01 Таърихи афзоиши MCU
MCU, микроконтроллер, он дорои номи маъруф: микрокомпьютери як-чип.
Ин ҷои воқеан ширин аст, интиқол додани маҷмӯи системаи асосии компютерӣ ба чип, аз ҷумла версияи дохилии порти силсилавии CPU RAM ROM IO, гарчанде ки иҷроиш албатта ба мисли компютер васеъ нест, аммо он қувваи ками барномарезишаванда аст ва чандир, бинобар ин дар электроникаи маишӣ, алоқаи саноати тиббӣ Мошинҳо доираи хеле васеи барномаҳо доранд.
Он соли 1971 таваллуд шудааст, Intel аввалин микропросессор дар ҷаҳон - рақами 4004 чипи 4-битро тарҳрезӣ кард, ин чип беш аз 2000 транзисторро муттаҳид мекунад ва Intel инчунин 4001, 4002, 4003 микросхемаҳои, RAM, ROM ва регистрҳоро тарҳрезӣ кардааст.
Вақте ки ин чаҳор маҳсулот ба бозор баромаданд, Intel дар таблиғ навишт: "Давраи нави микросхемаҳои интегралӣ эълон кунед: микрокомпьютерҳо дар як чип конденсатсионӣ мешаванд."Дар он вақт, миникомпютерҳо ва мейнфреймҳо асосан протсессори 8-бита ва 16-бит буданд, аз ин рӯ, Intel ба зудӣ соли 1972 микропросессори 8-бита 8008-ро ба кор бурд, то бозорро зуд ба даст орад ва давраи микрокомпьютерҳои як чипиро кушод.
Соли 1976, Intel аввалин контролери микрокомпьютерҳои барномарезишавандаи ҷаҳон 8748-ро ба кор бурд, ки он 8-бит CPU, 8-бити параллелӣ I/O, ҳисобкунаки 8-бит, RAM, ROM ва ғайраро муттаҳид мекунад, ки метавонад ба ниёзҳои назорати умумии саноатӣ ва асбобсозй, ки бо 8748 муаррифй шудааст, иктишофи микрокомпьютерхои як-чипиро дар сохаи саноат мекушояд.
Дар солҳои 1980-ум, микрокомпьютерҳои як чипии 8-бит ба камолот шурӯъ карданд, иқтидори RAM ва ROM зиёд шуд, умуман бо интерфейсҳои пайдарпай, системаҳои коркарди қатъи бисёрсатҳа, ҳисобкунакҳои сершумори 16-бит ва ғайра. Дар соли 1983, Intel MCS-ро ба кор андохтааст. -96 силсилаи микроконтроллерҳои баландсифати 16-битӣ бо 120,000 транзисторҳои интегралӣ.
Аз солҳои 1990 инҷониб, микрокомпьютери ягонаи чипӣ ба марҳилаи сад мактаби тафаккур ворид шуд, ки аз рӯи кор, суръат, эътимоднокӣ, ҳамгироӣ дар ҳолати пурра, аз рӯи шумораи битҳои автобус ё регистрҳои маълумот, аз 4 битҳои аввалия. тадричан инкишоф ёфта, бо микрокомпьютерхои 8-бита, 16-бит, 32-бит ва 64-битии як чипта.
Дар айни замон маҷмӯи дастурҳои MCU асосан ба CISC ва RISC тақсим карда шудааст ва меъмории аслӣ асосан ARM Cortex, Intel 8051 ва RISC-V мебошад.
Мувофиқи маълумоти мухтасари бозор дар соли 2020 General Microcontroller (MCU) маҳсулоти 32-бити MCU то 55% бозорро ташкил медиҳанд, пас аз он маҳсулоти 8-битӣ 43%, маҳсулоти 4-битӣ 2%, 16 -маҳсулоти битӣ 1% -ро ташкил медиҳад, дидан мумкин аст, ки маҳсулоти асосии бозор MCU-ҳои 32-бит ва 8-бит мебошанд ва фазои бозори маҳсулоти 16-битии MCU ба таври ҷиддӣ фишурда шудааст.
