01 MCU-nyň ösüş taryhy
MCU, mikrokontrol, onuň belli ady bar: bir çipli mikrokompýuter.
Hakykatdanam ýakymly ýer, esasy kompýuter ulgamynyň toplumyny CPU RAM ROM IO hasaplaýyş seriýa portunyň içerki wersiýasyny goşmak bilen çipe geçirmek, öndürijiligi elbetde kompýuter ýaly giň bolmasa-da, pes güýji programmirläp bilýän we çeýe, şonuň üçin sarp ediş elektronikasynda lukmançylyk pudagy aragatnaşygy Awtoulaglar gaty köp amaly ulanýarlar.
1971-nji ýylda dünýä indi.
Bu dört önüm bazara çykanda, Intel mahabatynda “Integrirlenen zynjyrlaryň täze eýýamyny yglan ediň: bir çipde kondensirlenen mikrokompýuterler.”Şol döwürde minikompýuterler we esasy programmalar esasan 8 bitli we 16 bitli prosessorlardy, şonuň üçin Intel tiz wagtdan bir çipli mikrokompýuterleriň döwrüni açyp, bazary çalt gazanmak üçin 1972-nji ýylda 8 bitli mikroprosessor 8008 çykardy.
1976-njy ýylda Intel, umumy senagat gözegçiliginiň zerurlyklaryny kanagatlandyryp bilýän 8 bitli CPU, 8 bitli parallel I / O, 8 bitli hasaplaýjy, RAM, ROM we ş.m. birleşdirýän dünýäde ilkinji programmirläp bolýan mikrokompýuter dolandyryjysy 8748-i işe girizdi. 8748 bilen görkezilen gurallar, senagat pudagynda bir çipli mikrokompýuterleriň gözlegini açýar.
1980-nji ýyllarda 8 bitli bir çipli mikrokompýuterler has kämillik ýaşyna ýetip başlady, RAM we ROM kuwwaty artdy, köplenç seriýaly interfeýsler, köp derejeli arakesme gaýtadan işleýiş ulgamlary, köp 16 bitli hasaplaýjylar we ş.m. 1983-nji ýylda Intel MCS-ni işe girizdi. 120 bitli tranzistorly 16 bitli ýokary öndürijilikli mikrokontrollaryň -96 seriýasy.
1990-njy ýyllardan başlap, bir çipli mikrokompýuter başlangyç 4 bitden başlap, öndürijilik, tizlik, ygtybarlylyk, doly gülläp ösmek boýunça ýüz pikir mekdebiniň basgançagyna girdi. 8 bitli, 16 bitli, 32 bitli we 64 bitli bir çipli mikrokompýuterler bilen kem-kemden ösdi.
Häzirki wagtda MCU-laryň görkezme toplumy esasan CISC we RISC-e bölünýär we esasy arhitektura esasan ARM Cortex, Intel 8051 we RISC-V.
2020-nji ýylda Hytaýyň umumy mikrokontrolary (MCU) bazary barada gysgaça maglumata görä, 32 bitli MCU önümleri bazaryň 55% -ini tutýar, ondan soň 8 bitli önümler 43%, 4 bitli önümler 2%, 16 -bit önümleri 1% -i emele getirýär, bazardaky esasy önümleriň 32 bitli we 8 bitli MCU-larydygyny, 16 bitli MCU önümleriniň bazar meýdanynyň gaty gysylandygyny görmek bolýar.
GDA-nyň görkezme toplumy önümleri bazaryň 24% -ini, RISC görkezme önümleri bazaryň esasy önümleriniň 76% -ini tutdy;Intel 8051 esasy önümler bazaryň 22% -ini, ondan soň 20% -i ARM Cortex-M0 önümleri, ARM Cortex-M3 önümleri 14%, ARM Cortex-M4 önümleri 12%, ARM Cortex-M0 + önümleri 5%, ARM Cortex-M23 önümleri 1%, RISC-V esasy önümler 1%, beýlekiler 24% boldy.ARM Cortex-M0 + önümleri 5%, ARM Cortex-M23 önümleri 1%, RISC-V esasy önümler 1%, beýlekiler 24% boldy.Umuman aýdanyňda, “ARM Cortex” seriýaly ýadrolar bazaryň esasy akymynyň 52% -ini tutýar.
MCU bazary soňky 20 ýylda bahalaryň ep-esli pese gaçmagy bilen ýüzbe-ýüz boldy, ýöne soňky bäş ýylda ortaça satuw bahasy (ASP) peseldi.Awtoulag pudagynda pese gaçmagy, dünýädäki ykdysady gowşaklygy we epidemiýa krizisini başdan geçirenden soň, MCU bazary 2020-nji ýylda gaýtadan dikeldilip başlandy. IC Insights-yň maglumatlaryna görä, MCU-nyň iberişleri 2020-nji ýylda 8% ýokarlandy we 2021-nji ýylda MCU-nyň iberilişi artdy. 12%, rekord derejede 30,9 milliard, ASP-ler hem 10% ýokarlandy, 25 ýylyň içinde iň ýokary ösüş.
