋势。
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