Маҳсулоти маҷмӯи дастурҳои CISC 24% бозорро ташкил дод, маҳсулоти маҷмӯи дастурҳои RISC 76% маҳсулоти асосии бозорро ташкил дод;Маҳсулоти асосии Intel 8051 22% бозорро ташкил дод, баъдан маҳсулоти ARM Cortex-M0, 20%, маҳсулоти ARM Cortex-M3 14%, маҳсулоти ARM Cortex-M4 12%, маҳсулоти ARM Cortex-M0+ 5%, маҳсулоти ARM Cortex-M23 1%, маҳсулоти асосии RISC-V 1% ва дигарон 24%ро ташкил доданд.Маҳсулоти ARM Cortex-M0+ 5%, маҳсулоти ARM Cortex-M23 1%, маҳсулоти асосии RISC-V 1% ва дигарон 24% буданд.Дар маҷмӯъ, ядроҳои силсилаи ARM Cortex 52% ҷараёни асосии бозорро ташкил медиҳанд.
Бозори MCU дар тӯли 20 соли охир бо коҳиши назарраси нархҳо рӯбарӯ шудааст, аммо коҳиши миёнаи фурӯши он (ASP) дар панҷ соли охир суст шудааст.Пас аз сар задани таназзул дар саноати мошинсозӣ, заъфи иқтисодии ҷаҳонӣ ва бӯҳрони эпидемӣ, бозори MCU дар соли 2020 барқарор шуданро оғоз кард. Тибқи маълумоти IC Insights, интиқоли MCU дар соли 2020 8% афзоиш ёфтааст ва интиқоли умумии MCU дар соли 2021 12%, рекордии 30,9 миллиард, дар ҳоле ки ASPs низ 10% афзоиш ёфт, ки баландтарин афзоиш дар 25 сол аст.
IC Insights интизор меравад, ки интиқоли MCU дар панҷ соли оянда ба 35,8 миллиард адад мерасад ва фурӯши умумии онҳо 27,2 миллиард долларро ташкил медиҳад.Интизор меравад, ки фурӯши 32-бити MCU бо суръати афзоиши солонаи 9.4% ба 20 миллиард доллар мерасад, 16-бити MCU ба 4.7 миллиард доллар мерасад ва 4-бит MCU афзоишро нишон намедиҳад.
02 Мошини MCU девонавор пеш гузаштан
Электроникаи автомобилӣ бузургтарин сенарияи татбиқи MCUs мебошад.IC Insights интизор аст, ки фурӯши MCU дар саросари ҷаҳон дар соли 2022 10% афзоиш ёфта, рекорди 21,5 миллиард долларро ташкил медиҳад ва MCU-ҳои автомобилӣ нисбат ба дигар бозорҳои ниҳоӣ бештар меафзояд.
Зиёда аз 40% фурӯши MCU аз электроникаи автомобилӣ ба даст меояд ва интизор меравад, ки фурӯши MCU автомобилӣ дар тӯли панҷ соли оянда бо CAGR 7,7% афзоиш ёбад, ки аз MCU-ҳои таъиноти умумӣ (7,3%) зиёдтар аст.
Дар айни замон, MCU-ҳои автомобилӣ асосан 8-бит, 16-бит ва 32-бит мебошанд ва битҳои гуногуни MCU-ҳо корҳои гуногунро иҷро мекунанд.
Махсусан:
MCU 8-битӣ асосан барои вазифаҳои нисбатан оддии идоракунӣ, ба монанди назорати курсиҳо, кондитсионерҳо, мухлисон, тирезаҳо ва модулҳои идоракунии дарҳо истифода мешавад.
MCU 16-битӣ асосан барои бадани поёнӣ, ба монанди муҳаррик, тормози электронӣ, системаи таваққуф ва дигар системаҳои барқ ва интиқол истифода мешавад.
32-бит MCU ба зеҳни автомобилӣ мувофиқат мекунад ва асосан барои сенарияҳои баландсифати интеллектуалӣ ва бехатар, ба монанди фароғатии кабина, ADAS ва назорати бадан истифода мешавад.
Дар ин марҳила, MCU-ҳои 8-битӣ дар фаъолият ва қобилияти хотира афзоиш меёбанд ва бо самаранокии арзиши худ онҳо метавонанд баъзе MCU-ҳои 16-битро дар барномаҳо иваз кунанд ва инчунин бо MCU-ҳои 4-битӣ ба ақиб мувофиқат мекунанд.MCU 32-бит дар тамоми меъмории автомобилии E/E нақши афзояндаи муҳими назоратро мебозад, ки метавонад чор воҳиди парокандаи ECU-и паст ва миёнаро идора кунад ва шумораи истифодаҳо афзоиш хоҳад ёфт.