“IC Insights”, umumy satuwy 27,2 milliard dollar bolan MCU-nyň iberilişiniň ýakyn bäş ýylda 35,8 milliard birlige ýetmegine garaşýar.Bulardan 32 bitli MCU satuwy ýyllyk 9,4% ösüş depgini bilen 20 milliard dollara, 16 bitli MCU-laryň 4,7 milliard dollara ýetmegine garaşylýar we 4 bitli MCU-laryň ösüşi görkezmegine garaşylmaýar.
02 Awtoulag MCU däli geçip barýar
Awtoulag elektronikasy, MCU-laryň iň uly amaly senarisi.“IC Insights” dünýädäki MCU satuwlarynyň 10 göterim ýokarlap, 2022-nji ýylda rekord derejede 21,5 milliard dollara ýetmegine garaşýar we awtoulag MCU-lary beýleki ahyrky bazarlardan has köpelýär.
MCU satuwynyň 40% -den gowragy awtoulag elektronikasyndan gelýär we awtoulag MCU satuwynyň umumy maksatly MCU-lardan (7,3%) öňe geçip, ýakyn bäş ýylda CAGR-da 7,7% ösmegine garaşylýar.
Häzirki wagtda awtoulag MCU-lary esasan 8-bit, 16-bit we 32-bit we dürli bitli MCU-lar dürli işlerde oýnaýarlar.
Hususan-da:
8 bitli MCU esasan oturgyçlara, kondisionerlere, janköýerlere, penjirelere we gapy dolandyryş modullaryna gözegçilik etmek ýaly has esasy dolandyryş funksiýalarynda ulanylýar.
16 bitli MCU esasan hereketlendiriji, elektron tormoz, asma ulgamy we beýleki güýç we geçiriş ulgamlary ýaly aşaky beden üçin ulanylýar.
32 bitli MCU awtoulag intellektine laýyk gelýär we esasan kokpit güýmenjesi, ADAS we beden gözegçiligi ýaly ýokary derejeli akylly we ygtybarly amaly ssenariýalarda ulanylýar.
Bu etapda 8 bitli MCU öndürijilik we ýat kuwwaty bilen ösýär we öz çykdajy netijeliligi bilen programmalarda 16 bitli MCU-lary çalşyp biler we 4 bitli MCU-lar bilen yza gabat gelýär.32 bitli MCU dört sany dar we orta aralyk ECU bölümini dolandyryp bilýän we ulanylýanlaryň sany artmagy dowam etdirjek ähli awtoulag E / E arhitekturasynda has möhüm dolandyryş dolandyryş roluny ýerine ýetirer.
Aboveokardaky ýagdaý 16 bitli MCU-ny birneme oňaýsyz ýagdaýa salýar, ýokary däl, pes, ýöne käbir amaly ssenariýalarda güýç güýji ulgamlarynyň käbir möhüm programmalary ýaly peýdaly.
Awtoulag intellekti 32 bitli MCU-lara bolan islegi ep-esli ýokarlandyrdy, awtoulag MCU satuwynyň dörtden üç böleginden gowragy 2021-nji ýylda 32 bitli MCU-dan gelýär we takmynan 5,83 milliard dollara ýeter diýlip garaşylýar;16 bitli MCU-lar takmynan 1,34 milliard dollar girdeji gazanar;we 8 bitli MCU-lar MakKliniň hasabatyna görä takmynan 441 million dollar girdeji gazanar.
Programma derejesinde, maglumat maglumaty awtoulag MCU satuwynda geçen ýyl bilen deňeşdirilende iň ýokary ösüş, 2021-nji ýylda 2020-nji ýyl bilen deňeşdirilende 59%, galan ssenariýalar üçin 20% girdeji gazanmak üçin amaly senari.
Indi ECU (elektron dolandyryş bölümi) ulanmak üçin awtoulagyň ähli elektron gözegçiligi, we MCU esasy dolandyryş çipi ECU, her ECU-da azyndan bir MCU bar, şonuň üçin akylly elektrikleşmegi üýtgetmegiň we kämilleşdirmegiň häzirki tapgyry islegi döretdi MCU-nyň ýeke ulalmagy.
Hytaý marketing institutynyň Awtoulag marketingi ekspert komitetiniň gözleg bölüminiň maglumatlaryna görä, adaty ýangyç awtoulaglary bilen göterilýän ECU-laryň ortaça sany 70;Lýuks adaty ýangyç awtoulaglary bilen göterilýän ECU-laryň sany, oturgyçlara, merkezi gözegçilik we güýmenje, bedeniň durnuklylygy we howpsuzlygy üçin has ýokary öndürijilik talaplary sebäpli 150-e ýetip biler;we özbaşdak awtoulag sürmek we kömekçi sürmek üçin täze programma üpjünçiligi we enjam talaplary sebäpli akylly awtoulaglar bilen göterilýän ECU-laryň ortaça sany 300-den gowrak bolup biler.
Awtoulag öndürijilerinden MCU-lara bolan isleg epidemiýa sebäpli ýadro ýetmezçiligi ýüze çykanda 2021-nji ýylda ýüze çykýar.Şol ýyl awtoulag kompaniýalarynyň köpüsi ýadro ýetmezçiligi sebäpli käbir önümçilik liniýalaryny gysga wagtda ýapmaly boldy, ýöne awtoulag MCU-larynyň satuwy 23% ýokarlanyp, 7,6 milliard dollara ýetdi.
Awtoulag çipleriniň köpüsi 8 dýuým wafli ulanyp öndürilýär, TI-den 12 dýuým aralygy geçirmek ýaly käbir öndürijiler, IDM hem TSMC-iň kuwwatynyň 70% töweregi MCU tarapyndan agdyklyk edýän kuwwat autsorsing zawodynyň bir bölegi bolar. .Şeýle-de bolsa, awtoulag kärhanasynyň özi TSMC-iň az bölegini tutýar we TSMC sarp ediş elektronikasynyň ösen tehnologiýa tehnologiýasy pudagyna ünsi jemleýär, şonuň üçin awtoulag MCU bazary aýratyn az.
Bütin ýarymgeçiriji pudagynyň ýolbaşçylygyndaky awtoulag çipleriniň ýetmezçiligi, önümçiligi işjeňleşdirmek üçin esasy zawodlar we IDM zawodlary giňeltmek tolkunyny döretdi, ýöne ünsi başgaçarak.
TSMC Kumamoto zawodynyň 2024-nji ýylyň ahyryna çenli ulanylmaga berilmegine garaşylýar, 22 / 28nm prosessden başga-da, 12 we 16nm amallary üpjün eder we Nanjing zawody, aýlyk önümçilik kuwwaty bilen önümçiligi 28nm çenli giňelder. 40,000 bölek;
SMIC 2021-nji ýylda azyndan 45,000 8 dýuým wafli we azyndan 10,000 12 dýuým wafli bilen önümçiligi giňeltmegi we 28nm we ondan ýokary düwünlere ünsi jemläp, Lingangda aýlyk kuwwaty 120 000 wafli 12 dýuým önümçilik liniýasyny gurmagy meýilleşdirýär.
Huahong, 2022-nji ýylda 12 dýuým önümçilik kuwwatynyň 94,500 bölege çenli giňelmegine garaşýar;
Renesas, autsorsingi giňeltmek niýeti bilen TSMC-iň Kumamoto zawodyndaky paýyny yglan etdi we 2023-nji ýyla çenli awtoulag MCU üpjünçiligini 50% ýokarlandyrmagy maksat edinýär, ýokary derejeli MCU kuwwatynyň 50%, pes derejeli MCU kuwwatynyň takmynan 70% ýokarlanmagyna garaşylýar. 2021-nji ýylyň ahyry bilen deňeşdirilende.
STMicroelektronika giňeltmek üçin 2022-nji ýylda 1,4 milliard dollar maýa goýar we 2025-nji ýyla çenli Europeanewropa zawodlarynyň kuwwatyny iki esse artdyrmagy meýilleşdirýär, esasanam 12 dýuým kuwwatyny artdyrar we 8 dýuým kuwwaty üçin STMicroelektronika 12- talap etmeýän önümler üçin saýlap täzelener. dýuým tehnologiýasy.
“Texas Instruments” dört sany täze zawod goşar, ilkinji zawodyň 2025-nji ýylda ulanylmagyna garaşylýar, üçünji we dördünji zawodlar 2026-njy we 2030-njy ýyllar aralygynda gurlar;
ONarymgeçiriji, esasan 12 dýuým wafli kuwwatyny giňeltmek üçin maýa goýumlaryny 12% -e çenli ýokarlandyrdy.
IC düşünjelerinde, 32 bitli MCU-laryň ASP-iň 2015-nji we 2020-nji ýyllar aralygynda -4,4% CAGR-da azalýandygy, ýöne 2021-nji ýylda takmynan 13% ýokarlanyp, 0.72 dollar töweregi gyzykly maglumatlar bar. , awtoulag MCU-nyň bahasynyň üýtgemegi has düşnüklidir: bahasy 22 dollar bolan NXP 32 bitli MCU FS32K144HAT0MLH, şol wagt iň az awtoulag çipleriniň biri bolan 2050-den gowrak 550 dollara çenli ýokarlandy.