Вазъияти дар боло зикршуда MCU-и 16-битаро дар ҳолати нисбатан ногувор қарор медиҳад, на баланд, балки паст, аммо дар баъзе сенарияҳои барнома, он ҳанӯз ҳам муфид аст, ба монанди баъзе замимаҳои асосии системаҳои интиқоли барқ.
Интеллектуалии автомобилӣ талаботро ба MCU-ҳои 32-битӣ ба таври назаррас афзоиш дод ва зиёда аз чор се ҳиссаи фурӯши MCU-и автомобилӣ аз 32-бит MCU-ҳо дар соли 2021 ба даст омадааст, ки интизор меравад тақрибан ба 5,83 миллиард доллар мерасад;MCU-ҳои 16-бит тақрибан 1,34 миллиард доллар даромад ба даст меоранд;ва 8-бит MCUs, тибқи гузориши McClean, тақрибан 441 миллион доллар даромад ба даст меоранд.
Дар сатҳи барнома, иттилооти фароғат сенарияи барномаест, ки дар тӯли сол баландтарин афзоиши фурӯши мошинҳои MCU дар соли 2021 нисбат ба соли 2020 59% ва афзоиши даромад 20% барои сенарияҳои боқимонда мебошад.
Ҳоло тамоми назорати электронии мошин барои истифодаи ECU (воҳиди идоракунии электронӣ) ва MCU чипи асосии идоракунии ECU мебошад, ҳар як ECU ҳадди аққал як MCU дорад, аз ин рӯ марҳилаи кунунии трансформатсия ва такмили электриконии интеллектуалӣ талаботро ба Истифодаи як мошини MCU афзоиш меёбад.
Мувофиқи маълумоти шӯъбаи тадқиқоти Кумитаи коршиносони маркетинги автомобилии Институти маркетинги Чин, шумораи миёнаи ECUs, ки аз ҷониби мошинҳои муқаррарии сӯзишворӣ интиқол дода мешаванд, 70 ададро ташкил медиҳад;шумораи ECUs, ки тавассути мошинҳои боҳашамати сӯзишвории анъанавӣ интиқол дода мешаванд, метавонад ба 150 мерасад, зеро талаботҳои баландтар барои курсиҳо, назорати марказӣ ва фароғат, устувории бадан ва бехатарӣ;ва шумораи миёнаи ECU-ҳои мошинҳои интеллектуалӣ метавонанд ба 300 нафар расонанд, зеро талаботҳои нави нармафзор ва сахтафзор барои рондани мустақил ва ронандагии ёрирасон, ки ба миқдори MCU-и аз ҷониби мошинҳои якка истифодашаванда мувофиқат мекунанд, низ ба 300 мерасад.
Талаботи қавӣ ба MCUs аз мошинсозон махсусан дар соли 2021, вақте ки норасоии ядроҳо аз сабаби эпидемия ба вуҷуд меояд, аён аст.Он сол, бисёре аз ширкатҳои мошинсозӣ маҷбур шуданд, ки баъзе хатҳои истеҳсолиро аз сабаби набудани ядро ба муддати кӯтоҳ қатъ кунанд, аммо фурӯши MCU-ҳои автомобилӣ 23% афзоиш ёфта, ба 7,6 миллиард доллар расид, ки рекорди баланд аст.
Аксари микросхемаҳои автомобилӣ бо истифода аз вафли 8 дюймӣ истеҳсол карда мешаванд, баъзе истеҳсолкунандагон ба монанди интиқоли хатти TI ба 12 дюймӣ, IDM инчунин як қисми рехтагарии иқтидори аутсорсинг хоҳад буд, ки дар он MCU бартарӣ дорад, тақрибан 70% иқтидори TSMC .Бо вуҷуди ин, худи тиҷорати автомобилӣ як қисми ками TSMC-ро ташкил медиҳад ва TSMC ба соҳаи технологияи пешрафтаи электроникаи маишӣ тамаркуз мекунад, аз ин рӯ бозори автомобилии MCU махсусан кам аст.
Норасоии микросхемаҳои автомобилӣ, ки аз ҷониби тамоми саноати нимноқилҳо сарварӣ мекунад, инчунин мавҷи тавсеъаро ба вуҷуд овард, рехтагарӣ ва заводҳои IDM барои фаъолона васеъ кардани истеҳсолот, аммо таваҷҷӯҳ ба дигар аст.
Интизор меравад, ки нерӯгоҳи TSMC Kumamoto то охири соли 2024 ба истифода дода шавад, ба ғайр аз раванди 22/28 нм, он минбаъд равандҳои 12 ва 16 нмро таъмин хоҳад кард ва корхонаи Нанҷинг истеҳсолотро то 28 нм, бо иқтидори истеҳсолии моҳона васеъ мекунад. 40 000 дона;
SMIC ба нақша гирифтааст, ки дар соли 2021 истеҳсолотро на камтар аз 45,000 вафли 8 дюймӣ ва ҳадди аққал 10,000 вафли 12 дюймӣ васеъ кунад ва дар Линганг як хати истеҳсолии 12 дюймӣ бо иқтидори моҳонаи 120,000 вафли, тамаркуз ба гиреҳҳои 28 нм ва болотар аз он бунёд кунад.
Huahong интизор дорад, ки дар соли 2022 тавсеаи иқтидори истеҳсолии 12 дюймиро то 94,500 дона суръат бахшад;
Renesas саҳмияи худро дар корхонаи Кумамото TSMC бо нияти тавсеаи аутсорсинг эълон кард ва ҳадаф дорад, ки то соли 2023 таъминоти MCU-и автомобилиро 50% афзоиш диҳад ва иқтидори баландсифати MCU 50% ва иқтидори пасти MCU тақрибан 70% афзоиш ёбад. нисбат ба охири соли 2021.
STMicroelectronics дар соли 2022 барои тавсеа 1,4 миллиард доллар сармоягузорӣ хоҳад кард ва нақша дорад, ки то соли 2025 иқтидори нерӯгоҳҳои аврупоии худро ду баробар афзоиш диҳад, асосан барои афзоиши иқтидори 12 дюймӣ ва барои иқтидори 8 дюймӣ, STMicroelectronics барои маҳсулоте, ки 12-дюймро талаб намекунад, ба таври интихобӣ такмил хоҳад дод. технологияи дюйм.
Texas Instruments чор корхонаи навро илова хоҳад кард, интизор меравад, ки корхонаи аввал дар соли 2025 ба кор андохта шавад ва нерӯгоҳҳои сеюм ва чорум дар байни солҳои 2026 ва 2030 сохта мешаванд;
ON Semiconductor сармоягузории асосии худро то 12% афзоиш дод, асосан барои васеъ кардани иқтидори 12 дюймаи вафли.
Андешаҳои IC дорои маълумоти ҷолибе ҳастанд, ки ASP-и ҳамаи MCU-ҳои 32-битӣ дар CAGR -4,4% дар муқоиса бо солҳои 2015 ва 2020 коҳиш меёбад, аммо дар соли 2021 тақрибан 13% то тақрибан $0,72 афзоиш меёбад. Дар бозори спот инъикос ёфтааст. , тағйирёбии нархи MCU автомобилӣ равшантар аст: NXP 32-бит MCU FS32K144HAT0MLH бо нархи доимии 22 доллар то 550 доллар боло рафт, як қатор беш аз 20 маротиба, ки яке аз микросхемаҳои камёфттарин дар он замон буд.
Infineon 32-бита автомобилии MCU SAK-TC277TP-64F200N DC то 4500 юан, тақрибан 100 маротиба афзоиш ёфт, ҳамон силсилаи SAK-TC275T-64F200N DC низ ба беш аз 2000 юан расид.
Аз тарафи дигар, электроникаи ибтидоии гарми маишӣ сард шуданро оғоз кард, талабот заиф ва инчунин суръатбахшии ивазкунии дохилӣ, коҳиш додани нархи MCU-и истеъмолӣ, баъзе моделҳои чипи ST ба монанди F0/F1/F3 нархҳои силсила ба нархи муқаррарӣ наздик шуданд ва ҳатто овозаҳои бозор дар бораи он ки нархи баъзе MCU-ҳо тавассути нархи агентӣ поин рафтааст.