Infineon 32 bitli awtoulag MCU SAK-TC277TP-64F200N DC 4500 ýuana çenli ýokarlandy, takmynan 100 esse ýokarlandy, şol bir seriýa SAK-TC275T-64F200N DC hem 2000 ýuandan gowrak ýokarlandy.
Başga bir tarapdan, başda gyzgyn sarp ediş elektronikasy sowap başlady, gowşak isleg, şeýle hem içerki çalyşmagyň tizlenmegi, umumy maksatly, sarp edijiniň MCU bahalaryny arzanlatdy, F0 / F1 / F3 ýaly käbir ST çip modelleri yzygiderli bahalar adaty baha ýakynlaşdy, hatda käbir MCU-laryň bahasynyň agentlik bahasyndan arzanladylandygy baradaky bazar myş-myşlary.
Şeýle-de bolsa, Renesas, NXP, Infineon we ST ýaly awtoulag MCU-lary henizem ýetmezçilik ýagdaýynda.Mysal üçin, ST-iň ýokary öndürijilikli 32 bitli MCU STM32H743VIT6 bahasy geçen ýylyň ahyrynda 600 ýuana çykdy, bahasy iki ýyl ozal bary-ýogy 48 ýuana.Ösüş 10 esse köp;“Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC” geçen ýylyň oktýabr aýynda takmynan 1200 dollar, dekabr aýy 3800 dollara çenli, hatda üçünji tarap web sahypalarynda-da 5000 dollardan gowrak teklip hödürleýär.
03 Bazar uly, içerki önümçilik az
MCU bäsdeşlik meýdançasynda, ýarymgeçirijiniň bäsdeşlik gurşawy ýaly daşary ýurtly ägirtler agdyklyk edýär.2021-nji ýylda MCU satyjylarynyň iň gowy bäşligi NXP, Microchip, Renesas, ST we Infineon boldy.Bu bäş sany MCU satyjysy, dünýädäki satuwlaryň 82,1% -ini, 2016-njy ýylda 72.2% bilen deňeşdireniňde, soňky ýyllarda esasy kompaniýalaryň sanyny artdyrdy.
Sarp ediji we senagat MCU bilen deňeşdirilende, awtoulag MCU kepillendiriş çäkleri ýokary we sertifikat möhleti uzyn, sertifikasiýa ulgamyna ISO26262 standart sertifikat, AEC-Q001 ~ 004 we IATF16949 standart sertifikat, AEC-Q100 / Q104 standart şahadatnamasy girýär, şolardan ISO26262 Awtoulag funksional howpsuzlygy ASIL-A-dan D derejesine çenli dört derejä bölünýär. Mysal üçin, şassi we beýleki ssenariýalar iň ýokary howpsuzlyk talaplaryna eýedir we ASIL-D derejeli şahadatnamany talap edýär, çip öndürijiler az.
Strategiýa derňewiniň maglumatlaryna görä, global we içerki awtoulag MCU bazary esasan NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, bazar paýy 85% bilen eýeleýär.32 bitli MCU-lar henizem daşary ýurtly ägirtler tarapyndan monopoliýa edilse-de, käbir içerki kompaniýalar işe başladylar.
04 Netije
Akylly elektrik ulaglarynyň çalt ösmegi, şonuň üçin Nvidia, Qualcomm, Intel ýaly bir topar sarp ediji çip öndürijisi goşuldy, köne awtoulag çip öndürijileriniň ýaşaýyş ýerini gysyp, akylly kokpitde, özbaşdak hereketlendiriji çipde üstünlik gazandy.Awtoulag MCU-larynyň ösüşi, öz-özüňi ösdürmäge we öndürijiligi ýokarlandyrmaga ünsi jemlemekden tehnologiki artykmaçlyklary saklamak bilen çykdajylary azaltmak üçin ähli taraplaýyn bäsleşige geçdi.
Awtoulag E / E arhitekturasy paýlanyşdan domen dolandyryşyna we netijede merkezi integrasiýa tarap, köp funksiýaly we ýönekeý pes çip çalşylar, ýokary öndürijilikli, ýokary hasaplaýyş güýji we beýleki ýokary derejeli çipler geljekki awtoulag çip bäsleşiginiň merkezine öwrüler, sebäbi geljekki ECU sanyny azaltmakda MCU-nyň esasy gözegçilik roly birneme az, meselem, Tesla şassi dolandyryş ECU ýaly, birinde 3-4 MCU bar, ýöne käbir ýönekeý funksiýa esasy MCU birleşdiriler.Umuman aýdanyňda, awtoulag MCU-lary üçin bazar we ýakyn ýyllarda içerki çalyşmak üçin giňişlik şübhesiz giňdir.
Iş wagty: Fewral-01-2023