Аммо, MCU-ҳои автомобилӣ ба монанди Renesas, NXP, Infineon ва ST то ҳол дар ҳолати норасоии нисбӣ қарор доранд.Масалан, нархи 32-битии MCU STM32H743VIT6-и баландсифати ST дар охири соли гузашта то 600 юан боло рафт, дар ҳоле ки нархи он ду сол пеш ҳамагӣ 48 юан буд.Афзоиш бештар аз 10 маротиба;Нархи бозории Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC дар моҳи октябри соли гузашта тақрибан 1200 доллар, моҳи декабр то 3800 доллар пешниҳод мекунад ва ҳатто дар вебсайтҳои шахсони сеюм зиёда аз 5000 доллар пешниҳод мекунанд.
03 Бозор калон аст, махсулоти ватанй хурд аст
Манзараи рақобатии MCU мисли тамоми муҳити рақобати нимноқилҳо аз ҷониби бузургҷуссаҳои хориҷӣ бартарӣ дорад.Дар соли 2021 панҷ фурӯшандаи беҳтарини MCU NXP, Microchip, Renesas, ST ва Infineon буданд.Ин панҷ фурӯшандаи MCU 82,1% тамоми фурӯши ҷаҳониро ташкил дод, дар муқоиса бо 72,2% дар соли 2016 ва ҳаҷми ширкатҳои сарлавҳа дар тӯли солҳои баъдӣ афзоиш ёфт.
Дар муқоиса бо MCU истеъмолӣ ва саноатӣ, ҳадди ниҳоии сертификатсияи автомобилии MCU баланд аст ва мӯҳлати сертификатсия тӯлонӣ аст, системаи сертификатсия сертификатсияи стандартии ISO26262, AEC-Q001 ~ 004 ва IATF16949, AEC-Q100 / Q104 стандарти ISO2622, бехатарии функсионалии автомобилӣ ба чор сатҳи ASIL-A ба D тақсим карда мешавад. Масалан, шасси ва сенарияҳои дигар талаботи баландтарини бехатариро доранд ва сертификатсияи сатҳи ASIL-D-ро талаб мекунанд, чанд истеҳсолкунандагони чип метавонанд ба ин шароит ҷавобгӯ бошанд.
Тибқи маълумоти таҳлили стратегия, бозори ҷаҳонии автомобилии MCU асосан аз ҷониби NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip бо ҳиссаи бозор 85% ишғол шудааст.Гарчанде ки MCU-ҳои 32-битӣ то ҳол аз ҷониби бузургҷуссаҳои хориҷӣ монополия шудаанд, баъзе ширкатҳои ватанӣ аз кор баромаданд.
04 Хулоса
Рушди босуръати мошинҳои электрикии интеллектуалӣ, аз ин рӯ, як қатор истеҳсолкунандагони чипҳои истеъмолӣ ба монанди Nvidia, Qualcomm, Intel дар кабинаи интеллектуалӣ, пешрафтҳои чипҳои ронандагии мустақил буданд ва фазои зинда мондани истеҳсолкунандагони чипҳои автомобилии кӯҳнаро фишурда карданд.Рушди MCU-ҳои автомобилӣ аз тамаркуз ба рушди худшиносӣ ва беҳбуди кор ба рақобати ҳамаҷониба барои кам кардани хароҷот ҳангоми нигоҳ доштани бартариҳои технологӣ гузашт.
Бо меъмории автомобилии E / E аз тақсимшуда ба назорати домен ва дар ниҳоят ба самти ҳамгироии марказӣ, иваз карда мешаванд чипи бисёрфунксионалӣ ва соддаи пастсифат, баландсифат, қудрати ҳисоббарории баланд ва дигар таҷҳизоти баландсифат чипҳо ба маркази рақобати чипҳои автомобилии оянда табдил хоҳанд ёфт, зеро нақши асосии назорати MCU бо коҳиши рақами ояндаи ECU нисбатан хурд аст, ба монанди ECU назорати шасси Tesla, як ягона дорои 3-4 MCU, аммо баъзе функсияҳои оддии MCU асосии муттаҳид карда мешавад.Дар маҷмӯъ, бозори MCU-ҳои автомобилӣ ва фазои ивазкунии дохилӣ дар солҳои оянда бешубҳа васеъ аст.
Вақти фиристодан: феврал-01-2023